Name: Przygotowanie i testowanie klejów do drewna na bazie mączki z nasion roślin (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-03-05T15:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 9 s
Description: Poznaj metodę przygotowania i testowania klejów do drewna na bazie mączki z nasion roślin jako ekologicznej alternatywy dla syntetyków. Protokół obejmuje przygotowanie zawiesiny klejowej oraz ocenę wytrzymałości na rozciąganie.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

Dane przedstawione w tej pracy są częścią badania USDA-ARS National Program 306 Project 'Value-Added Products from Cottonseed', wspieranego przez wewnętrzne finansowanie Agencji. Publikacja tego artykułu jest częściowo wspierana przez Journal of Visualized Experiments. Wzmianki o nazwach handlowych lub produktach komercyjnych w tej publikacji służą wyłącznie dostarczeniu konkretnych informacji i nie oznaczają rekomendacji ani poparcia ze strony Departamentu Rolnictwa Stanów Zjednoczonych. USDA jest dostawcą równych szans i pracodawcą. Doceniamy konstruktywne uwagi redaktora naukowego JoVE i recenzentów w procesie recenzji i korekty.

1. Produkty na bazie nasion bawełny i mączki sojowej (Rysunek 1)
<ol>
	<li>Surowce, odtłuszczone nasiona bawełny i śruty sojowe, należy pozyskiwać z dostępnych na rynku źródeł.</li>
	<li>Mączkę roboczą otrzymuje się przez zmielenie stałej, odtłuszczonej mączki w cyklonowym młynie do pobierania próbek, aby przejść przez stalowe sito o średnicy 0,5 mm16.</li>
	<li>Przygotuj posiłki przemyte wodą z posiłków roboczych po ekstrakcji wodą (25 g mączki: 200 ml wody) w celu oddzielenia składników rozpuszczalnych w wodzie w posiłkach21.</li>
	<li>Przygotować izolaty białkowe z posiłków roboczych przez ekstrakcję alkaliczną i wytrącanie kwasem16.</li>
</ol>
2. Przygotowanie listew forniru drewnianego
<ol>
	<li>Okleiny drewniane (o grubości 1,59 mm) uzyskane z dostępnego na rynku źródła należy pociąć na paski o szerokości 25,4 mm i długości 88,9 mm.</li>
	<li>Ołówkiem zaznacz linię w poprzek słojów drewna o długości 25.4 mm (1.0") od jednego końca każdego paska. Oznacz te paski odpowiednio za pomocą testów, zabiegów lub numerów. Dla każdej zmiennej testowej przygotowuje się od 5 do 10 par drewna.</li>
</ol>
3. Przygotowanie zawiesin adhezyjnych
<ol>
	<li>Obliczyć ilość mączki przemytej wodą potrzebną na próbki drewna do badania, według dawki stosowania (np. 4 mg suchej zawartości cm-2) x całkowitej powierzchni łączenia (np. 581cm2 z 90 drewnianych pasków o powierzchni łączenia 2,54 x 2,54 cm każdy) plus około 30% więcej dla wystarczalności (tj. 4 x 581 x 130% 3 g mączki mytej wodą dla example).</li>
	<li>Wymieszaj mączkę przemytą wodą z wodą dejonizowaną (3:25 w/w) i mieszaj za pomocą mieszadła magnetycznego przez 2 godziny w zlewce zamkniętej Parafilmem.</li>
</ol>
4. Przygotowanie próbek drewna klejonego
<ol>
	<li>Nałóż zawiesinę kleju pędzlem na jeden koniec 2 pasków forniru drewnianego o długości 25,4 mm (1,0 "). Suszyć na powietrzu przez 10 - 15 minut lub do uzyskania lepkości.</li>
	<li>Nałóż drugą warstwę zawiesiny adhezyjnej na pierwszą warstwę i ponownie wysusz na powietrzu. Ilość nałożonego suchego preparatu adhezyjnego wynosi około 4,5 mg suchej masy nacm2 klejenia każdej listwy drewnianej.</li>
	<li>Nałóż na lepki obszar pokryty klejem (25,4 x 25,4 mm lub 1,0 "x 1,0") 2 pasków forniru drewnianego. Prasowanie na gorąco za pomocą podgrzewanej prasy stołowej w temperaturze 100 °C przez 20 minut pod ciśnieniem 400 psi (2,8 MPa). Należy pamiętać, że nacisk to siła wywierana przez prasę podzielona przez nakładającą się na siebie powierzchnię próbek drewna. Te parametry wiązania mogą być zmieniane w zależności od potrzeb dla każdej zmiennej testowej.</li>
	<li>Schłodzić i kondycjonować połączone próbki drewna przez 48 godzin w pomieszczeniu do kondycjonowania lub inkubatorze z kontrolą wilgotności (temperatura 22 - 23 °C i wilgotność względna 50 - 60%; Rysunek 2).</li>
</ol>
5. Eksperymenty z wodoodpornością
<ol>
	<li>Zanurzyć połączone próbki drewna, po wstępnym kondycjonowaniu, w wodzie z kranu na 48 godzin w plastikowej tacy o temperaturze pokojowej (22 - 23 °C). Mokre próbki po namoczeniu są natychmiast badane pod kątem wytrzymałości na ścinanie przy zerwaniu i podawane jako wytrzymałość na mokro. Nadmiar wody z powierzchni forniru można usunąć poprzez delikatne oklepanie chusteczką papierową przed pomiarami.</li>
	<li>Kolejny zestaw połączonych próbek drewna, po wstępnym kondycjonowaniu, zanurzyć w łaźni wodnej o temperaturze 63 ºC na 4 godziny, a następnie wysuszyć w warunkach pokojowych (temperatura 22 - 23 °C i wilgotność względna 50 - 60%) O/N (18 - 20 godzin). Powtórz cykl suszenia zanurzeniowego raz z czasem suszenia wynoszącym 48 godzin. Wysuszone próbki są następnie badane pod kątem wytrzymałości na ścinanie przy zerwaniu i podawane jako wytrzymałość na adhezję po namoczeniu.</li>
</ol>
6. Pomiary wytrzymałości na ścinanie na kolanach
<ol>
	<li>Dopasuj klejoną próbkę drewna do uchwytów klinowych z siatką o wymiarach 32 x 40 mm w kształcie rybiej łuski na testerze materiałów o nacisku 7 MPa i ustaw prędkość poprzeczki na 1 mm min-1.</li>
	<li>Zmierz i zapisz wytrzymałość na ścinanie przy zerwaniu dla każdej próbki drewna klejonego. Wyniki wielu pomiarów są uśredniane dla każdej formuły kleju i zmiennej testowej.</li>
</ol>

