Name: 植物種子ミールベースの木材接着剤の調製および試験 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-03-05T15:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 9 s
Description: 学ぶ植物種子ミールベースの木材接着剤の調製と試験方法。綿実粉や大豆粉を使用し、スラリー調製、ホットプレス、引張りせん断強度測定により環境に優しいバイオベース接着剤の性能を評価します。

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>jove_content<この作業で報告されたデータは、USDA-ARSの国内資金によって支援されたUSDA-ARS国家プログラム306プロジェクト「綿実からの付加価値製品」研究の一部です。この論文の出版は、Journal of Visualized Experimentsによって部分的にサポートされています。この出版物での商号または商品への言及は、特定の情報を提供することのみを目的としており、米国農務省による推奨または承認を意味するものではありません。 USDAは機会均等の提供者であり、雇用主です。私たちは、JoVEの科学編集者や査読者からの査読と改訂プロセスにおける建設的なコメントに感謝します。

1.綿実油と大豆ミールベースの​​製品（図1） <ol><li>市販の供給源から、原材料、脱脂綿実油と大豆の食事を取得します。 </li><li> 0.5ミリメートルの鋼スクリーン16を通過させるようにサイクロンサンプルミルで固形脱脂食事を粉砕することにより作業の食事を取得します。 </li><li>食事21中の水溶性成分を分離する：水抽出（200ミリリットル水25グラムの食事）後に作業し、食事からの水で洗浄食事を準備。 </li><li>タンパク質はアルカリ抽出し、酸沈殿16で作業し、食事から隔離する準備します。 </li></ol>ウッド単板ストリップの調製<ol><li>ストリップ長い88.9ミリメートル、幅25.4ミリメートルに市販のソースから取得したカット木材ベニア（1.59ミリメートルの厚さ）。 </li><li>鉛筆は、各ストリップの一端から長さ25.4ミリメートル（1.0 &quot;）で木目を越え行をマーク適切にテストする治療法または数字でこれらのストリップにラベルを付け5。。 -10木材対は、各テストの変数が用意されている。 </li></ol>接着剤スラリーの調製<ol><li>適用率（ 例えば、4 mgの乾燥含有センチ-2）により、テスト用の木材標本ごとに必要な水洗浄し、食事の量を計算し、総接着面積（ 例えば、2.54 X 2.54センチメートル接合面積の90木材片の581センチメートル×2各）プラスenoughness約30％の追加（ すなわち、水の4×581のx 130％3g）を、例えば、食事をした。 </li><li>脱イオン水（3：25 w / w）の水で洗浄食事を混合し、パラフィルムで密封し、ビーカー中で2時間、磁気撹拌棒で撹拌する。 </li></ol>集成材試験片の4準備<ol><li> 25.4ミリメートル（1.0 &quot;）の長さをカバーする2木材ベニヤストリップの一端に接着剤スラリーを磨き空気乾燥10のために - 。15分または粘着性まで。 </li><li>再び第1層の上部と空気乾燥で接着剤スラリーの第二の層を磨く。乾燥した接着剤の量製剤が適用ボンディング1cm 2当たり乾燥固体約4.5mg、各木材片であるている。 </li><li> 2木材ベニヤストリップの粘着性の接着剤コーティングされた領域をオーバーラップ（25.4 X 25.4ミリメートルまたは1.0 &quot;×1.0&quot;）。 400 PSI（2.8メガパスカル）の圧力で20分間、100℃でベンチトップ加熱プレスを使用したホットプレス。圧力は木材サンプルの重なり面積で割っプレスによって加えられた力であることに注意してください。各試験の変数に必要に応じてこれらの接合のパラメータを変更してもよい。 </li><li>クール空調室や湿度制御（22の温度- 23℃、相対湿度50 - 60％; 図2）インキュベーター中で48時間集成試料を調整。 </li></ol> 5.水の抵抗実験<ol><li> （ - 23°C 22）、室温でプラスチックトレーで48時間水道水に、初期状態調節した後、結合した木材標本を浸し。浸漬後の湿った標本は、せん断のためにすぐにテストされている破断強度と湿潤強度として報告した。ベニヤの表面上の過剰の水は穏やかに測定前にティッシュペーパーで軽く叩くことにより除去することができる。 </li><li> 18 O / N（室内条件（60％ - - 23℃、相対湿度50 22の温度）で乾燥、次いで、4時間63ºCの水浴中で、最初のコンディショニングの後、結合した木材片の別のセットを浸し - 20時間）。 48時間の乾燥時間で一回浸漬乾燥サイクルを繰り返します。乾燥した試験片は、その後破断時のせん断強度について試験し、浸した接着強度として報告されている。 </li></ol> 6.ラップせん断強度の測定<ol><li> 7メガパスカルの把持圧力で材料試験機上の32×40ミリメートル耐つまとびグリッドウェッジグリップに結合した木材片を取り付け、そして分-1 1ミリメートルで、クロスヘッド速度を設定。 </li><li>各結合した木材標本のための破断時のせん断強度を測定し、記録します。複数の測定の結果は、各接着剤形のために平均化されるulationとテスト変数。 </li></ol>

