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Bioengineering

लकड़ी चिपकने वाले पदार्थों के एकजुट शक्ति विकास के लिए मानक परीक्षण विधि एएसटीएम डी 7998-19

Published: May 17, 2020 doi: 10.3791/61184
Automatic Translation
1, 1
1Forest Products Laboratory, USDA, Forest Service

Summary

हम लकड़ी पर चिपकने वाले बांड की सूखी और गीली ताकत दोनों के तेजी से और अधिक सुसंगत मूल्यांकन के लिए एक प्रक्रिया, एएसटीएम डी 7998-19 प्रस्तुत करते हैं। विधि का उपयोग तापमान और समय या 250 डिग्री सेल्सियस तक शक्ति प्रतिधारण के कार्य के रूप में शक्ति विकास पर जानकारी प्रदान करने के लिए भी किया जा सकता है।

Abstract

लकड़ी के पानी और अन्य घटकों के नुकसान, चिपकने वाले इलाज पर लकड़ी के प्रभाव और लकड़ी के इंटरफेज़ पर चिपकने वाले प्रवेश के प्रभाव के कारण ठीक किए गए लकड़ी चिपकने वाले पदार्थों के गुणों का अध्ययन करना मुश्किल है; इस प्रकार, एक साफ चिपकने वाली फिल्म का सामान्य परीक्षण आम तौर पर उपयोगी नहीं होता है। लकड़ी चिपकने वाले बंधन की ताकत के अधिकांश परीक्षण धीमे, श्रमसाध्य हैं, लकड़ी से दृढ़ता से प्रभावित हो सकते हैं और इलाज के कैनेटीक्स पर जानकारी प्रदान नहीं करते हैं। परीक्षण विधि एएसटीएम डी 7998-19, हालांकि, लकड़ी के बांड की ताकत के तेजी से मूल्यांकन के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। मेपल फेस-लिबास की तरह चिकनी, समान और मजबूत लकड़ी की सतह का उपयोग, और पर्याप्त बंधन दबाव बंधन की ताकत पर आसंजन और लकड़ी की ताकत के प्रभाव को कम करता है। इस विधि के तीन मुख्य अनुप्रयोग हैं। पहला बॉन्ड ताकत विकास पर लगातार डेटा प्रदान करना है। दूसरा बंधुआ गोद कतरनी नमूनों की सूखी और गीली ताकत को मापना है। तीसरा थर्मल संवेदनशीलता का जल्दी से मूल्यांकन करके और थर्मल नरमी और थर्मल गिरावट के बीच अंतर करके चिपकने वाली गर्मी प्रतिरोध को बेहतर ढंग से समझना है।

Introduction

लकड़ी का बंधन सबसे बड़ा एकल चिपकने वाला बाजार है और इससे वन संसाधनों का कुशल उपयोग हुआ है। कई शताब्दियों के लिए, ठोस लकड़ी का उपयोग फर्नीचर निर्माण को छोड़कर अधिकांश अनुप्रयोगों के लिए किया गया था, जिसमें उत्पाद इन-यूज़ स्थायित्व को छोड़कर कोई परीक्षण मानदंड नहीं था। हालांकि, बंधुआ लकड़ी के उत्पाद अधिक आम हो गए, जो प्लाईवुड और ग्लूलम बीम से शुरू होते हैं, जैव-आधारित चिपकने वाले 1,2 का उपयोग करते हैं। यद्यपि ये उत्पाद उस समय संतोषजनक थे, फॉर्मलाडेहाइड युक्त सिंथेटिक चिपकने वाले पदार्थों द्वारा सोया, कैसिइन और रक्त गोंद के प्रतिस्थापन से गुणों में सुधार हुआ। इन नए चिपकने वाले पदार्थों के उच्च प्रदर्शन ने अधिकांश जैव-आधारित चिपकने वाले पदार्थों के साथ प्राप्त करने योग्य की तुलना में उच्च प्रदर्शन अपेक्षाओं के साथ परिभाषित परीक्षण मानकों को जन्म दिया। सिंथेटिक चिपकने वाले पदार्थों ने कणों के संबंध को भी संभव बना दिया, जिसमें कणबोर्ड बनाने के लिए चूरा, अलग-अलग घनत्व वाले फाइबरबोर्ड बनाने के लिए फाइबर, उन्मुख स्ट्रैंडबोर्ड और समानांतर स्ट्रैंड लकड़ी प्रदान करने के लिए चिप्स, प्लाईवुड और लैमिनेटेड लिबास लकड़ी का उत्पादन करने के लिए वेनीर, साथ ही उंगली जोड़ वाली लकड़ी, ग्लूलम, क्रॉस लैमिनेटेड लकड़ी और लकड़ी आई-जॉइस3 शामिल हैं। इन उत्पादों में से प्रत्येक का अपना परीक्षण मानदंडहै। इस प्रकार, एक नए चिपकने वाले के विकास के लिए यह निर्धारित करने के लिए बहुत सारे फॉर्मूलेशन कार्य और व्यापक परीक्षण की आवश्यकता हो सकती है कि क्या पर्याप्त शक्ति विकसित करने की कोई क्षमता है। इस समय लेने वाले परीक्षण और लकड़ी के गुणों और लकड़ी के बंधन5 की जटिलता ने नए चिपकने वाले पदार्थों के विकास को सीमित कर दिया है। इसके अलावा, लकड़ी चिपकने वाले पदार्थों के यांत्रिक गुण अलग-अलग हो सकते हैं जब साफ 6 के विपरीत लकड़ी की सतहों के बीच ठीक किया जाताहै। लकड़ी के संपर्क में इलाज करने से चिपकने वाले से पानी और कम आणविक भार वाले घटकों को बचने की अनुमति मिलती है, इसके अलावा लकड़ी के साथ चिपकने वाले के जटिल इंटरफेज और रासायनिक इंटरैक्शन 3,7।

