Método de prueba estándar ASTM D 7998-19 para el desarrollo de la resistencia cohesiva de adhesivos para madera

El sistema de evaluación de unión automática Abes es el único método para probar la fuerza de adherencia pura a medida que el adhesivo se cura porque es mucho más rápido y fácil de usar. Es el mejor método para desarrollar nuevos adhesivos para la unión de madera. Este método se puede aplicar a otros sistemas adhesivos para los que sería útil determinar la resistencia del adhesivo, pero es posible que se requieran otros sustratos.

Para preparar el sustrato, seleccione una superficie de sustrato que sea adecuada para la aplicación. Para la madera, use una rodaja de chapa de aproximadamente 0,6 a 0,8 milímetros de grosor. Evite las carillas que sean excesivamente onduladas, que tengan una superficie irregular o que contengan defectos, incluida la decoloración.

Al menos un día antes de su uso, acondicionar la madera sin apilar a 21 grados centígrados y 50% de humedad relativa. Para preparar la muestra a partir del sustrato seleccionado, después del acondicionamiento, verifique que la chapa no tenga grietas, decoloración o irregularidades en el grano para evitar al cortar y confirmar la funcionalidad del dispositivo de corte de muestras accionado neumáticamente. A continuación, utilice un cortador especial para recortar la muestra a una dimensión de 20 por 117 por 0,6 a 0,8 milímetros y coloque una pieza de chapa de al menos 150 por 300 milímetros debajo de las cuchillas de corte con el grano de la chapa paralelo a la dirección larga.

Antes de iniciar el proceso de unión, asegúrese de que el equipo del sistema de evaluación de unión automatizado esté funcionando correctamente de acuerdo con el procedimiento operativo estándar. Y ajuste el manómetro de baja presión a 0,2 mega pascales. El manómetro de alta presión a 0,2 megapascales, el manómetro de pértiga a 0,55 megapascales y el manómetro de aire frío a 0,2 megapascales.

Limpie los platinos de cualquier adhesivo que haya resultado de exprimir de la muestra anterior y ajuste la temperatura del platino a la temperatura deseada. A continuación, equilibra los platinos. Para la unión adhesiva de la muestra, primero, rasgue cada muestra en una balanza.

Antes de esparcir cinco miligramos del adhesivo experimental sobre el terminal, 0,5 centímetros de cada muestra, proporcionando una cobertura suficiente del área de unión sin exprimir excesivamente la aplicación de la segunda muestra. A continuación, vuelva a pesar la muestra y coloque una segunda muestra en el adhesivo, teniendo cuidado de que las dos muestras estén alineadas. Para unir las muestras, cierre las mordazas del probador del sistema de evaluación de adherencia automatizado, asegurándose de que la muestra esté alineada con el probador y presione Inicio.

Para obtener los platinos a 120 grados Celsius, aplique presión a la sección superpuesta durante dos minutos. Al final del tiempo de prensado por calor, retraiga los platinos y las mordazas y coloque las muestras a 21 grados centígrados y 50% de humedad relativa durante la noche. A la mañana siguiente, inserte una muestra condicionada en el probador del sistema automatizado de evaluación de adhesión y presione Inicio.

Para tener el instrumento, tire de un extremo de la muestra a través del servoaccionamiento mientras el otro extremo de la muestra tira de una celda de carga unida a las mordazas hasta que se rompa la unión. Los planos están calientes y pueden causar quemaduras si se tocan. Además, asegúrese de mantener las manos alejadas de los planes cuando se cierren.

La computadora registrará la fuerza máxima que la muestra puede soportar como la fuerza de unión. Para determinar la tasa de desarrollo de resistencia de un adhesivo para estimar el tiempo de prensado requerido para productos a gran escala, comience la prueba de resistencia a una temperatura de platino de 100 grados Celsius durante 10 segundos. Al final del tiempo de unión, retraiga los platinos y utilice la función de enfriamiento por aire del sistema automatizado de evaluación de unión para enfriar la muestra hasta casi la temperatura ambiente.

Cuando la muestra se haya enfriado, vuelva a probar la muestra a la misma temperatura, pero durante un período mayor de tiempo de unión hasta que el aumento del tiempo resulte en un aumento mínimo o nulo en la resistencia. Cuando se hayan probado todos los tiempos de unión, aumente la temperatura en 10 grados centígrados y repita las aplicaciones de presión calentada durante períodos de tiempo crecientes hasta que ya no haya ninguna sección lineal de resistencia frente al tiempo en los tiempos de unión. Si el producto necesita cumplir con una cierta resistencia a la temperatura, caliente los platinos a la temperatura por encima de la cual el adhesivo comience a ablandarse e inserte la muestra adherida en la unidad del sistema de evaluación de unión automatizada.

Cierre los platinos sobre la muestra preadherida durante dos minutos y mida la fuerza de unión como se demuestra para determinar cualquier ablandamiento térmico del adhesivo en comparación con la temperatura de unión de 120 grados Celsius. A continuación, repita la prueba después de una aplicación de presión térmica de 30 minutos y determine la resistencia del adhesivo. Si el adhesivo se degrada térmicamente, el objetivo principal es determinar la resistencia adhesiva o la tasa de desarrollo de la resistencia cohesiva.

Asegúrese de probar si la falla está dentro del adhesivo mismo debido a una falla en la adhesión del sustrato o debido a una falla del sustrato. Si se produce una falla en el sustrato, el adhesivo tenía suficiente resistencia. Mientras que la falla cohesiva en el adhesivo a granel indica una debilidad del adhesivo.

Como lo demuestra este conjunto de gráficos de desarrollo de resistencia exotérmica a medida que aumenta la temperatura de unión, se pueden desarrollar resistencias de unión más altas en tiempos de prensado de unión más cortos. En este gráfico derivado de la tasa de enlace regresiva contra la temperatura se ilustra una mayor tasa de desarrollo de resistencia que se puede lograr en menos tiempo a temperaturas más altas. En esta imagen de muestras fallidas y falla de adherencia debido a que el adhesivo es más fuerte que la madera, lo que resulta en la ruptura de la unión en la madera y falla de la madera.

Mientras que en esta muestra, se muestra una falla cohesiva debido a que el adhesivo es más débil que la madera, lo que resulta en la ruptura de la unión dentro del adhesivo. Recuerde asegurarse de que las áreas adheridas se superpongan en medio centímetro. Ya que esta área es crítica para determinar la fuerza de la unión.

La sensibilidad al calor de las uniones se puede medir para determinar la temperatura a la que el adhesivo se degradará o fallará.