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<li>Chen, N., Lin, Q., Rao, J., Zeng, Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Water+resistances+and+bonding+strengths+of+soy-based+adhesives+containing+different+carbohydrates%5BTitle%5D)+AND+%22Ind.+Crop.+Prod%22%5BJournal%5D)">Water resistances and bonding strengths of soy-based adhesives containing different carbohydrates.</a> Ind. Crop. Prod. 50, 44-49 (2013).</li>
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<li>Tang, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamic+adhesive+wettability+of+poplar+veneer+with+cold+oxygen+plasma+treatment%5BTitle%5D)+AND+%22Bio+Res%22%5BJournal%5D)">Dynamic adhesive wettability of poplar veneer with cold oxygen plasma treatment.</a> Bio Res. 7 (3), 3327-3339 (2012).</li>
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</ol>

著者らは開示するものは何もない。

本稿では、木材接着剤として植物種子ベースの製品を準備し、テストするための基本的な手順を提示します。このプロトコルでexampled接着剤スラリーは単に脱脂粕製品および水である。種々の接着剤配合物（例えば、ドデシル硫酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウムまたはキリ油など）の試験試薬（例えば、pH、固体と水の比）混合条件で5,6,23および/ ​​または変更3,24を添加することによって到達することができる、25。接着剤スラリーのレオロジー特性は、木材片の適切なアプリケーションに適していない場合には、接着剤配合物の調整も必要である。 一つは、木材のテクスチャ、表面粗さの高い変動を予想できるように、固体表面の試験材料、木材ベニヤは、天然物である。このため、試験は3から複製する - 10は、文献に報告されている。これらの変動やその他の既知および未知の要因による、大見て珍しいことではありません標準偏差（&gt; 10％）は、表1および文献6-8,12,25のように、せん断強...

木材の接着は、森林製品産業の増加役割を果たしており、効率的な木材資源1を利用するための重要な要因である。木材のための天然物ベースの接着剤の使用への関心はこの期間の後、石油系接着剤の価格は、彼らがいくつかの伝統的な市場からのタンパク質接着剤を避難ほど低くなった。1960年2付近にピークに到達するために、1930年代から着実に増加した。過去20年間では、この傾向は、再生可能な生分解性、そしてより環境に許容される材料の使用における新たな関心が逆しています。これらの天然資源は、綿実タンパク質6、米ぬか7、小麦グルテン8、蒸留穀物タンパク質9、キャノーラタンパク質および油10-12、ソルガムからリグニン及びサトウキビバガス13が挙げられるが、これらに限定されるものではないが、大豆タンパク質3-5 、14、エビの殻15から導出多糖類。 &lt;p個のクラスは= &quot;jove_content&quot;&gt;種子タンパク質単離物は、広く潜在木材接着剤として評価されているのに対し、単離手順は、腐食アルカリ性および酸性の試薬 ​​を含み、それは、比較的高価少ない環境に優しい16の接着剤ベースを分離することができます。このように、治療の有無にかかわらず、いくつかの脱脂シードの食事（粉）も、タンパク質が17〜19を隔離するように、これらの食事の粘着特性が同様に機能しないにもかかわらず、接着剤の目的のためにテストされています。私たちは、順次異なる画分に綿実粕（CM）を分画し、接合木材ベニヤ20,21での接着強度を調べた。水不溶性固形分（以下、洗浄綿実粕、WCM）は綿実油タンパク質単離物（CSPI）に匹敵する、木材接着剤として使用することができ、CSPIも調製することが低コストになる。 接着強度および耐水性の性能を評価する2つの重要なパラメータである潜在的な接着材料。ここで、接着強さは、各木材片のラップ結合の破断時の剪断強度として報告される。接着剤の耐水性は、水浸漬の破断時の集成試料の重ね剪断強度の変化によって測定される。原料として脱脂綿実油と大豆の食事を使用して、このプロトコルは、木材接着剤として、テスト植物種子ベースの製品を製造するためのシンプルで簡単な方法を提供します。このプロトコルは、天然物ベースの木材接着剤の多くの経済的、環境に配慮した製剤を求める中で努力を促進する上で参考になる。