स्वचालित बॉन्डिंग मूल्यांकन प्रणाली (एबीईएस) का विकास लकड़ी चिपकने वाले पदार्थों की ताकत के विकास को समझने के लिए बहुत सहायक रहा है क्योंकि यह 8,9,10 का उपयोग करने में तेजी से और आसान है। सिस्टम एक अभिन्न इकाई है जो लैप-कतरनी नमूनों को बांधती है और फिर बंधन को तोड़ने के लिए आवश्यक तनाव के तहत बल को मापती है। इसकी उपयोगिता ने एएसटीएम विधि डी 7998-19 के विकास को जन्म दिया है जो इस प्रणाली11 का उपयोग करता है। यद्यपि यह प्रणाली मूल रूप से तापमान और समय के कार्य के रूप में चिपकने वाली ताकत के विकास को मापने के लिए डिज़ाइन की गई थी, यह ठीक चिपकने वाले पदार्थों के गर्मी प्रतिरोध को भी माप सकती है, साथ ही साथ नियमित बंधन शक्ति मूल्यांकन भी कर सकती है। यद्यपि एबीईएस परीक्षण एक बहुत ही उपयोगी प्रारंभिक स्क्रीनिंग टूल है, किसी भी परीक्षण की तरह, इसकी अपनी सीमाएं हैं और सभी विशिष्ट उत्पाद शक्ति और स्थायित्व परीक्षण को प्रतिस्थापित नहीं करता है।

जबकि चिपकने वाले पदार्थों की इलाज विशेषताओं का आकलन करने के कई साधन हैं, जेल-टाइम रिओमेट्री से लेकर अंतर स्कैनिंग कैलोरीमेट्री, गतिशील यांत्रिक विश्लेषण और कई प्रकार के स्पेक्ट्रोस्कोपी तक, केवल एबीईएस विधि यांत्रिक शक्ति के विकास को मापती है। इसके लिए एक उपकरण की आवश्यकता होती है जिसे हीटिंग, कूलिंग और इन-प्लेस तन्यता परीक्षण11 के लिए कसकर नियंत्रित किया जाता है।

