Methodenartikel

Standardprüfverfahren ASTM D 7998-19 zur kohäsiven Festigkeitsentwicklung von Holzklebstoffen

DOI:

10.3791/61184

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17. Mai 2020

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1Forest Products Laboratory, USDA, Forest Service

In diesem Artikel

Zusammenfassung

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Wir präsentieren ein Verfahren, ASTM D7998-19, für eine schnelle und konsistentere Bewertung der Trocken- und Nassfestigkeit von Klebeverbindungen auf Holz. Das Verfahren kann auch verwendet werden, um Informationen über die Festigkeitsentwicklung in Abhängigkeit von Temperatur und Zeit oder Festigkeitserhalt bis 250 °C zu liefern.

Zusammenfassung

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Die Eigenschaften von ausgehärteten Holzklebstoffen sind aufgrund des Verlusts von Wasser und anderen Komponenten des Holzes, des Einflusses von Holz auf die Klebstoffhärtung und der Wirkung des Eindringens von Klebstoff auf die Holzzwischenphase schwer zu untersuchen; Daher ist eine normale Prüfung einer sauberen Klebefolie in der Regel nicht sinnvoll. Die meisten Tests der Holzhaftfestigkeit sind langsam, mühsam, können stark vom Holz beeinflusst werden und geben keine Auskunft über die Kinetik der Aushärtung. Das Prüfverfahren ASTM D 7998-19 kann jedoch zur schnellen Beurteilung der Festigkeit von Holzverbindungen verwendet werden. Die Verwendung einer glatten, gleichmäßigen und starken Holzoberfläche, wie Ahornfurnier, und ausreichender Klebedruck reduziert die Haftung und Holzfestigkeit auf die Klebefestigkeit. Diese Methode hat drei Hauptanwendungen. Die erste besteht darin, konsistente Daten zur Entwicklung der Bindungsfestigkeit bereitzustellen. Die zweite besteht darin, die Trocken- und Nassfestigkeit von gebundenen Lap-Scherproben zu messen. Die dritte besteht darin, die Hitzebeständigkeit des Klebstoffs besser zu verstehen, indem die thermische Empfindlichkeit schnell bewertet und zwischen thermischer Erweichung und thermischem Abbau unterschieden wird.

Einleitung

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Holzverklebungen sind der größte Einzelklebstoffmarkt und haben zu einer effizienten Nutzung der Waldressourcen geführt. Viele Jahrhunderte lang wurde Massivholz für die meisten Anwendungen verwendet, mit Ausnahme des Möbelbaus, ohne Testkriterien außer der Haltbarkeit des Produkts. Gebundene Holzprodukte wurden jedoch immer häufiger, beginnend mit Sperrholz und Brettschichtholzbalken, wobei biobasierte Klebstoffe verwendetwurden 1,2. Obwohl diese Produkte zu dieser Zeit zufriedenstellend waren, führte der Ersatz von Soja-, Kasein- und Blutklebstoffen durch formaldehydhaltige synthetische Klebstoffe zu verbess....

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Protokoll

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1. Vorbereitung von Substraten

  1. Verwenden Sie eine Substratoberfläche, die für die Anwendung geeignet ist. Verwenden Sie für Holz ein geschnittenes Furnier von etwa 0,6 bis 0,8 mm Dicke von einem zuverlässigen Hersteller, da diese Furniere für die Herstellung von Sperrholz und Furnierschichtholz (LVL) verwendet werden. Diese werden von einem Furnierlieferanten als Platten von 0,6 bis 0,8 mm Dicke bezogen und seitlich in 305 mm geschnitten. Ein konsistentes Substrat ist ein hartes Ahornfurnier (Acer saccharum) aufgrund seiner Oberflächenglätte und konsistenten Dicke, und es ist ein diffuses poröses Hartholz mit hohem Modul. Ahornfurniere werden häufig....

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Ergebnisse

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Das Verfahren wurde ausgiebig für die Untersuchung von Proteinklebstoffen im Forest Products Laboratory eingesetzt. Es wurde festgestellt, dass eine Nassklebefestigkeit von weniger als 2 MPa nicht ausreichte, um weitere Holzklebstofftests zu rechtfertigen, während mehr als 3 MPa ein vielversprechendes Ergebnis für weitere Tests war19. Es hat sich als nützlich erwiesen, um die Empfindlichkeit der Holzverarbeitungsbedingungen12,13 nachzuweis.......

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Diskussion

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Kritische Schritte im Verfahren sind wie folgt: Auswahl der Substrate, Vorbereitung der Proben, Funktionsfähigkeit der Ausrüstung und Verklebung der Proben.

Das Substrat muss stark sein, minimale Defekte aufweisen (glatt, flach, keine Risse und keine Verfärbungen). Ungeschliffenes, rotierend geschnittenes Schrankfurnier aus diffusem porösem Hartholz mit Zuckerahorn (Acer saccharum) bevorzugt. Durch das Schleifen entsteht eine weniger ebene und fragmentiertere Oberfläche

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Offenlegungen

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Die Autoren haben nichts offenzulegen.

Danksagungen

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Diese Arbeit wurde vom United Soybean Board grant 1940-352-0701-C und dem U.S. Department of Agriculture\Forest Service unterstützt. Wir schätzen die Unterstützung und die detaillierten Informationen von Phil Humphrey von AES.

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Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
KlebstoffLieferung durch den Benutzer
BalanceNormal Versorgungshaus
Mark II Automated Bonding Evaluation System (ABES-II)Adhesive Evaluation Systems Inc
Pneumatisch angetriebenes ProbenschneidegerätAdhesive Evaluation Systems Inc
Regulärer SpachtelNormales Versorgungshaus
Holzversorgung – HartahornBesse Forest Products Group

Referenzen

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  1. Lambuth, A. Protein adhesives for wood. Handbook of Adhesive Technology. Pizzi, A., Mittal, K. L. , Marcel Dekker. Monticello, NY. 457-477 (2003).
  2. Keimel, F. A. Historical development of adhesives and adhesive bonding. Handbook of Adhesive Technology. Pizzi, A., Mittal, K. L. , Marcel Dekker. New York. 1-12 (2003).
  3. Marra, A. A.

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Schlagwörter

Entwicklung der Bindungsfestigkeitautomatisierte Bindungspr fungPr fung der thermischen Empfindlichkeitberlappungs ScherprobenAnalyse der Koh sionsfestigkeitVorbereitung des FurniersubstratsHei pressverfahrenBewertung des Versagensmodus

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