<table><tbody><tr><td>脱脂綿実ミール</td><td>ケントウッド協同組合</td><td></td><td>ケントウッド、ルイジアナ州、米国</td></tr><tr><td>脱脂大豆ミール</td><td>ケントウッド協同組合</td><td></td><td>ケントウッド、ルイジアナ州、米国</td></tr><tr><td>ウッドベニヤ</td><td>Indeed Wood, Inc.</td><td></td><td>米国ニューヨーク州イーストオーロラ</td></tr><tr><td>サイクロンサンプルミル(モデル3010-014)</td><td>UDYコーポレーション</td><td></td><td>米国コロラド州フォートコリンズ</td></tr><tr><td>ベンチトップ加熱プレス(モデル3856)</td><td>Carver, Inc.</td><td></td><td>米国インディアナ州ウォバッシュ</td></tr><tr><td>材料試験機</td><td>Zwick GmbH & Co.</td><td></td><td>ウルム, ドイツ</td></tr></tbody></table>

植物種子ミールベースの​​木材接着剤の調製および試験

Preparation and Testing of Plant Seed Meal-based Wood Adhesives

これらの植物原料を再生可能な、環境に優しいと考えられているように最近では、木材接着剤などの植物種子ミールベースの​​製品への関心が着実に増加している。これらの天然物は、環境持続可能性の懸念を緩和するために、石油系接着剤の代替物として機能することができる。この作品は、原料として綿実油および大豆ミールを用いて植物種子ベースの木材接着剤の準備とテストを示しています。未処理の食事に加えて、水は食事を洗浄し、タンパク質単離物を調製し、試験する。接着剤スラリーを2時間（w / wの3時25）、脱イオン水で凍結乾燥ミール製品を混合することによって調製される。各貼付製剤は、ブラシを使用して2木材ベニアストリップの一端に印加される。粘着性の接着剤は、木材ベニヤストリップはホットプレスによってラップと接着されているの領域を被覆した。接着強度は、破断時の接合木材片のせん断強度として報告されている。接着剤の耐水性により測定される集成材のせん断強度の変化は、水浸漬後にブレークで標本。このプロトコルは1つが、合成ベースの木材接着剤の置換のための適切な候補として植物種子ベースの農産物を評価することができます。または添加剤や接着条件なしの接着剤配合の調整は、様々な実用的なアプリケーションのために彼らの接着特性を最適化することができます。

各接着剤配合物の性能は、破断時の接合木材片のせん断強度によって決定された値が使用される木材単板の寸法に応じて変化する。で推奨綿実油-2のより厚い、より広いストリップとは対照的に、例えば、 表1に、接合試験片の乾燥および浸漬し、接着強度の値は、（綿実油-1を参照）より薄く、狭いメープルストリップを使用する場合に低い同じ綿実油系接着剤製剤を使用してプロトコル、。また、薄くて細い木材ベニアの接着せん断強度測定時より木部破壊片た観察。具体的には、脱脂ミール、洗浄し、食事の4、およびタンパク質の全10の3は、木目ではなく、乾燥結合検体における接着部で破損し、そして単離同じ三接着剤配合物を使用した場合、それぞれ、0、浸した標本の6,9は、木目に失敗しました。これがあることを示し接着剤は、薄い木材21をストリップよりも強力である。一般的な観察が使用両方の原料に適用ようです。すなわち、水の接着性能は、綿実粕は綿実油タンパク質単離物のものに匹敵した。一方、大豆製品、水で洗浄食事の乾燥浸し両方の強度は、綿実ミールと大豆ミールの化学組成の違いを反映している可能性が、タンパク質単離物のものと比べて、脱脂ミ...