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Protocol

1. सब्सट्रेट्स की तैयारी

  1. एक सब्सट्रेट सतह का उपयोग करें जो आवेदन के लिए उपयुक्त है। लकड़ी के लिए, एक विश्वसनीय उत्पादक से लगभग 0.6 से 0.8 मिमी मोटी कटी हुई लिबास का उपयोग करें क्योंकि इन वीनर का उपयोग प्लाईवुड और लैमिनेटेड लिबास लकड़ी (एलवीएल) निर्माण के लिए किया जाता है। ये एक लिबास आपूर्तिकर्ता से प्राप्त किए जाते हैं, 0.6 से 0.8 मिमी मोटाई की चादरों के रूप में और एक तरफ 305 मिमी में काटे जाते हैं। एक सुसंगत सब्सट्रेट एक कठोर मेपल (एसर सैकरम) फेस लिबास है क्योंकि इसकी सतह चिकनाई और लगातार मोटाई है, और यह एक फैलाव छिद्रपूर्ण और उच्च मापांक हार्डवुड है। मेपल फेस वेनर आमतौर पर कैबिनेटरी निर्माण में उपयोग किए जाते हैं और आमतौर पर दोषों से मुक्त होते हैं।
  2. उपयोग से कम से कम एक दिन पहले 21 डिग्री सेल्सियस और 50% सापेक्ष आर्द्रता (आरएच) पर लकड़ी को बिना ढेर के कंडीशन करें। उन नीरों से बचें जो अत्यधिक लहरदार हैं, जिनकी सतह असमान है, और मलिनकिरण सहित दोष हैं।
    नोट: अन्य लकड़ी की प्रजातियों का उपयोग इन प्रजातियों के साथ चिपकने वाले के बंधन प्रदर्शन को समझने के लिए किया जा सकता है। हालांकि, धीरे-धीरे शुरुआती लकड़ी-से-लेटवुड संक्रमण के साथ डिफ्यूज-छिद्रपूर्ण हार्डवुड और सॉफ्टवुड को उनकी एकरूपता के लिए अनुशंसित किया जाता है। ध्यान रखें क्योंकि लकड़ी अम्लीय या बुनियादी हो सकती है या सतह पर निकालने वाले पदार्थ हो सकते हैं जो चिपकने वाली इलाज प्रक्रिया को बदल सकते हैं। इसके अलावा, काटने के समय से लेकर लिबास उत्पादन तक पेड़ का प्रसंस्करण बॉन्ड की ताकत12,13 को बदल सकता है। क्योंकि एबीईएस लकड़ी की एक छोटी मात्रा का उपयोग करता है, यह लकड़ी की विविधताओं से कम प्रभावित होता है जो अन्य परीक्षणों के साथ होता है, जैसे कि लकड़ी की नमी सामग्री और लिबास की जांच गहराई।
  3. सुनिश्चित करें कि लिबास के किनारे किनारे के साथ किसी भी ढीले फाइबर से मुक्त हैं और बंधुआ उत्पाद में कोई महत्वपूर्ण चिपकने वाला निचोड़ नहीं है क्योंकि ये बंधन की ताकत को अधिक महत्व देंगे क्योंकि नमूनों का कोई पोस्ट बॉन्डिंग संशोधन नहीं है।

2. नमूने तैयार करना

  1. कम से कम एक दिन के लिए लकड़ी के नमूनों को 21 डिग्री सेल्सियस और 50% आरएच पर कंडीशन करें। नमूनों को काटते समय किसी भी दरार, मलिनकिरण, या अनाज की अनियमितताओं से बचने के लिए लिबास की जांच करें।
  2. सुनिश्चित करें कि वायवीय रूप से संचालित नमूना काटने का उपकरण चालू है।
  3. एक विशेष डाई कटर का उपयोग करें जो 20 मिमी के आवश्यक नमूना आकार को 0.6 से 0.8 मिमी मोटे मेपल लिबास (चित्रा 1, सामग्री की तालिका) से 117 मिमी तक काटता है।
    1. कटिंग ब्लेड के नीचे कम से कम 150 मिमी × 300 मिमी लिबास का एक टुकड़ा रखें ताकि लिबास अनाज लंबी दिशा के समानांतर हो और 20 मिमी की लकड़ी के प्रत्येक टुकड़े को 117 मिमी तक काटने के लिए हवा के दबाव बटन को दबा दे।
    2. कटिंग ब्लेड के नीचे लिबास के टुकड़े को एक अनकट क्षेत्र में ले जाएं और लकड़ी के एक और टुकड़े को काटने के लिए बटन को फिर से दबाएं। तब तक जारी रखें जब तक कि लिबास का टुकड़ा पूरी तरह से टुकड़ों में कट न जाए।
      नोट: यदि नमूने की लंबी दिशा अनाज की दिशा के समानांतर नहीं है, तो परीक्षण के दौरान बंधुआ भाग से दूर लकड़ी में प्रारंभिक फ्रैक्चर हो सकता है।
  4. लकड़ी के अलावा अन्य सामग्रियों के लिए, उपयुक्त तकनीकों का उपयोग करके नमूने काटें। यदि सामग्री को नमूना कटर के साथ नहीं काटा जा सकता है, तो इसे आवश्यक आकार में काटने के लिए सामग्री को जो भी काट देगा उसका उपयोग करें। छोटे बंधन क्षेत्र के कारण, यह महत्वपूर्ण है कि काटना सटीक हो और नमूने किनारों के साथ और बंधन सतहों पर मलबे से मुक्त हों।

