Standardprüfverfahren ASTM D 7998-19 zur kohäsiven Festigkeitsentwicklung von Holzklebstoffen

Das automatische Bond-Bewertungssystem von Abes ist die einzige Methode, um die reine Haftfestigkeit während des Aushärtens des Klebstoffs zu testen, da es viel schneller und einfacher zu verwenden ist. Es ist die beste Methode, um neue Klebstoffe für die Holzverklebung zu entwickeln. Dieses Verfahren kann auf andere Klebstoffsysteme angewendet werden, bei denen es hilfreich wäre, die Festigkeit des Klebstoffs zu bestimmen, aber es können auch andere Substrate erforderlich sein.

Um den Untergrund vorzubereiten, wählen Sie eine Untergrundoberfläche, die für die Anwendung geeignet ist. Verwenden Sie für Holz eine Furnierscheibe, die etwa 0,6 bis 0,8 Millimeter dick ist. Vermeiden Sie Veneers, die übermäßig gewellt sind, eine unebene Oberfläche haben und/oder Defekte wie Verfärbungen enthalten.

Mindestens einen Tag vor der Verwendung das Holz ungestapelt bei 21 Grad Celsius und 50 % relativer Luftfeuchtigkeit konditionieren. Um die Probe aus dem gewählten Substrat zu präparieren, prüfen Sie nach der Konditionierung das Veneer auf Risse, Verfärbungen oder Kornunregelmäßigkeiten, die beim Schneiden vermieden werden sollen, und bestätigen Sie die Funktionsfähigkeit der pneumatisch angetriebenen Probenschneidvorrichtung. Anschließend wird die Probe mit einem speziellen Di-Cutter auf eine Abmessung von 20 x 117 x 0,6 bis 0,8 Millimetern zugeschnitten und ein mindestens 150 x 300 Millimeter großes Stück Furnier unter die Schneidmesser gelegt, wobei das Furnierkorn parallel zur Längsrichtung verläuft.

Stellen Sie vor Beginn des Klebevorgangs sicher, dass die Geräte des automatisierten Klebebewertungssystems gemäß der Standardarbeitsanweisung ordnungsgemäß funktionieren. Und stellen Sie das Niederdruckmanometer auf 0,2 Megapascal ein. Das Hochdruckmanometer auf 0,2 Megapascal, das Polmanometer auf 0,55 Megapascal und das Kühlluftmanometer auf 0,2 Megapascal.

Reinigen Sie das Platin von jeglichem Klebstoff, der durch das Herausdrücken aus der vorherigen Probe entstanden ist, und stellen Sie die Platintemperatur auf die gewünschte Temperatur ein. Dann die Platine ausgleichen. Zum Kleben der Probe wird zunächst jede Probe auf einer Waage zerrissen.

Vor dem Verteilen von fünf Milligramm des experimentellen Adhäsivs auf den Anschluss 0,5 Zentimeter jeder Probe, um eine ausreichende Abdeckung des Klebebereichs ohne übermäßiges Ausdrücken beim Auftragen der zweiten Probe zu gewährleisten. Wiegen Sie dann die Probe erneut und legen Sie eine zweite Probe auf den Klebstoff, wobei Sie darauf achten, dass die beiden Proben ausgerichtet sind. Um die Proben zu verkleben, schließen Sie die Griffe am Tester des automatischen Bonding-Evaluierungssystems, stellen Sie sicher, dass die Probe mit dem Tester ausgerichtet ist, und drücken Sie Start.

Um die 120 Grad Celsius heißen Platine zu erhalten, üben Sie zwei Minuten lang Druck auf den überlappenden Abschnitt aus. Am Ende der Heißpresszeit ziehen Sie die Platinen und Griffe ein und legen die Proben über Nacht bei 21 Grad Celsius und 50 % relativer Luftfeuchtigkeit. Legen Sie am nächsten Morgen eine konditionierte Probe in den Tester des automatischen Bondauswertungssystems ein und drücken Sie auf Start.