天然製品ベースの木材接着剤のより経済的で環境に優しい配合を求める努力を促進するために、この作業は植物種子ベースの木材接着剤の調製と試験を示しています。このプロトコルにより、合成ベースの木材接着剤の代替に適した候補として、植物種子ベースの農産物を評価できます。

Recently, the interest in plant seed meal-based products as wood adhesives has steadily increased, as these plant raw materials are considered renewable ...

このビデオの全体的な目的は、植物の種子をベースとした製品を木材接着剤として調製し、試験するための基本的な手順を実演することです。まず、使用する植物の種子、種子粉、および水を用いて接着剤のスラリーを調製します。次に、2枚の木材突き板の片端に、この接着剤スラリーを塗布します。次に、粘着剤が塗布された領域を重ね合わせることで2本の木材ストリップを接合し、コンディショニング後にホットプレスを行います。最終ステップとして、接合した木材ペアの破断時の引張せん断強度を測定します。最終的に、この破断せん断強度を、処理条件を明記した上での接着強度として報告します。この手法は、木材接着剤などのバイオベース製品を調製するための簡便な方法を提供します。これは、経済的かつ環境に優しいバイオベース木材接着剤の配合を追求する取り組みにおいて有用です。また、本手順の実演は、当研究室の章の主張に寄与するものとなります。最初のステップは、水洗浄した油粕を調製することです。市販の脱脂綿実粕から開始します。サイクロン試料粉砕機を用いて、脱脂粕を0.5 mmのスチールスクリーンで粉砕し、作業用試料を作成します。グラインダーの排出口から調製済み飼料を回収します。この調製済み飼料の一部を用いて、水洗浄飼料を調製します。容器内の飼料25 gにつき、対応する量の調製済み飼料を量り取り、ブレンダーのジャーに入れます。200 millilitersの水を加え、水と飼料を3分間混合します。得られた混合物を遠心分離し、凍結乾燥させることで、水不溶分を分離します。これが、水洗浄飼料と呼ばれる最終製品の一例です。接着剤スラリーを調製するには、水洗いしたミールを容器に入れます。本実験では、91 square inchの表面積に対して約3 gが必要です。ミール3 gにつき、25 gの脱イオン水を容器に加えます。スターラーバーを加え、ビーカーをパラフィルムで密閉し、混合物を2時間撹拌します。スラリーが準備できたら、すぐに試験片の接合に使用します。次のステップでは、接合した木材試験片を試験用に準備します。市販の突き板を用いて、突き板ストリップを作成します。各試験変数について、5〜10組のストリップを準備してください。ストリップのサイズは、幅25.4 millimeters、長さ88.9 millimeters、厚さ1.59 millimetersとし、長さ方向を木目に平行にします。鉛筆を使用して、各ストリップの端から25.4ミリメートルの位置に、木目に沿って線を引きます。また、後で識別できるように、ストリップに適切にラベルを貼ってください。接着剤のスラリーの封印を解き、2枚1組の木製ベニヤストリップを用いて作業を行います。ブラシを使用して、各ペアの印を付けた領域にスラリーを塗布します。10〜15分間、または表面がべたつくまで自

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私たちは、 シロイヌナズナの種子から種皮寝具アッセイ（SCBA）を構築する手順を紹介します。 SCBAは、遺伝的およびin vitroで探索する強力なツールであることが示されたか休眠種子中の光の合図に応答して、胚乳を制御し種子の発芽。 SCBAは胚乳が胚の成長に影響を与えることが疑われるあらゆる状況下で適用可能な原則です。...