3. उपकरण की संचालन क्षमता

  1. बॉन्डिंग प्रक्रिया के लिए, सुनिश्चित करें कि एबीईएस उपकरण एक मानक संचालन प्रक्रिया11 के अनुसार ठीक से काम कर रहा है। बॉन्डिंग और ब्रेकिंग नमूने के लिए एबीईएस इकाई के सामने सेटिंग्स हैं: एलपी प्रेस 0.2 एमपीए, एचपी प्रेस 0.2 एमपीए, पुल 0.65 एमपीए, और कूल एयर 0.2 एमपीए।
  2. कम से कम 0.62 एमपीए (90 पीएसआईजी) के वायु आपूर्ति दबाव का उपयोग करें क्योंकि दबाव जो बहुत कम है, नमूने पर बहुत धीरे-धीरे या असमान रूप से बंद हो जाएगा जिसके परिणामस्वरूप गलत बॉन्ड ताकत (चित्रा 2, शीर्ष) होगी।
  3. पूर्व नमूने से निचोड़ने के परिणामस्वरूप किसी भी चिपकने वाले पदार्थ के प्लेटन को साफ करें। प्लेटन के तापमान को वांछित तापमान में समायोजित करें और बॉन्डिंग नमूने से पहले समतुल्य करें।
  4. लकड़ी को बांधने के लिए, उपकरण को एक कमरे में संचालित करें जो 21 डिग्री सेल्सियस और 50% आरएच पर है। यदि यह संभव नहीं है, तो नमूनों के छोटे आकार के कारण लकड़ी की नमी में तेजी से बदलाव के कारण बंधन होने तक वातानुकूलित नमूनों को प्लास्टिक बैग में रखें।
  5. गतिज इलाज डेटा प्राप्त करने के लिए, विधि को इस तरह से डिज़ाइन करें कि यांत्रिक और इलेक्ट्रॉनिक गति एएसटीएम डी 7998-19 11 में उल्लिखित डेटा को सटीक रूप से एकत्र करने के लिए पर्याप्तहैं।

4. चिपकने वाले के साथ नमूनों का बंधन

नोट: चिपकने वाला का अनुप्रयोग लकड़ी चिपकने वाले के लिए एक महत्वपूर्ण मुद्दा है क्योंकि चिपचिपाहट में व्यापक भिन्नता होती है और प्रतिशत ठोस पदार्थ प्लाईवुड में लैमिनेशन चिपकने वाले से बाइंडर अनुप्रयोगों के लिए स्प्रे सक्षम चिपकने वाले तक जाते हैं। लकड़ी चिपकने वाले पदार्थ आम तौर पर जल-जनित होते हैं इसलिए वाष्पीकरण केवल एक मामूली समस्या है। हालांकि, छिद्रपूर्ण लकड़ी में पानी भिगोना महत्वपूर्ण है।