<ol><li>Frihart, C. R., Hunt, C. G. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aFrihart%2C+CR+%22Wood+Handbook%3A+wood+as+an+engineering+material%3A+General+technical+report+FPL%3B+GTR-190%22">Wood Handbook: wood as an engineering material: General technical report FPL; GTR-190</a>. , Dept. of Agriculture, Forest Service, Forest Products Laboratory. (2010).</li>
<li>Lambuth, A. L. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aLambuth%2C+AL+%22Handbook+of+Adhesive+Technology%22">Handbook of Adhesive Technology</a>. Pizza, A., Mittal, K. L. , Marcel Dekker, Inc. 457-478 (2003).</li>
<li>Kalapathy, U., Hettiarachchy, N. S., Myers, D., Hanna, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Modification+of+soy+proteins+and+their+adhesive+properties+on+woods%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Oil+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Modification of soy proteins and their adhesive properties on woods.</a> J. Am. Oil Chem. Soc. 72 (5), 507-510 (1995).</li>
<li>Li, K., Peshkova, S., Geng, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Investigation+of+soy+protein-Kymene+adhesive+systems+for+wood+composites%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Oil+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Investigation of soy protein-Kymene adhesive systems for wood composites.</a> J. Am. Oil Chem. Soc. 81 (5), 487-491 (2004).</li>
<li>Qi, G., Li, N., Wang, D., Sun, X. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adhesion+and+physicochemical+properties+of+soy+protein+modified+by+sodium+bisulfite%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Oil+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Adhesion and physicochemical properties of soy protein modified by sodium bisulfite.</a> J. Am. Oil Chem. Soc. 90 (12), 1917-1926 (2013).</li>
<li>Cheng, H. N., Dowd, M. K., He, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Investigation+of+modified+cottonseed+protein+adhesives+for+wood+composites%5BTitle%5D)+AND+%22Ind.+Crop.+Prod%22%5BJournal%5D)">Investigation of modified cottonseed protein adhesives for wood composites.</a> Ind. Crop. Prod. 46, 399-403 (2013).</li>
<li>Pan, Z., Cathcart, A., Wang, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thermal+and+chemical+treatments+to+improve+adhesive+property+of+rice+bran%5BTitle%5D)+AND+%22Ind.+Crop.+Prod%22%5BJournal%5D)">Thermal and chemical treatments to improve adhesive property of rice bran.</a> Ind. Crop. Prod. 22 (3), 233-240 (2005).</li>
<li>Nordqvist, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Wheat+gluten+fractions+as+wood+adhesives-glutenins+versus+gliadins%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Polymer+Sci%22%5BJournal%5D)">Wheat gluten fractions as wood adhesives-glutenins versus gliadins.</a> J. Appl. Polymer Sci. 123 (3), 1530-1538 (2012).</li>
<li>Bandara, N., Chen, L., Wu, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adhesive+properties+of+modified+triticale+distillers+grain+proteins%5BTitle%5D)+AND+%22Int.+J.+Adhes.+Adhes%22%5BJournal%5D)">Adhesive properties of modified triticale distillers grain proteins.</a> Int. J. Adhes. Adhes. 44, 122-129 (2013).</li>
<li>Li, N., Qi, G., Sun, X. S., Stamm, M. J., Wang, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Physicochemical+properties+and+adhesion+performance+of+canola+protein+modified+with+sodium+bisulfite%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Oil+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Physicochemical properties and adhesion performance of canola protein modified with sodium bisulfite.</a> J. Am. Oil Chem. Soc. 89 (5), 897-908 (2012).</li>
