准备和植物种子膳食为基础的木材胶粘剂的测试
March 5th, 2015
为了促进寻求更经济、更环保的天然产物基木材胶粘剂配方的努力，这项工作展示了植物种子基木材胶粘剂的制备和测试。该协议允许人们评估基于植物种子的农产品作为替代合成基木材粘合剂的合适候选者。
本视频的总体目标是演示制备和测试植物种子产品（如木材胶粘剂）的基本程序。这是通过首先使用工作植物种子、粉和水制备粘合浆料来实现的。第二步是将粘性浆料涂在两条木单板条的一端。
接下来，通过重叠粘性粘合剂涂层区域来粘合两条木条，然后在调理后热压它们。最后一步是测量粘合木对断裂时的拉伸采煤机强度。最终，采煤机的断裂强度报告为标明处理条件下的粘合强度。
这种方法提供了一种简单的方法来制备 TASTE PRIME，比如说基于木材粘合剂的产品。这将有助于努力寻找经济且环保的生物基木材胶粘剂配方。演示该程序还将在我实验室的章节声明中给药。
第一步是准备水洗餐。从市售的 def of-命运棉籽粉开始。使用旋风分离器样品餐，通过将脱脂餐研磨成 0.5 毫米的钢筛来生产工作餐。
从研磨机的出口取回工作餐。使用一部分工作餐来准备水洗餐。量取一定量的工作餐，并将其放入容器中每 25 克餐食的搅拌机罐中。
加入 200 毫升水，将水和食物混合 3 分钟。将所得混合物离心并冷冻干燥以分离水不溶性组分。这是被称为水洗餐的最终产品的一个例子。
要制备粘性浆料，请将水洗过的粉放入容器中。对于此实验，91 平方英寸的表面大约需要 3 克。每 3 克膳食，向容器中加入 25 克去离子水。
加入搅拌棒，用 Paraform 密封烧杯，搅拌混合物 2 小时。浆料准备好后，立即将其用于粘合试样。下一步是准备粘合的木质样品进行测试。
使用市售的木单板制作木单板条。为每个测试变量准备 5 到 10 对试纸。条带的尺寸应为 25.4 毫米宽、88.9 毫米长和 1.59 毫米厚，长度与木纹平行。
用铅笔在木纹上画一条线，距离每条条带的一端 25.4 毫米。还要确保对试纸条进行适当标记，以便以后识别。解封粘合浆料并使用成对的木单板条。
使用刷子将浆料涂抹在每对的标记区域上。让它们风干 10 到 15 分钟或直到它们发粘。当它们准备好后，在第一层上面刷上第二层粘性浆料，并在条带干燥时让它们再次风干。准备。
台式加热压力机在 100 摄氏度下运行，当条带干燥时，施加的力将在试样的重叠区域产生每平方英寸 400 磅的力。每对工作重叠两个条带的胶粘剂涂层区域。将标本放入压机中。
继续热压它们 20 分钟。从压榨机中回收压榨标本并将其放入培养箱中。温度应保持在 22 至 23 摄氏度，相对湿度为 50% 至 60% 标本应在那里放置 48 小时。
根据测量结果，标本的制备方式不同。要制备用于湿强度测量的试样，请将室温水放入玻璃罐中，获取经过调节的试样并将其浸入水中 48 小时。标本从水中取出后应立即进行测试。
为了制备用于测量浸泡强度的试样，请在 63 摄氏度的水浴中装满水。获取经过调节的标本，并将其浸入浴中 4 小时。四个小时后，回收标本并干燥。
遇上室温约 22 摄氏度的相对湿度，50 至 60% 放置 18 至 20 小时干燥后，将试样浸入另一个 63 摄氏度的水浴中 4 小时，之后应干燥 48 小时后再进行测试。绝对强度测量将在材料试验机上进行。将夹持压力设置为 7 兆帕，将横向速度设置为每分钟 1 毫米。
测量并记录每个试样的断裂绝对强度。每个检验变量的多次测量均值。将粘合的木质试样固定到宽度比试样宽的夹具中，长度在这里相当。
这张照片中的 30 毫米 x 25 毫米是拉伸剪切试验后的几种类型的碎木对。左侧是主要由木质基材失效的例子。对于这些，餐食产品的粘合强度高于基材的中心。
Wright 内聚失效的例子是粘合失效，其中测得的剪切强度代表植物籽粉的粘合强度。在测试条件下。以下是按照 Maplewood 条带的方案测得的采煤机强度。
粘合剂由棉籽和豆粕制成，用于按照方案进行的测试。水洗棉籽粉胶粘剂的强度与棉籽蛋白分离物的强度相当。水洗大豆胶粘剂的强度与其蛋白质无法相提并论。
按照方案使用棉籽粕并使用四种不同的木材类型进行分离测试。干燥试样的绝对强度始终大于其他试样。浸泡试样的剪切强度始终大于湿试样的强度。
这表明粘合剂因水的存在而减弱。观看此视频后，您应该对如何制备和测试植物种子产品作为木材胶粘剂有很好的了解。
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概述
本文介绍了一种用植物种子作为替代合成粘合剂的木材粘合剂的制备和测试协议。该方法涉及创建粘合剂浆料并通过拉伸剪切测试评估其粘合强度。
关键研究组成部分
科学领域
- 生物材料
- 木材科学
- 粘合技术
背景
- 基于天然产物的粘合剂更加环保。
- 植物种子可以作为粘合剂配方的可持续来源。
- 测试粘合强度对评估性能至关重要。
- 传统合成粘合剂带来环境问题。
研究目的
- 探索植物种子为基础的产品作为可行的木材粘合剂。
- 提供评估粘合性能的方法。
- 推广粘合技术中的可持续替代方案。
使用的方法
- 使用植物种子粉和水制备粘合剂浆料。
- 将粘合剂涂抹到木材单板条上。
- 通过重叠粘合区域来粘合木条。
- 热压并测量断裂时的拉伸剪切强度。
主要结果
- 通过拉伸剪切测试量化粘合强度。
- 结果表明植物种子为基础的粘合剂的可行性。
- 在特定处理条件下提供性能指标。
结论
- 植物种子为基础的粘合剂可以有效替代合成选项。
- 研究支持生态友好粘合解决方案的开发。
- 进一步的研究可能会改进粘合配方和应用。
常见问题
Executive Industry Relevance
Quantitative testing of plant seed meal-based adhesives enables systematic evaluation of renewable biomaterials as alternatives to petroleum-derived binders. Measuring adhesive strength and water resistance provides critical data for early-stage de-risking and portfolio triage in sustainable materials R&D. This protocol supports predictive confidence in selecting and optimizing bio-based adhesive candidates for downstream development.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables hypothesis-driven assessment of plant-derived proteins for adhesive functionality.
