Dr. Ing. ILEANA CERNICA

11 octombrie 2007, CCIRB

11 octombrie 2007, CCIRB

De ce dezvoltarea tehnologiilor de finisare a

compozitelor ligno-celulozice folosind nanomateriale?

Implementarea Directivei Europene privind limitarea consumului de COV-uri in sectorul mobilei si altor produse finisate din lemn constituie o mare provocare pentru industria lemnului, obligand intreprinderile care utilizeaza solventi organici sa se incadreze in limitele prescise in HG 699/2003, sa monitorizeze, sa controleze permanent emisiile de COV-uri. Si sa abordeze tehnologiile cu continut redus de COV.

Cerintele crescute in industria mobilei privind utilizarea COV la finisare, au impus dezvoltarea unor tehnologii noi de finisare a compozitelor ligno-celulozice utilizand nanomateriale cu proprietati controlate, antistatice, hidrofobe, resistenta crescuta la zgariere

Materiale de acoperire

Nanogeluri:- In2O3 – SnO2

- Al2O3

LACURI HIDRODILUABILE 1062 CU PARTICULE DE ALUMINA

LACURI HIDRODILUABILE 2005 CU PARTICULE DE ALUMINA

LACURI HIDRODILUABILE 1062 CU PARTICULE DE ITO

LACURI HIDRODILUABILE 2005 CU PARTICULE DE ITO

Rasini:- acrilico-poliuretanice: APU 1062, APU 2005

Aditivi:

- antispumare

- umectare

- ingrosatori

- coalescenti

Apa

Realizarea unor materiale de acoperirece includ nanomateriale

PROIECT MATNANTECH 2004 - 2006

TESTAREA CARACTERISTICILOR FIZICO-CHIMICE SI MECANICE ALE PRODUSELOR REALIZATE

Determinari Lac hidrodiluabil

1062

Lac hidrodiluabil 1062 cu ITO

Lac hidrodiluabil

1062 cu alumina

Metode de verificare

- aspect pelicula aspect lucios aspect semimat, etalare buna

aspect semimat, etalare buna

vizual

- rezistenta la lichide reci apa (24 ore)

alcool (1 ora) acid acetic (1 ora)

acid citric (1 ora) amoniac (1 ora)

carbonat de sodiu (1ora)grasimi (24 ore)

5445555

5445555

5545545

SR ISO 4211/1997

- rezistenta la caldura uscata (700C, 20 minute)

5 5 5 SR ISO 4211-3/1997

- rezistenta la caldura umeda (550C, 20 minute)

4 5 5 SR ISO 4211-2/1997

- rezistenta la zgariere (mina creion)

HB H H STAS 6000-7/1986

- rezistenta la soc termic (nr. cicluri)

15 15 15 STAS 6000-5/1986

Legenda5 = nici o schimbare vizibila, nici o deteriorare 4 = usoara schimbare a luciului3 = semne usoare, vizibile din mai multe unghiuri de observare

Determinari Lac hidrodiluabil

2005

Lac hidrodiluabil 2005 cu ITO

Lac hidrodiluabil

2005 cu alumina

Metode de verificare

- aspect pelicula aspect lucios aspect lucios, etalare buna

aspect lucios, etalare buna

vizual

- rezistenta la lichide reci apa (24 ore)

alcool (1 ora) acid acetic (1 ora)

acid citric (1 ora) amoniac (1 ora)

carbonat de sodiu (1 ora)grasimi (24 ore)

555555

555555

555555

SR ISO 4211/1997

- rezistenta la caldura uscata (700C, 20 minute)

5 5 5 SR ISO 4211-3/1997

- rezistenta la caldura umeda (550C, 20 minute)

4 4 4 SR ISO 4211-2/1997

- rezistenta la zgariere (mina creion)

HB HB H STAS 6000-7/1986

- rezistenta la soc termic (nr. cicluri)

15 15 15 STAS 6000-5/1986

11 octombrie 2007, CCIRB

11 octombrie 2007, CCIRB

Tendinte prognozate de crestere si innoire

Grupul BIG 5 care include: Franta (14.6%), Italia (13.3%), Anglia (13%), Spania (11.8%) si Germania (10.7%) si care reprezinta aproape trei sferturi din intregul volum al industriei de constructii europene, manifesta un interes special pentru promovarea unor noi structuri si materiale care sa raspunda conceptului-nucleu: OM, NATURA, TEHNICA.

In Europa s-au initiat progame nationale de sustinere a dinamizarii utilizarii lemnului in constructii sub diferite forme (lemn masiv, placi pe baza de lemn) si din considerentele ecologice impuse de Acordul de la Kyoto cu privire la reducerea „efectului de sera”. Franta, de exemplu, prin Acordul cadru LEMN – CONSTRUCTII – MEDIA intentioneaza ca pana in 2010 sa majoreze la 25% ponderea materialelor din lemn si pe baza de lemn.In acest context placile compozite de tipul „aschii din lemn liate cu ciment” au cunoscut o evolutie continua a cererii pe piata mondiala (America 60% din volumul constructiilor usoare, Germania (35-40%), Farnta, Spania, Anglia, etc.).

In Romania in acest moment nu se fabrica acest tip de structura (ciment- lemn)desi deseurile rezultate din tehnologia de fabricatie a cherestelei (care are o pondere de 2.5mil m3/an) s-ar putea folosi in constructia unor structuri ciment-lemn.