<li>Wang, C., Wu, J., Bernard, G. M., Wasylishen, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preparation+and+characterization+of+canola+protein+isolate+-poly%28glycidyl+methacrylate%29+conjugates%3A+a+bio-based+adhesive%5BTitle%5D)+AND+%22Ind.+Crop.+Prod%22%5BJournal%5D)">Preparation and characterization of canola protein isolate -poly(glycidyl methacrylate) conjugates: a bio-based adhesive.</a> Ind. Crop. Prod. 57, 124-131 (2014).</li>
<li>Kong, X., Liu, G., Curtis, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+of+canola+oil+based+polyurethane+wood+adhesives%5BTitle%5D)+AND+%22Int.+J.+Adhes.+Adhes%22%5BJournal%5D)">Characterization of canola oil based polyurethane wood adhesives.</a> Int. J. Adhes. Adhes. 31 (6), 559-564 (2011).</li>
<li>Xiao, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Utilization+of+sorghum+lignin+to+improve+adhesion+strength+of+soy+protein+adhesives+on+wood+veneer%5BTitle%5D)+AND+%22Ind.+Crop.+Prod%22%5BJournal%5D)">Utilization of sorghum lignin to improve adhesion strength of soy protein adhesives on wood veneer.</a> Ind. Crop. Prod. 50, 501-509 (2013).</li>
<li>Moubarik, A., Grimi, N., Boussetta, N., Pizzi, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Isolation+and+characterization+of+lignin+from+Moroccan+sugar+cane+bagasse%3A+Production+of+lignin-phenol-formaldehyde+wood+adhesive%5BTitle%5D)+AND+%22Ind.+Crop.+Prod%22%5BJournal%5D)">Isolation and characterization of lignin from Moroccan sugar cane bagasse: Production of lignin-phenol-formaldehyde wood adhesive.</a> Ind. Crop. Prod. 45, 296-302 (2013).</li>
<li>Patel, A. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+a+chitosan-based+adhesive.+Application+to+wood+bonding%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Polymer+Sci%22%5BJournal%5D)">Development of a chitosan-based adhesive. Application to wood bonding.</a> J. Appl. Polymer Sci. 127 (6), 5014-5021 (2013).</li>
<li>He, Z., Cao, H., Cheng, H. N., Zou, H., Hunt, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+vigorous+blending+on+yield+and+quality+of+protein+isolates+extracted+from+cottonseed+and+soy+flours%5BTitle%5D)+AND+%22Modern+Appl.+Sci%22%5BJournal%5D)">Effects of vigorous blending on yield and quality of protein isolates extracted from cottonseed and soy flours.</a> Modern Appl. Sci. 7 (10), 79-88 (2013).</li>
<li>Amico, S., Hrabalova, M., Muller, U., Berghofer, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bonding+of+spruce+wood+with+wheat+flour+glue-Effect+of+press+temperature+on+the+adhesive+bond+strength%5BTitle%5D)+AND+%22Ind.+Crop.+Prod%22%5BJournal%5D)">Bonding of spruce wood with wheat flour glue-Effect of press temperature on the adhesive bond strength.</a> Ind. Crop. Prod. 31, 255-260 (2010).</li>
<li>Gao, Q., Shi, S. Q., Li, J., Liang, K., Zhang, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Soybean+meal-based+wood+adhesives+enhanced+by+modified+polyacrylic+acid+solution%5BTitle%5D)+AND+%22BioResources%22%5BJournal%5D)">Soybean meal-based wood adhesives enhanced by modified polyacrylic acid solution.</a> BioResources. 7 (1), 946-956 (2011).</li>
<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>
<li>He, Z., Chapital, D. C., Cheng, H. N., Dowd, M. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparison+of+adhesive+properties+of+water-+and+phosphate+buffer-washed+cottonseed+meals+with+cottonseed+protein+isolate+on+maple+and+poplar+veneers%5BTitle%5D)+AND+%22Int.+J.+Adhes.+Adhes%22%5BJournal%5D)">Comparison of adhesive properties of water- and phosphate buffer-washed cottonseed meals with cottonseed protein isolate on maple and poplar veneers.</a> Int. J. Adhes. Adhes. 50, 102-106 (2014).</li>