  1. बंधन क्षेत्र को कवर करने और दूसरे नमूने में स्थानांतरित करने के लिए पर्याप्त रूप से टर्मिनल 0.5 सेमी पर अध्ययन किए जा रहे चिपकने वाले 5 मिलीग्राम को फैलाएं लेकिन अत्यधिक निचोड़ के बिना। अपेक्षाकृत निरंतर चिपकने वाला प्रसार दर प्राप्त करने के लिए, लकड़ी के नमूने को संतुलन पर रखें और चिपकने वाले आवेदन के बाद फिर से वजन करें।
  2. चिपकने वाले को वितरित करने में बहुत सावधानी बरतें, नमूनों को ओवरलैप करें और सुनिश्चित करें कि दो नमूने संरेखित हैं, क्योंकि एक छोटे से बंधन क्षेत्र का उपयोग किया जाता है और बंधुआ क्षेत्र पर खींचने वाले बल के रूप में ताकत निर्धारित की जाती है (चित्रा 2 नीचे)। विभिन्न बंधन क्षेत्रों का उपयोग किया जा सकता है, लेकिन लैप कतरनी परीक्षणों के यांत्रिकी में भिन्नता के कारण ताकत आवश्यक रूप से तुलनीय नहीं है।
    नोट: साहित्य चिपकने वाली स्थिरता के आधार पर लकड़ी पर चिपकने वाले को लागू करने के कई तरीकों की सिफारिश करता है। मूल रूप से अनुशंसित चिपकने वाला अनुप्रयोग विधि ने एक उद्देश्य-डिज़ाइन किए गए माइक्रोस्प्रेइंग डिवाइस10 का उपयोग किया, लेकिन यह गन्दा, धीमा और चिपकने वाला रिओलॉजी पर बहुत निर्भर पाया गया। यद्यपि इस विधि ने चिपकने वाले को असतत डॉट्स के रूप में लागू किया जैसा कि कणबोर्ड और उन्मुख स्ट्रैंडबोर्ड के लिए बाइंडर अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है, एक मुद्रण विधिअधिक विश्वसनीय लगती है। माइक्रो-पिपेट एप्लिकेशन विधि चिपकने वाले10 की प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य मात्रा की आपूर्ति कर सकती है, लेकिन इसे समान रूप से वितरित करना कुछ मुश्किल है। स्पैटुला विधि ने बॉन्डिंग क्षेत्र पर चिपकने वाले का समान वितरण प्राप्त करने के लिए सबसे अच्छा काम किया है, और मापा राशि प्राप्त करने के लिए एक सूक्ष्मसंतुलन की सिफारिश की जाती है।
  3. अंतिम शक्ति डेटा
    1. नमूनों को 2 मिनट के लिए 120 डिग्री सेल्सियस पर बांधें और उन्हें रात भर 21 डिग्री सेल्सियस और 50% आरएच पर कंडीशन करें क्योंकि बॉन्डिंग के दौरान गर्म दबाव लकड़ी को सूख देता है। लकड़ी को बांधने के लिए, एबीईएस परीक्षक पर पकड़ बंद करके एक नमूना लॉक करें, यह सुनिश्चित करते हुए कि नमूना परीक्षक के साथ संरेखित है। फिर मशीन पर स्टार्ट बटन दबाएं ताकि 120 डिग्री सेल्सियस प्लेटन को 2 मिनट के लिए अतिक्रमित अनुभाग पर दबाया जा सके, प्लेटन को वापस लेने और ग्रिप को ढीला करने से पहले ताकि नमूने हटाए जा सकें।
      नोट: इलाज के लिए समय और तापमान आवेदन और चिपकने वाले रसायन विज्ञान द्वारा निर्धारित किया जाता है। बॉन्डिंग तापमान और समय को अनुकूलित किया जाना चाहिए ताकि अधिकतम ताकत के लिए स्थितियों को निर्धारित करने के लिए विभिन्न बॉन्डिंग तापमान और समय का उपयोग करके ताकत उच्चतम पठार तक पहुंच जाए। लकड़ी के बंधों के लिए, सूखी कतरनी शक्ति का परीक्षण मूल्यवान है, लेकिन चिपकने वाला स्थायित्व निर्धारित करने के लिए गीला परीक्षण आम तौर पर अधिक महत्वपूर्ण होता है और पानी में नमूने के 4 घंटे के कमरे के तापमान भिगोने की आवश्यकता होती है।
    2. परीक्षण के लिए, एबीईएस परीक्षक पर पकड़ बंद करके एक नमूना लॉक करें ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि नमूना परीक्षक के साथ संरेखित है। फिर स्टार्ट बटन दबाकर, उपकरण एक सर्वोड्राइव के माध्यम से एक छोर पर खींचता है जबकि नमूने का दूसरा छोर ग्रिप्स से जुड़े लोड सेल पर खींचता है। यह खींचतान तब तक जारी रहती है जब तक कि बंधन टूट न जाए। कंप्यूटर नमूना द्वारा सामना किए जा सकने वाले अधिकतम बल को रिकॉर्ड करता है, जिसे बॉन्ड ताकत के रूप में दर्ज किया जाता है।