Dezvoltarea impusa de faptul ca industriile traditionale vizate - constructii si lemn - reprezinta unele dintre cele mai active in Romania.

Calitatea vietii ( legata in acest context de imbunatatiri ambientale ) este un concept nou pentru sectorul constructiilor si de aceea este necesara o eficienta si un efort concertat in cercetarea in acest domeniu (acestea sunt primele cerinte ale dezvoltarii Platformei Tehnologice Europene European Construction Technology)

Nanomaterialele deschid posibilitatea obtinerii unor materiale cu proprietati noi (antibacteriene, de autocuratare (antistatice, hidrofobe sau anti graffitti)

In SUA reprezinta 60% din constructia usoara , in Germania 30-40% tehnologia fiind folosita si in Finlanda, Spania si Franta.

11 octombrie 2007, CCIRB

Realizarea suportului compozit ciment - lemn

Suport compozit

ciment - lemn

Ciment PORTLAND

Micro-nanopulbere de SiO2

RumegusAditiv superplastifiant

Apa

PARTENERI:

- Institutul Nationala al Lemnului Bucuresti- CEPROCIM

Imagine SEM a cimentului etalon

Imagine SEM a compozitului ciment-lemn

Imagine SEM a rumegusului

Structuri ciment – lemn dupa urmatoarele retete:

- ciment CEM I 42.5R

- rumegusului variaza de la 4 la 15%,

-de micro-nanopulberii de silice: 10%

-aditivului de superplastifiant aditiv : 1.5%

Testarea structurilor cimen-lemn din punct de vedere fizico-mecanic astfel: determinarea greutăţii specifice (a densităţii); umflarea în grosime, la o durată de imersare de: 2 ore, 24 ore cimentul etalon şi cimenturile compozite cu diverse adaosuri au fost testate din punct de vedere fizic (apa de consistenţă standard, timp de priza, stabilitate) şi din punct de vedere mecanic (rezistenţa la încovoiere şi compresiune la 2, 7 şi 28 zile);

Caracteristica Etalon 4R 10R 15R 20R

Rezistenţe mecanice la încovoiere, MPa

2 zile 5,39 6,14 4,59 2,45 1,30

7 zile 7,56 7,39 5,50 3,74 2,91

28 zile 8.60 9,33 6.68 5,29 2,99

Rezistenţe mecanice la compresiune, MPa

2 zile 25,0 31,8 21,6 9,7 4,9

7 zile 39,3 43,8 29,3 18,1 11,0

28 zile 48.3 54,8 41.4 28.1 13,3

Rezistente mecanice

05

10152025303540455055

Rc

(M

Pa

)

2 zile 7 zile 28 zile

Etalon 4R 10R 15R 20R

Influenta proportiei de rumegus asupra rezistentelor materialelor compozite

11 octombrie 2007, CCIRB

MICROSCOP ELECTRONIC CU SCANARE COMPUTERIZATA (SEM)

MICROSCOP OPTIC CU SCANARE COMPUTERIZATA

Substrat ciment -etalon

Substrat compozit ciment – lemn (rumegus)

Substrat ciment -etalon

Substrat compozit ciment – lemn (rumegus)

11 octombrie 2007, CCIRB

FFINISAJE ARHITECTURALEINISAJE ARHITECTURALE ( (ACOPERIRI DECORATIVEACOPERIRI DECORATIVE):): straturi de acoperire depuse

atat cu scopul unei protectii interioare sau exterioare a cladirilor cat si cu scop estetic.

Principalele tipuri de finisaje arhitecturale in constructii

domestice, profesionale;

traditionale; moderne;

in strat gros (pana la 50 mm), in strat subtire (pana la 5 mm);

care se consolideaza prin uscare, care se consolideaza prin priza, care se consolideaza prin adaos de fotoinitiatori.

11 octombrie 2007, CCIRB

CONDITIILE IMPUSE UNOR ASTFEL DE FINISAJE SUNT DINTRE CELE MAI SEVERE

rezistenta indelungata la intemperii;

rezistenta buna la lumina solara;

adeziune la suportul de baza;

rezistenta la inghet-dezghet;

aspect estetic;

cost redus de preparare si aplicare;

si mai recent:

proprietati de autocuratare;

proprietati antibacteriene.

CE S-A REALIZAT?

Elaborarea fluxurilor tehnologice de obtinere a nanopulberilor de ZnO, respectiv TiO2 nedopat si dopat cu diversi ioni metalici (Ag, Au, Pt, Fe)

Identificarea si selectia nanomaterialelor:

ZnO, TiO2

Procedee de procesare pentru obtinerea materialelor nanometrice: pe cale chimica (coprecipitare) si metoda sol-gel

Experimentari tehnologice:

Testarea proprietatilor antibacteriene si antimicotice a matricilor polimerice in care sunt inglobate nanopulberi oxidice

Obtinerea nanocompozitelor cu matrice polimerica in care sunt inglobate nanopulberi oxidice

11 octombrie 2007, CCIRBPROGRAM CEEX 2006

11 octombrie 2007, CCIRB

NANOCOMPOZITEMATRICE POLIMERICA NANOPULBERI OXIDICE NEDOPATE SI DOPATE CU IONI METALICI

PARTENERI:

- INCEMC Timisoara - IMNR Bucuresti - ICIA Cluj

11 octombrie 2007, CCIRB

Multumiri colectivului:

IMT- Matei Alina, Veronica Schiopu