<li>He, Z., Cheng, H. N., Chapital, D. C., Dowd, M. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sequential+fractionation+of+cottonseed+meal+to+improve+its+wood+adhesive+properties%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Oil+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Sequential fractionation of cottonseed meal to improve its wood adhesive properties.</a> J. Am. Oil Chem. Soc. 91 (1), 151-158 (2014).</li>
<li>Sun, X., Bian, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Shear+strength+and+water+resistance+of+modified+soy+protein+adhesives%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Oil+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Shear strength and water resistance of modified soy protein adhesives.</a> J. Am. Oil Chem. Soc. 76 (8), 977-980 (1999).</li>
<li>He, Z., Chapital, D. C., Cheng, H. N., Klasson, K. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Application+of+tung+oil+to+improve+adhesion+strength+and+water+resistance+of+cottonseed+meal+and+protein+adhesives+on+maple+veneer%5BTitle%5D)+AND+%22Ind.+Crop.+Prod%22%5BJournal%5D)">Application of tung oil to improve adhesion strength and water resistance of cottonseed meal and protein adhesives on maple veneer.</a> Ind. Crop. Prod. 61, 398-402 (2014).</li>
<li>Hettiarachchy, N. S., Kalapathy, U., Myers, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Alkali-modified+soy+protein+with+improved+adhesive+and+hydrophobic+properties%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Oil+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Alkali-modified soy protein with improved adhesive and hydrophobic properties.</a> J. Am. Oil Chem. Soc. 72 (12), 1461-1464 (1995).</li>
<li>Wang, D., Sun, X. S., Yang, G., Wang, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Improved+water+resistance+of+soy+protein+adhesive+at+isoelectric+point%5BTitle%5D)+AND+%22Trans.+ASABE%22%5BJournal%5D)">Improved water resistance of soy protein adhesive at isoelectric point.</a> Trans. ASABE. 52 (1), 173-177 (2009).</li>
<li>Zhong, Z., Sun, X. S., Fang, X., Ratto, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adhesive+strength+of+guanidine+hydrochloride-modified+soy+protein+for+fiberboard+application%5BTitle%5D)+AND+%22Int.+J.+Adhes.+Adhes%22%5BJournal%5D)">Adhesive strength of guanidine hydrochloride-modified soy protein for fiberboard application.</a> Int. J. Adhes. Adhes. 22 (4), 267-272 (2002).</li>
<li>Kafkalidis, M., Thouless, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effects+of+geometry+and+material+properties+on+the+fracture+of+single+lap-shear+joints%5BTitle%5D)+AND+%22Int.+J.+Solids+Structures%22%5BJournal%5D)">The effects of geometry and material properties on the fracture of single lap-shear joints.</a> Int. J. Solids Structures. 39 (17), 4367-4383 (2002).</li>
<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>
<li>Gui, C., Liu, X., Wu, D., Zhou, T., Wang, G., Zhu, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preparation+of+a+new+type+of+polyamidoamine+and+its+application+for+soy+flour-based+adhesives%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Oil+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Preparation of a new type of polyamidoamine and its application for soy flour-based adhesives.</a> J. Am. Oil Chem. Soc. 99 (90), 265-272 (2013).</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