Um das Instrument zu erhalten, ziehen Sie ein Ende der Probe durch den Servoantrieb, während das andere Ende der Probe an einer an den Spannzeugen befestigten Wägezelle zieht, bis die Bindung reißt. Die Pläne sind heiß und können bei Berührung Verbrennungen verursachen. Achten Sie auch darauf, die Finger von den Plänen zu lassen, wenn sie geschlossen werden.

Der Computer zeichnet die maximale Kraft, der die Probe standhalten kann, als Haftfestigkeit auf. Um die Geschwindigkeit der Festigkeitsentwicklung eines Klebstoffs zu bestimmen und die erforderliche Presszeit für Großserienprodukte abzuschätzen, beginnen Sie die Festigkeitsprüfung bei einer Platintemperatur von 100 Grad Celsius für 10 Sekunden. Am Ende der Bondzeit ziehen Sie die Platine zurück und verwenden Sie die Luftkühlfunktion des automatischen Bondevaluierungssystems, um die Probe auf nahezu Raumtemperatur abzukühlen.

Wenn die Probe abgekühlt ist, testen Sie die Probe erneut bei der gleichen Temperatur, jedoch für einen längeren Zeitraum der Bindungszeit, bis eine Verlängerung der Zeit zu einer geringen oder gar keiner Festigkeitszunahme führt. Wenn alle Verklebzeiten getestet wurden, erhöhen Sie die Temperatur um 10 Grad Celsius und wiederholen Sie die erhitzten Druckanwendungen für zunehmende Zeiträume, bis bei den Verklebzeiten kein linearer Festigkeits-Zeit-Abschnitt mehr vorhanden ist. Wenn das Produkt eine bestimmte Temperaturbeständigkeit erfüllen muss, erhitzen Sie die Platine auf die Temperatur, ab der der Klebstoff weich wird, und legen Sie die gebundene Probe in die Einheit des automatischen Klebebewertungssystems ein.

Schließen Sie die Platine für zwei Minuten auf der vorgebundenen Probe und messen Sie die nachgewiesene Haftfestigkeit, um eine eventuelle thermische Erweichung des Klebstoffs im Vergleich zur Verklebungstemperatur von 120 Grad Celsius zu bestimmen. Wiederholen Sie dann den Test nach einer 30-minütigen Hitzedruckanwendung und bestimmen Sie die Festigkeit des Klebstoffs. Wird der Klebstoff thermisch abgebaut, besteht das Hauptziel darin, die Klebkraft bzw. die Geschwindigkeit der Kohäsionsfestigkeitsentwicklung zu bestimmen.

Stellen Sie sicher, dass Sie testen, ob der Fehler im Klebstoff selbst liegt, der auf einen Fehler in der Haftung des Substrats oder auf einen Substratfehler zurückzuführen ist. Tritt ein Substratversagen auf, hatte der Klebstoff eine ausreichende Festigkeit. Während ein kohäsives Versagen des Massenklebstoffs auf eine Klebstoffschwäche hinweist.

Wie dieser Satz exothermer Festigkeitsentwicklungsdiagramme zeigt, können mit steigender Bindungstemperatur höhere Haftfestigkeiten bei kürzeren Bondpresszeiten entwickelt werden. In diesem abgeleiteten Diagramm der regressierten Bindungsrate gegen die Temperatur wird gezeigt, dass eine erhöhte Festigkeitsentwicklungsrate in kürzerer Zeit bei höheren Temperaturen erreicht werden kann. In diesem Bild ist ein Versagen der Proben und des Versagens der Haftung zu beobachten, da der Klebstoff stärker als das Holz ist, was dazu führt, dass die Verbindung im Holz bricht und das Holz versagt.

In dieser Probe wird ein kohäsives Versagen gezeigt, das darauf zurückzuführen ist, dass der Klebstoff schwächer als das Holz ist, was dazu führt, dass die Verbindung innerhalb des Klebstoffs bricht. Denken Sie daran, darauf zu achten, dass sich die verklebten Bereiche um einen halben Zentimeter überlappen. Denn dieser Bereich ist entscheidend für die Bestimmung der Festigkeit der Bindung.

Die Wärmeempfindlichkeit der Verklebungen kann gemessen werden, um die Temperatur zu bestimmen, bei der sich der Klebstoff zersetzt oder versagt.