      1. सूखे और पानी से लथपथ नमूनों के लिए एक ही प्रक्रिया का उपयोग करें। टूटने वाले बल को मापने में, यह सुनिश्चित करने के लिए ध्यान रखें कि ग्रिप्स लकड़ी को कसकर पकड़ते हैं क्योंकि यदि चिपकने वाला बहुत मजबूत है, तो लकड़ी फिसल सकती है। यदि नमूना बंधुआ क्षेत्र के बाहर टूट जाता है, तो मूल्य को त्याग दें क्योंकि यह लकड़ी की ताकत को माप रहा है, चिपकने वाला नहीं।
  4. काइनेटिक शक्ति विकास
    1. बड़े पैमाने पर उत्पादों के लिए आवश्यक प्रेस समय का अनुमान लगाने के लिए चिपकने वाले की ताकत के विकास की दर निर्धारित करें। चरण 4.3 में एक ही प्रक्रिया का पालन करें, सिवाय तापमान और समय को अलग-अलग करने के। 10, 30, 60, 90, 120, 150, 180 और 210 सेकंड के बंधन समय का उपयोग करके 100 डिग्री सेल्सियस प्लेटन तापमान पर ताकत का परीक्षण शुरू करें। इसके बाद, तापमान को 10 डिग्री सेल्सियस तक बढ़ाएं, और बंधन के समय को तब तक दोहराएं जब तक कि कम बॉन्डिंग समय पर ताकत बनाम समय का कोई रैखिक खंड न हो।
    2. बॉन्डिंग के बाद, प्लेटन को वापस लें और नमूने को कमरे के तापमान के पास ठंडा करने के लिए एबीईएस की एयर कूलिंग सुविधा का उपयोग करें और फिर नमूना शक्ति को मापें। कम दबाव वाले समय से शुरू करके और बाद के नमूनों के लिए पहले समय बढ़ाकर, ताकत बनाम समय डेटा एकत्र करें जब तक कि बढ़ते समय के परिणामस्वरूप बहुत कम या कोई बढ़ती ताकत न हो। फिर उच्च तापमान पर एक ही अनुक्रम करने से समय बनाम ताकत और ढलान के रूप में इलाज दर का परिणामी प्लॉट प्राप्त होगा (चित्रा 3)।
      नोट: चित्रा 3 ए10 में फेनोलिक चिपकने वाला डेटा अलग-अलग समय पर ताकत के विकास पर तापमान के प्रभाव को दर्शाता है। चित्रा 3 बी तापमान बनाम वापस इज़ोटेर्मल शक्ति विकास दर को दर्शाता है। इज़ोटेर्मल शक्ति विकास प्राप्त करने के लिए, परीक्षण से पहले नमूने को ठंडा किया गया था। कुछ चिपकने वाले पदार्थ, जैसे यूरिया फॉर्मलाडेहाइड15, क्षरण शुरू होने से पहले इष्टतम बंधन समय और तापमान होता है। यह विधि इस समस्या का पता लगा सकती है और इष्टतम स्थितियों को निर्धारित कर सकती है।
  5. गर्मी प्रतिरोध
    1. यदि उत्पाद को एक निश्चित तापमान प्रतिरोध को पूरा करने की आवश्यकता है, तो बंधे हुए नमूने को एबीईएस इकाई में दबाएं। प्लेटन को उस तापमान पर गर्म करने के बाद, उदाहरण के लिए 220 डिग्री सेल्सियस, जिसके ऊपर लकड़ी नीचा होना शुरू हो जाती है, उन्हें 2 मिनट के लिए पूर्व-बंधुआ नमूने पर बंद करें और फिर 120 डिग्री सेल्सियस के बंधन तापमान की तुलना में चिपकने वाले के किसी भी थर्मल नरमीकरण को निर्धारित करने के लिए 4.3.2 में बंधन की ताकत को मापने के लिए खोलें।
    2. इस परीक्षण को दोहराएं, सिवाय इसके कि प्लेटन को नमूने पर 30 मिनट के लिए बंद कर दिया जाता है और फिर ताकत निर्धारित करने के लिए ताकत के लिए परीक्षण किया जाता है यदि चिपकने वाला थर्मल रूप से अवक्रमित होता है। प्लेटन की रिहाई और परीक्षण शक्ति हीटिंग से पहले मूल्य की तुलना में नमूने के गर्मी प्रतिरोध को निर्धारित करेगी। इस प्रकार की प्रक्रिया का उपयोग लकड़ी चिपकने वाले16 का परीक्षण करने के लिए किया गया था। चूंकि एबीईएस तेजी से हीटिंग का उपयोग करता है और नमूने को किसी अन्य मशीन में ले जाने के बिना गर्म होने पर ताकत को माप सकता है, इसका उपयोग विफलता के दो तरीकों (यानी, थर्मल नरमी या गिरावट) के बीच अंतर करने के लिए किया जा सकता है। थर्मल नरमी हीटिंग पर तुरंत ताकत की हानि पैदा करती है, और आमतौर पर वसूली योग्य होती है। रासायनिक क्षरण धीरे-धीरे उच्च तापमान पर समय के साथ होता है और ठंडा होने पर यांत्रिक शक्ति को पुनर्प्राप्त नहीं करता है।
      नोट: चिपकने वाला निर्माताओं को यह अंतर करने की आवश्यकता है कि क्या शक्ति हानि थर्मल नरम या रासायनिक गिरावट से है, क्योंकि इन समस्याओं को विभिन्न समाधानों की आवश्यकता होती है। कई तरीके हैं जो अन्य थर्मल विश्लेषणों सहित नरम संक्रमण को माप सकते हैं, लेकिन वे यांत्रिक गुणों और रासायनिक संरचना में परिवर्तन के बीच अंतर नहीं करते हैं।