W artykule przedstawiono podstawową procedurę przygotowania i badania produktów na bazie nasion roślin w postaci klejów do drewna. Zawiesiny adhezyjne, których przykładem jest ten protokół, to po prostu odtłuszczony produkt z mączki siewnej i woda. Różne formuły klejów można uzyskać przez dodanie odczynników testowych (takich jak dodecylosiarczan sodu, wodorosiarczyn sodu lub olej tungowy)5,6,23 i/lub zmiany warunków mieszania (takich jak pH, stosunek substancji stałych do wody)3,24,25. Dostosowanie...

Klejenie drewna odgrywa coraz większą rolę w przemyśle produktów leśnych i jest kluczowym czynnikiem efektywnego wykorzystania zasobów drewna1. Zainteresowanie stosowaniem naturalnych klejów do drewna stale rosło od lat 30. XX wieku, osiągając szczyt około 1960 roku2. Po tym okresie cena klejów na bazie ropy naftowej stała się tak niska, że wyparła kleje białkowe z kilku tradycyjnych rynków. W ciągu ostatnich dwóch dekad trend ten odwrócił się wraz z ponownym zainteresowaniem wykorzystaniem materiałów, które są odnawialne, biodegradowalne i bardziej przyjazne dla środowiska. Te zasoby naturalne obejmują między innymi białko sojowe3-5, białko z nasion bawełny6, otręby ryżowe7, gluten pszenny8, białko zbożowe gorzelni9, białko i olej rzepakowy10-12, ligninę z sorgo i wytłoków z trzciny cukrowej13,14 oraz polisacharydy pochodzące z muszli krewetek15.
Podczas gdy izolaty białka z nasion były powszechnie oceniane jako potencjalne kleje do drewna, procedura izolacji obejmuje odczynniki alkaliczne i kwaśne, co sprawia, że kleje na bazie izolatów są stosunkowo drogie i mniej przyjazne dlaśrodowiska16. W związku z tym niektóre odtłuszczone mączki nasienne (mąki) z zaprawieniem lub bez zaprawiania zostały również przetestowane pod kątem przyczepności, mimo że właściwości adhezyjne tych mączek nie działają tak dobrze, jak izolatów białkowych17-19. Przeprowadziliśmy sekwencyjne frakcjonowanie śruty z nasion bawełny (CM) na różne frakcje i zbadaliśmy ich siłę klejenia w klejeniu fornirów drewnianych20,21. Nierozpuszczalna w wodzie frakcja stała (zwana dalej przemytą śrutą z nasion bawełny – WCM) mogłaby być stosowana jako klej do drewna, porównywalny z izolatem białka z nasion bawełny (CSPI), a jej przygotowanie byłoby tańsze niż CSPI.
Siła klejenia i wodoodporność to dwa kluczowe parametry w ocenie wydajności potencjalnego materiału adhezyjnego. W tym przypadku siła klejenia jest podawana jako wytrzymałość na ścinanie przy zerwaniu wiązania zakładkowego każdej próbki drewna. Wodoodporność kleju mierzy się na podstawie zmiany wytrzymałości na ścinanie na zakładkę klejonej próbki drewna przy zerwaniu w wyniku nasiąkania wodą. Wykorzystując odtłuszczone nasiona bawełny i śrutę sojową jako surowce, protokół ten zapewnia prosty i nieskomplikowany sposób przygotowania i przetestowania produktów na bazie nasion roślin jako klejów do drewna. Protokół ten byłby pomocny w ułatwieniu wysiłków na rzecz poszukiwania bardziej ekonomicznych i przyjaznych dla środowiska formuł naturalnych klejów do drewna na bazie produktów.

