A comparative study was conducted of composites made with sludge from three different paper mills. Sludges were obtained from a thermomechanical pulp (TMP), a chemico?TMP (CTMP), and a Kraft mill with a feedstock of primarily black spruce. The primary sludge (PS) and secondary sludge (SS) were mixed at two different ratios (PS:SS?=?7:3 and 9:1) and blended with high?density polyethylene (HDPE) at 20%, 30%, and 40% proportion. The blends were tested using plate–plate geometry before subjection to frequency sweep by oscillation rheometry. The storage modulus (G?), loss modulus (G?), and complex viscosity (?*) increased with increasing paper sludge content. Decreasing the PS:SS ratio from 9:1 to 7:3 decreased G?, G?, and ?*. Differential scanning calorimetry showed that sludge addition increased both the melting and crystallization temperature, for a positive effect on crystallinity. Although the behavior of sludge–high?density polyethylene blends differed from that of traditional wood plastic composite made with wood flour, they obtained G?, G?, and ?* values of the same magnitude. © 2018 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2018, 135, 46484.

Les usines de pâtes et papiers disposent généralement de leurs résidus solides par combustion ou enfouissement. Les boues primaires (BP) sont mélangées aux boues secondaires (BS) dans les procédés de déshydratation. Cette étude vise à valider l’utilisation des résidus solides comme une source potentielle de fibres pour l’industrie des matériaux composites bois-polymère (CBP). Trois usines utilisant des copeaux résineux dominés par l’épinette noire ont été choisies pour échantillonner des BP et des BS, soit une de pâte thermomécanique (PTM), une chimicothermomécanique (PCTM) et une de kraft. Un dispositif expérimental utilisant ces trois sources d’approvisionnement (PTM, PCTMP et kraft), trois proportions de boues (20, 30 et 40 %) et deux ratios de boues primaires et secondaires (BP:BS = 1:9 et 3:7) a été suivi pour fabriquer des CBP dans une matrice de polyéthylène haute densité (PEHD). Les résultats montrent que les BP, étant riches en fibres et en cellulose, améliorent les propriétés des CBP, alors que les BS les affaiblissent. Les boues kraft semblent les mieux adaptées pour faire des CBP, mais les boues PTM et PCTM améliorent aussi la rigidité et la résistance du PEHD. Les tests d’immersion montrent que les BP et les BS sont toutes deux hydrophiles et que les résultats dépendent principalement de la proportion des boues. La caractérisation des boues a permis de lier la composition chimique des boues aux propriétés physico-mécaniques des CBP indépendamment de la source de provenance. La présence de cellulose et des matières inorganiques est souhaitable alors que les substances extractibles, les composés azotés et la lignine le sont moins. Les mélanges polymère-boues à l’état fondu ont un comportement rhéologique distinct des CBP faits à partir de bois. Le principe de superposition temps-température a été validé. Une courbe maîtresse de viscosité dynamique complexe reliant toutes les conditions expérimentales a été faite à partir d’un facteur de translation verticale en appliquant une loi de type Carreau-Yasuda à contrainte seuil.

Recent studies have demonstrated the potential of primary sludge (PS) as reinforcing fibers and secondary sludge (SS) as binder or co-binder in wood–plastic composites (WPC). A comparative study was conducted using paper mill sludge produced by three different pulping processes at two SS to PS ratios. The objectives were to determine the impact of PS and SS on the development of high density polyethylene (HDPE) WPC properties. Sludge produced by thermomechanical pulping (TMP), chemithermomechanical pulping (CTMP), and Kraft pulping were used at three different proportions (20%, 30%, and 40%) for composite manufacturing. The use of mixed sludge containing 30% SS resulted in lower tensile, flexural, and impact performance of the WPC compared to mixed sludge containing only 10% SS for the three pulping processes. Sludge type had a significant impact on the WPC physical and mechanical properties. Kraft sludge produced the best WPC properties, followed by CTMP and TMP sludge. Increasing the sludge proportion produced increasingly negative impacts on water absorption and thickness swelling, but improved the flexural and tensile properties.

L’être humain est constamment à la recherche de nouveaux matériaux pouvant améliorer ses conditions de vie. Les composites bois polymères (CBP) présentent plusieurs caractéristiques attrayantes, mais leur développement est ralenti par un manque de sources d’approvisionnement en fibres. Les fibres papetières protègent l’intégrité des fibres bois au moment de la mise en pâte et offrent ainsi un potentiel de propriétés physico-mécaniques améliorées.

Or, dans le cadre de ce projet. nous avons étudié l’effet de la nature des fibres de bois sur les propriétés des mélanges « bois plastiques », le procédé de formation et les propriétés physico-mécaniques des composites bois plastiques. Ainsi, nous avons utilisé trois fibres papetières dont les caractéristiques sont différentes en terme de composition chimique, de morphologie et de flexibilité, en occurrence, les fibres issues des procédés Kraft, thermomécanique (TMP) et chimico-thermomécanique (CTMP). L’utilisation d’un rhéomètre à torque a permis de dissocier le comportement de chacune des fibres dans le polyéthylène à haute densité et d’évaluer l’effet de leur proportion. Les résultats du rhéomètre à torque ont permis d’identifier les paramètres de mise en forme des composites bois plastiques par extrusion. Les résultats démontrent des variations autant au niveau de la mise en forme que pour les propriétés des panneaux en fonction de la nature des fibres utilisées. La dispersion des fibres est le facteur dominant. De manière générale, les composites chargés de fibres Kraft offrent des performances mécaniques supérieures. Ceux fabriqués à partir de fibres CTMP procurent des composites moins stables sous l’action de l’eau, mais s’avèrent les plus résistantes en impact. Quant aux fibres TMP, elles offrent des performances mécaniques inférieures au deux autres, mais comparables aux composites bois polymères traditionnels fabriqués à partir de farine de bois. © 2007 UQAT tous droits réservés.