5. असफल बॉन्डिंग सतह का छवि विश्लेषण

  1. क्योंकि मुख्य उद्देश्य चिपकने वाली ताकत या एकजुट शक्ति विकास की दर निर्धारित करना है, सुनिश्चित करें कि विफलता चिपकने वाले के भीतर है और सब्सट्रेट (चित्रा 4) या सब्सट्रेट विफलता के आसंजन के साथ नहीं है। यदि सब्सट्रेट विफलता होती है, तो चिपकने वाले में पर्याप्त ताकत होती है। वैकल्पिक रूप से, थोक चिपकने वाले में सामंजस्यपूर्ण विफलता चिपकने वाली कमजोरी को इंगित करती है। हालांकि, आसंजन और चिपकने वाला इंटरफ़ेज़ विफलता के बीच निर्णय लेना मुश्किल हो सकताहै। लकड़ी के विश्लेषण के लिए विभिन्न प्रकार के तरीके विकसितकिए गए हैं।

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Representative Results

वन उत्पाद प्रयोगशाला में प्रोटीन चिपकने वाले पदार्थों के अध्ययन के लिए प्रक्रिया का बड़े पैमाने पर उपयोग किया गया है। यह पाया गया है कि 2 एमपीए से कम गीले बंधन की ताकत आगे लकड़ी चिपकने वाले परीक्षण के लिए अपर्याप्त थी, जबकि 3 एमपीए से अधिक आगेके परीक्षण के लिए एक आशाजनक परिणाम था। यह लकड़ी प्रसंस्करण स्थितियों12,13 की संवेदनशीलता का प्रदर्शन करने में उपयोगी दिखाया गया है। आगे के उदाहरण फ्रिहार्ट प्रकाशन 7 में पाए जा सकतेहैं। विधि की परिशुद्धता और पूर्वाग्रह निर्धारित किया गया है (अनुसंधान रिपोर्ट आरआर: डी 14-1018) जैसा कि एएसटीएम डी 7998-19 11 में संक्षेप में बताया गया है।

Figure 1
चित्र 1: नमूना कटर की तस्वीर। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

Figure 2
चित्रा 2: एबीईएस सिस्टम (ऊपर) की तस्वीर और बंधुआ नमूना (नीचे) के साथ उपकरण का ड्राइंग। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

Figure 3
चित्र 3: तापमान9 के खिलाफ वापसी बंधन दर के व्युत्पन्न भूखंड के साथ इज़ोटेर्मल शक्ति विकास भूखंडों (बाएं) का एक सेट। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

Figure 4
चित्रा 4: असफल नमूने का विश्लेषण। बाईं ओर आसंजन विफलता और दाईं ओर एकजुट विफलता। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

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Discussion

प्रक्रिया में महत्वपूर्ण कदम निम्नानुसार हैं: सब्सट्रेट्स का चयन, नमूनों की तैयारी, उपकरणों की संचालन क्षमता और नमूनों का संबंध।

सब्सट्रेट मजबूत होना चाहिए, इसमें न्यूनतम दोष (चिकनी, सपाट, कोई दरारें नहीं और कोई मलिनकिरण नहीं) होना चाहिए। चीनी मेपल (एसर सैकरम) के साथ एक बिखरे हुए छिद्रपूर्ण हार्डवुड का बिना रोटरी कट कैबिनेटरी फेस लिबास पसंद किया जाता है। सैंडिंग एक कम सम और अधिक खंडित सतहबनाता है 7. कम से कम एक दिन के लिए 21 डिग्री सेल्सियस और 50% आरएच पर लिबास को कंडीशनिंग करने के बाद, 20 मिमी की पट्टी को 117 मिमी तक काट लें। आमतौर पर 5 मिलीग्राम चिपकने वाला एक लकड़ी की पट्टी के अंत के 5 मिमी पर समान रूप से लागू करें। प्लेटन को 120 डिग्री सेल्सियस तक गर्म करने के साथ, लेपित पट्टी को एबीईएस में 2 मिनट के लिए 5 मिमी ओवरलैप के साथ एक अन्य पट्टी के साथ बांधें, जिसमें प्लेटन को लैप कतरनी नमूना बनाने के लिए बंद किया जाए। एबीईएस इकाई से लैप कतरनी नमूनों को हटाने के बाद, उन्हें ताकत का परीक्षण करने के लिए एबीईएस इकाई का उपयोग करने से पहले रात भर वातानुकूलित किया जाता है (आधा परिवेश की स्थिति में और आधा नमूनों को पानी में डुबोने के बाद)। बंधन की ताकत के माप के लिए, विफलता बंधुआ क्षेत्र में होनी चाहिए। एएसटीएम मानक11 में उपकरण विनिर्देश पर पूरा विवरण दिया गया है।