<table><tbody><tr><td>Odtłuszczona mączka z nasion bawełny</td><td>Kentwood Co-op</td><td></td><td>Kentwood, LA, USA</td></tr><tr><td>Odtłuszczona śruta sojowa</td><td>Kentwood Co-op</td><td></td><td>Kentwood, LA, USA</td></tr><tr><td>Forniry drewniane</td><td>Z pewnością drewno, Inc.</td><td></td><td>East Aurora, NY, USA</td></tr><tr><td>Młyn do próbek cyklonów (model 3010-014)</td><td>UDY Corporation</td><td></td><td>Fort Collins, CO, USA</td></tr><tr><td>Prasa podgrzewana stołowa (model 3856)</td><td>Carver, Inc.</td><td></td><td>Wabash, IN, USA</td></tr><tr><td>Tester materiałów</td><td>Zwick GmbH & Co.</td><td></td><td>Ulm, Niemcy</td></tr></tbody></table>

przygotowanie i testowanie klejów do drewna na bazie mączki z nasion roślin

Preparation and Testing of Plant Seed Meal-based Wood Adhesives

Ostatnio, zainteresowanie produktami na bazie mączki z nasion roślin, takimi jak kleje do drewna, stale rośnie, ponieważ te surowce roślinne są uważane za odnawialne i przyjazne dla środowiska. Te naturalne produkty mogą służyć jako alternatywa dla klejów na bazie ropy naftowej, aby złagodzić obawy dotyczące środowiska i zrównoważonego rozwoju. Praca ta demonstruje przygotowanie i testowanie klejów do drewna na bazie nasion roślin, wykorzystujących nasiona bawełny i śrutę sojową jako surowce. Oprócz posiłków niepoddanych obróbce przygotowywane i testowane są posiłki myte wodą oraz izolaty białkowe. Zawiesiny adhezyjne przygotowuje się przez zmieszanie liofilizowanego produktu mącznego z wodą dejonizowaną (3:25 w/w) przez 2 godziny. Każdy preparat klejowy nakłada się na jeden koniec 2 pasków forniru drewnianego za pomocą pędzla. Lepkie, pokryte klejem obszary listew forniru drewnianego są docierane i klejone przez prasowanie na gorąco. Siła klejenia jest podawana jako wytrzymałość na ścinanie klejonej próbki drewna przy zerwaniu. Wodoodporność klejów mierzy się zmianą wytrzymałości na ścinanie klejonych próbek drewna przy zerwaniu po nasączeniu wodą. Protokół ten pozwala ocenić produkty rolne na bazie nasion roślin jako odpowiednich kandydatów do zastąpienia syntetycznych klejów do drewna. Dostosowanie formuły kleju z dodatkami lub bez nich oraz warunków wiązania może zoptymalizować ich właściwości adhezyjne pod kątem różnych praktycznych zastosowań.

Wydajność każdego sformułowania kleju jest określana przez wytrzymałość na ścinanie sklejonej próbki drewna w momencie zerwania, a wartości te różnią się w zależności od wymiarów zastosowanego forniru drewnianego. Na przykład w Tabeli 1 wartości wytrzymałości kleju w stanie suchym i po namoczeniu dla sklejonych próbek są niższe w przypadku zastosowania cieńszych i węższych pasków klonu (patrz Cottonseed-1), w przeciwieństwie do grubszych i szerszych pasków Cottonseed-2 zalecanych w protokole, przy użyciu...

Aby ułatwić poszukiwanie bardziej ekonomicznych i przyjaznych dla środowiska formuł naturalnych klejów do drewna na bazie produktów, ta praca demonstruje przygotowanie i testowanie klejów do drewna na bazie nasion roślinnych. Protokół ten pozwala ocenić produkty rolne na bazie nasion roślin jako odpowiednich kandydatów do zastąpienia syntetycznych klejów do drewna.

