Trattamento termico dei pannelli MDF

I pannelli MDF (dall'inglese Medium Density Fiberboard) sono costituiti da fibre di legno incollate tramite adesivi sintetici in condizioni di calore e pressione. La prima fabbrica di MDF fu costruita nel 1965 negli USA, mentre la produzione in Europa ebbe inizio in Germania a partire da metà degli anni '70; da allora il mercato di questo pannello è in costante crescita, in particolare grazie alla sua versatilità e al costo limitato. Alla fine del 2016 gli impianti presenti in Europa per la produzione di MDF erano 49, mentre tra Russia, Turchia, Bielorussia si contavano ulteriori 43 impianti. Nel 2016 la produzione effettiva dell'MDF è aumentata del 2% rispetto al 2015, raggiungendo i 12 milioni di m3. Il trattamento termico è oggi largamente impiegato, in Italia e in Europa, per incrementare la durabilità del legno e dei prodotti derivati. In sintesi, esso consiste nel sottoporre il legno ad elevate temperature, di norma comprese tra 160 °C e 230 °C in condizioni controllate al fine di evitarne la combustione. L'elevata temperatura induce una serie di modificazioni chimiche e fisiche nel legno, la cui entità dipende dall'intensità del trattamento, che risultano in un aumento della durabilità, in una diminuzione dell'igroscopicità e in una variazione del colore verso tonalità bruno scure. Per contro, le proprietà fisico meccaniche diminuiscono considerevolmente, precludendo al materiale trattato alcuni impieghi, tra cui quelli strutturali. Nell'insieme, il trattamento termico è idoneo per realizzare prodotti destinati a impieghi non strutturali in ambiente esterno, dove le condizioni di umidità e il rischio di attacco biologico richiedono un'adeguata considerazione. Inoltre, se in principio l'applicazione del trattamento termico era rivolta al legno massiccio, oggi è allo studio la messa a punto di pannelli a base di legno trattati termicamente. La tesi di laurea riporta i risultati di studi preliminari relativi al trattamento termico dei pannelli MDF. Dopo un inquadramento relativo a tali pannelli a base di legno, sono riportati i materiali e metodi e i risultati della sperimentazione effettuata. L'attività è stata svolta in collaborazione con un produttore italiano di pannelli. Più in dettaglio, nella tesi sono stati presi in considerazione due trattamenti termici: il primo a 190 °C per 2 ore e il secondo 215 °C, sempre per due ore. Per ogni tipologia di trattamento sono stati trattati tre diversi spessori di MDF: 10, 18 e 30 mm. I provini ricavati per le prove di caratterizzazione fisico-meccanica, trattati e non trattati (usati come controllo), sono stati preparati tenendo conto delle norme di riferimento; nell'insieme sono stati sottoposti a prova 80 differenti provini. La massa volumica è stata determinata in base alla norma EN 323, il rigonfiamento e l'assorbimento in base alla norma EN 317, le coordinate colorimetriche sono state misurate mediante l'utilizzo di un colorimetro secondo la metodologia prevista dallo standard CIELab). L'azienda produttrice ha provveduto ad effettuare i test di profilo densitometrico e coesione interna. I risultati sono stati in linea con le aspettative e con i dati reperibili in bibliografia. La prova di coesione interna ha mostrato una diminuzione della resistenza meccanica (46% nel migliore dei casi) indicando come sia necessaria la messa a punto di un incollaggio idoneo al trattamento termico. Dai risultati è emersa un'elevata perdita di massa e una diminuzione dell'igroscopicità.