प्रक्रिया तापमान और समय के कार्य के रूप में लकड़ी चिपकने वाले पदार्थों की ताकत के विकास के मूल्यांकन के लिए सबसे उपयोगी है। यह लकड़ी चिपकने वाले पदार्थों के लिए कम उपयोगी है जो कमरे के तापमान पर ठीक होते हैं, जैसे कि ईपीआई और पीयूआर, क्योंकि उन्हें लकड़ी के बंधन के लिए गर्मी की आवश्यकता नहीं होती है। एचएमआर जैसे लकड़ी चिपकने वाले के लिए प्राइमरों का परीक्षण किया जा सकता है, लेकिन वे ज्यादातर कमरे के तापमान चिपकने वाले के साथ उपयोग किए जाते हैं। प्राइमरों वाले नमूनों को लिबास के टुकड़ों के साथ जोड़ा जा सकता है जो कमरे के तापमान पर एक अलग प्रेस के साथ एबीईएस में फिट होंगे और एबीईएस में परीक्षण किए जाएंगे।

एएसटीएम डी -7998-19 में वर्णित छोटे पैमाने पर बंधन का महत्व यह है कि यह लकड़ी चिपकने वाले पदार्थों का प्रारंभिक मूल्यांकन है जो जल्दी और कम श्रम के साथ किया जा सकता है। लकड़ी चिपकने वाले पदार्थों के परीक्षण के मौजूदा तरीकों में प्लाईवुड या पार्टिकलबोर्ड के बड़े पैनलों को बांधने के लिए चिपकने वाला और लकड़ी की बड़ी मात्रा और समय की आवश्यकता होती है, जिन्हें परीक्षण के लिए एक पेशेवर बढ़ई द्वारा सटीक नमूनों में काटने से पहले एक विशिष्ट तापमान और आर्द्रता पर वातानुकूलित करने की आवश्यकता होती है। विभिन्न चर का परीक्षण करने के लिए कई पैनल बनाए जाने हैं, जिन्हें एएसटीएम डी -7998-19 प्रक्रिया, एबीईएस के साथ अधिक आसानी से और जल्दी से किया जा सकता है। कोई अन्य परीक्षण विधि नहीं है जो चिपकने वाले के गतिज इलाज डेटा को निर्धारित कर सकती है।

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Disclosures

लेखकों के पास खुलासा करने के लिए कुछ भी नहीं है।

Acknowledgments

इस काम को यूनाइटेड सोयाबीन बोर्ड अनुदान 1940-352-0701-सी और अमेरिकी कृषि विभाग / वन सेवा द्वारा समर्थित किया गया था। हम एईएस के फिल हम्फ्री से समर्थन और विस्तृत जानकारी की सराहना करते हैं।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Adhesive Supplied by user
Balance Normal supply house
Mark II Automated Bonding Evaluation System (ABES-II) Adhesive Evaluation Systems Inc
Pneumatically driven sample cutting device Adhesive Evaluation Systems Inc
Regular spatula Normal supply house
Wood supply – Hard maple Besse Forest Products Group

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बायोइंजीनियरिंग अंक 159 लकड़ी चिपकने वाला चिपकने वाली एकजुट ताकत इलाज दर जल प्रतिरोध गर्मी प्रतिरोध एबीईएस चिपकने वाला परीक्षण
लकड़ी चिपकने वाले पदार्थों के एकजुट शक्ति विकास के लिए मानक परीक्षण विधि एएसटीएम डी 7998-19
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Frihart, C. R., Lorenz, L. Standard… More

Frihart, C. R., Lorenz, L. Standard Test Method ASTM D 7998-19 for the Cohesive Strength Development of Wood Adhesives. J. Vis. Exp. (159), e61184, doi:10.3791/61184 (2020).

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