Przygotowanie i testowanie klejów do drewna na bazie mączki z nasion roślin

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

Ogólnym celem tego filmu jest zaprezentowanie podstawowej procedury przygotowania i badania produktów na bazie nasion roślin jako klejów do drewna. Jest to realizowane poprzez najpierw przygotowanie zawiesiny klejowej z wykorzystaniem odpowiednich nasion roślin, mączki oraz wody. W drugim kroku zawiesinę klejową nanosi się na jeden koniec dwóch pasków forniru drewnianego.Następnie należy skleić dwa paski drewna, nakładając na siebie obszary pokryte lepkimi spoiwem, a po kondycjonowaniu poddać je prasowaniu na gorąco. Ostatnim krokiem jest pomiar wytrzymałości na ścinanie przy rozrywaniu w przypadku sklejonych par drewna. Ostatecznie wytrzymałość na ścinanie przy rozrywaniu jest raportowana jako wytrzymałość adhezyjna z uwzględnieniem wskazanych warunków obróbki.Niniejsza metoda zapewnia prosty sposób przygotowania produktów opartych na biomasie, takich jak kleje do drewna. Będzie ona pomocna w dążeniach do opracowania ekonomicznych i przyjaznych dla środowiska receptur bio-bazowych klejów do drewna. Zaprezentowanie tej procedury będzie również stanowiło wkład w rozwój prac mojego laboratorium.Pierwszym krokiem jest przygotowanie mączki wypłukanej wodą. Należy rozpocząć od komercyjn

preparation-and-testing-of-plant-seed-meal-based-wood-adhesives

Research

JoVE Journal

Environment

Środowisko

Przygotowanie i badanie klejów do drewna na bazie mączki z nasion roślin

Przedstawiamy procedurę składania testu na ściółkę nasienną (SCBA) z nasion Arabidopsis thaliana. Wykazano, że aparat oddechowy jest potężnym narzędziem do genetycznego i in vitro, w jaki sposób bielmo kontroluje kiełkowanie nasion w uśpionych nasionach i w odpowiedzi na sygnały świetlne. Aparat oddechowy ma zasadniczo zastosowanie w każdej sytuacji, w której podejrzewa się, że bielmo wpływa na wzrost zarodka.

Test ściółki nasiennej do genetycznego zbadania in vitro, w jaki sposób bielmo kontroluje kiełkowanie nasion u Arabidopsis thaliana

Struktura ściany komórkowej roślin i cechy chemiczne są oceniane w celu zidentyfikowania idealnych surowców do produkcji biopaliw i biomateriałów. Standardowe metody mają ograniczenia, gdy są stosowane do dużych zestawów danych. Te wysokoprzepustowe metody obróbki wstępnej, scukrzania enzymatycznego i pirolizy ze spektrometrią mas wiązki molekularnej porównują dużą liczbę próbek biomasy przy skróconym czasie i kosztach eksperymentu.

Wysokoprzepustowe badania przesiewowe zmian oporności biomasy lignocelulozowej: lignina całkowita, monomery ligniny i enzymatyczne uwalnianie cukru

W tym badaniu opracowano protokół do produkcji dobrej jakości peletów przy użyciu młyna do peletowania z płaską matrycą przy zmniejszonym jednostkowym zużyciu energii, testując słomę kukurydzianą o wysokiej wilgotności i spoiwo na bazie skrobi. Wyniki wykazały, że dodanie środka wiążącego skrobię kukurydzianą poprawiło trwałość granulek, zmniejszyło procent drobnych cząstek i zmniejszyło jednostkowe zużycie energii.

Metoda produkcji trwałych peletów przy niższym zużyciu energii przy użyciu słomy kukurydzianej o wysokiej wilgotności i spoiwa skrobi kukurydzianej w młynie do peletów z płaską matrycą

Strumień poboczny z produkcji oleju roślinnego w Crambe abyssinica ma ograniczoną wartość. Celem pracy było znalezienie metod wytłaczania materiałów opartych na tym strumieniu bocznym, wykazując, że można wytwarzać produkty o wyższej wartości. Stwierdzono, że ekstrudaty mają obiecujące właściwości.