遺伝的に探索するために種皮寝具アッセイ<em&gt;体外</em&gt;どのように胚乳コントロール種子発芽<em&gt;シロイヌナズナ</em

植物の細胞壁の構造と化学的特性が評価され、バイオ燃料とバイオマテリアルの理想的な原料を特定します。標準メソッドを大規模なデータセットに適用すると、制限があります。これらのハイスループット前処理法、酵素糖化法、および熱分解分子ビーム質量分析法は、実験時間とコストを削減しながら、大量のバイオマスサンプルを比較します。...

リグノセルロース系バイオマス中の反抗バリエーションのハイスループットスクリーニング：総リグニン、リグニンモノマー、および酵素シュガーリリース

本研究では、プロトコルが減少し、特定のエネルギー消費量試験、高水分トウモロコシ茎葉におけるフラットダイペレットミル及びデンプン系バインダーを使用して、良質のペレットを製造するために開発されました。結果は、トウモロコシデンプ​​ンバインダーを添加すること、ペレットの耐久性を向上パーセント微粉を減少させ、特定のエネルギー消費量を減少させたことを示しました。...

フラットダイペレットミルで高水分トウモロコシ茎葉及びコーンスターチバインダーを使用した低電力消費で耐久性に優れたペレットを製造するための方法

ハマナのabyssinicaの植物油の生産からの側流が制限された値を有します。この研究の目的は、より高い値を有する製品を製造することができることを実証し、このサイドストリームに基づいて材料を押し出すための方法を見出すことでした。押出物は、有望な特性を有することが見出されました。...

のフィルム押出ハマナabyssinica /小麦グルテンブレンド

ここでは、いくつかのバイオマスからリグニンのエタノール抽出を実行するプロトコルを提案します。リグニンの収量および β-O-4...

高 β-O-4 コンテンツによるリグニンの抽出軽度エタノール抽出と脱重合の収量に及ぼす影響

デリニニオンされた高密度木材は、将来的に天然繊維強化またはガラス繊維強化複合材料を部分的に置換する大きな可能性を持つ新しい有望な軽量、高性能およびバイオベースの材料を表します。ここでは、2つの多目的な製造ルートを紹介し、複雑な複合部品を作成する可能性を示します。...

木材ベースの高性能複合材料の製造と設計

木材の接着結合の乾燥強度と湿潤強度の両方を迅速かつ一貫して評価するための手順、ASTM...

木材接着剤の凝集力開発のための標準試験方法ASTM D 7998-19

リグノセルロース系バイオマスに効率的なサーモメカノ化学前処理を提供する汎用的な二軸押出プロセスが開発され、平均繊維アスペクト比の向上につながります。天然バインダーは、繊維精錬後に連続的に添加することもできるので、得られた押出材料の熱圧式の後に機械的特性を向上させたバイオベースのファイバーボードに繋がることができます。...

再生可能なファイバーボードを製造する二軸押出プロセス

このプロトコルは、孔子のペレットの生産を測定することにより、木材ボーリング甲殻類...

海洋木材ボーリング甲殻類による生分解に対する木材の耐性の迅速な試験

このプロトコールは、MALDI-IMS分析用の水分含有量の少ない硬いシードサンプル切片の調製、分析種の元の分布と存在量の維持、高品質のシグナルと空間分解能の提供に関する詳細なガイダンスを説明することを目的としています。...

マトリックス支援レーザー脱離/イオン化イメージング質量分析のための硬質パーム種子の調製(英語)

ここでは、断熱用途の石油化学製品および汚染材料から菌糸体ベースの複合材料(MBC)を製造するための最適化された方法論を紹介します。カーボンニュートラルで持続可能なものになるには、菌糸体バイオコンポジットのようなバイオベースで堆肥化可能な材料が解決策になる可能性があります。それらが建設基準を満たしているかどうかを判断するために、いくつかの実験が行われました。...

菜種わらと 霊芝 菌糸体バイオコンポジットの水分挙動と熱特性の製造と試験

学ぶ植物種子ミールベースの木材接着剤の調製と試験方法。綿実粉や大豆粉を使用し、スラリー調製、ホットプレス、引張りせん断強度測定により環境に優しいバイオベース接着剤の性能を評価します。

植物種子ミールベースの​​木材接着剤の調製および試験

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植物種子ミールベースの木材接着剤の調製および試験