- Supports mechanistic de-risking by isolating the impact of meal processing on adhesive strength.
- Facilitates portfolio triage by providing comparative performance metrics across seed sources and treatments.
Screening & Assay Development
- Establishes standardized protocols for preparing and testing adhesive slurries from diverse plant meals.
- Delivers reproducible, quantitative shear strength outputs for reliable candidate comparison.
- Prepares validated adhesive systems for scalable screening and formulation optimization.
Translational & Preclinical Research
- Aligns adhesive performance metrics with practical application requirements such as water resistance.
- Enables continuity from discovery-stage screening to preclinical validation of bio-based adhesive formulations.
- Supports risk-adjusted advancement decisions based on quantitative, application-relevant endpoints.
Pipeline & Workflow Integration
This protocol integrates into the materials discovery continuum from early hypothesis testing through lead identification and preclinical evaluation of adhesive candidates.
- Discovery Biology: Provides a platform for testing the adhesive potential of novel plant-derived proteins and meal preparations.
- Screening: Delivers standardized, quantitative shear strength and water resistance data for candidate ranking.
- Analytics: Enables statistical comparison of adhesive performance across variables such as meal type and processing.
- Translational Research: Bridges laboratory-scale adhesive testing with application-relevant performance metrics.
- Enterprise Reuse: Offers a reusable protocol adaptable to a range of plant-based biomaterials and adhesive formulations.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence in bio-based adhesive selection and optimization.
- Operational Value: Standardizes adhesive preparation and testing for reproducibility and scalability.
- Strategic Value: Informs go/no-go decisions for sustainable adhesive candidates, reducing late-stage risk.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization of renewable materials in product pipelines.
Implementation Considerations
- Requires expertise in protein chemistry and materials testing.
- Needs access to grinding, blending, centrifugation, freeze-drying, and mechanical testing equipment.
- Demands cross-team standardization of adhesive preparation and testing protocols.
- Adaptable to various plant meal sources and wood substrates with protocol adjustments.
- Performance may vary with meal processing and environmental conditions, requiring empirical optimization.
Biopharma FAQs
Chapters in this video
0:05
Title
1:20
Preparation of Meal-based Products and Adhesive Slurries
2:49
Preparation of Wood Veneer Strips and Bonded Wood Specimens
4:38
Water Resistance Test Preparation
5:45
Lap Shear Strength Measurements
6:21
Results: Shear Strength of Dry, Wet, and Soaked Meal Based Adhesives
7:43
Conclusion