Wytłaczanie folii z mieszanek Crambe abyssinica i glutenu pszennego

Tutaj prezentujemy protokół do przeprowadzenia ekstrakcji etanolem ligniny z kilku źródeł biomasy. Przedstawiono wpływ warunków ekstrakcji na uzysk ligniny i zawartość β-O-4. Na otrzymanych ligninach przeprowadza się selektywną depolimeryzację w celu uzyskania produktów o wysokiej zawartości monomerów aromatycznych.

Ekstrakcja ligniny o wysokiej zawartości β-O-4 metodą łagodnej ekstrakcji etanolem i jej wpływ na wydajność depolimeryzacji

Delitynizowane zagęszczone drewno stanowi nowy, obiecujący, lekki, wysokowydajny i pochodzenia biologicznego materiał o dużym potencjale, aby w przyszłości częściowo zastąpić kompozyty wzmocnione włóknem naturalnym lub włóknem szklanym. Przedstawiamy tutaj dwie wszechstronne ścieżki produkcji i pokazujemy możliwość tworzenia złożonych części kompozytowych.

Wytwarzanie i projektowanie wysokowydajnych kompozytów drewnopochodnych

Przedstawiamy procedurę ASTM D7998-19, która pozwala na szybką i bardziej spójną ocenę wytrzymałości połączeń klejowych na drewnie zarówno na sucho, jak i na mokro. Metoda ta może być również wykorzystana do dostarczenia informacji na temat rozwoju wytrzymałości w funkcji temperatury i czasu lub utrzymania wytrzymałości do 250 °C.

Standardowa metoda testowa ASTM D 7998-19 do rozwoju wytrzymałości kohezyjnej klejów do drewna

Opracowano wszechstronny proces wytłaczania dwuślimakowego, który zapewnia efektywną termo-mechano-chemiczną obróbkę wstępną biomasy lignocelulozowej, co prowadzi do zwiększenia średniego współczynnika proporcji włókien. Naturalne spoiwo może być również dodawane w sposób ciągły po rafinacji włókien, co prowadzi do powstania płyt pilśniowych pochodzenia biologicznego o ulepszonych właściwościach mechanicznych po prasowaniu na gorąco otrzymanego materiału wytłaczanego.

Proces wytłaczania dwuślimakowego do produkcji odnawialnych płyt pilśniowych

Ten protokół przedstawia metodę oceny szybkości żerowania skorupiaka drążącego drewno, Limnoria, poprzez pomiar produkcji granulek kałowych. Metoda ta jest przeznaczona do stosowania w laboratoriach niespecjalistycznych i może zostać włączona do standardowych protokołów testowych w celu oceny zwiększonej trwałości drewna w warunkach morskich.

Szybkie badania odporności drewna na biodegradację przez skorupiaki morskie

Ten protokół miał na celu opisanie szczegółowych wytycznych dotyczących przygotowania sekcji próbek twardych nasion o niskiej zawartości wody do analizy MALDI-IMS, utrzymania pierwotnego rozkładu i obfitości analitów oraz zapewnienia wysokiej jakości sygnału i rozdzielczości przestrzennej.

Przygotowanie twardych nasion palmy do analizy spektrometrii mas metodą desorpcji laserowej/jonizacji wspomaganej matrycowo

Przedstawiamy tutaj zoptymalizowaną metodologię produkcji kompozytów na bazie grzybni (MBC) z petrochemikaliów i materiałów zanieczyszczających do zastosowań termoizolacyjnych. Aby stać się neutralnym dwutlenkiem węgla i zrównoważonym, rozwiązaniem mogą być materiały biobazowane i kompostowalne, takie jak biokompozyt grzybni. Aby ustalić, czy spełniają standardy konstrukcyjne, przeprowadzono kilka eksperymentów.

Produkcja i testowanie zachowania wilgoci oraz właściwości termicznych słomy rzepakowej i żywicy Ganoderma Mycelium Bio-Composites

Poznaj metodę przygotowania i testowania klejów do drewna na bazie mączki z nasion roślin jako ekologicznej alternatywy dla syntetyków. Protokół obejmuje przygotowanie zawiesiny klejowej oraz ocenę wytrzymałości na rozciąganie.

Przygotowanie i testowanie klejów do drewna na bazie mączki z nasion roślin

Przeglądaj więcej filmów