목재 접착제의 응집력 개발을 위한 표준 시험 방법 ASTM D 7998-19
Summary
우리는 목재에 대한 접착 결합의 건조 및 습윤 강도에 대한 신속하고 일관된 평가를 위해 ASTM D7998-19 절차를 제시합니다. 이 방법은 또한 250 ° C까지의 온도 및 시간 또는 강도 유지의 함수로서 강도 개발에 대한 정보를 제공하는 데 사용될 수 있습니다.
Abstract
경화 목재 접착제의 특성은 목재에 대한 물 및 기타 성분의 손실, 접착제 경화에 대한 목재의 영향 및 목재 간기에 대한 접착제 침투의 영향으로 인해 연구하기 어렵습니다. 따라서, 순수 접착 필름의 통상적인 시험은 일반적으로 유용하지 않다. 목재 접착 결합 강도에 대한 대부분의 테스트는 느리고 힘들며 목재의 영향을 강하게 받을 수 있으며 경화 역학에 대한 정보를 제공하지 않습니다. 그러나 시험 방법 ASTM D 7998-19는 목재 결합의 강도를 빠르게 평가하는 데 사용할 수 있습니다. 메이플 페이스 베니어와 같은 매끄럽고 균일하며 강한 목재 표면을 사용하고 충분한 접착 압력을 사용하면 접착 강도에 대한 접착력 및 목재 강도 효과가 감소합니다. 이 방법에는 세 가지 주요 응용 프로그램이 있습니다. 첫 번째는 결합 강도 개발에 대한 일관된 데이터를 제공하는 것입니다. 두 번째는 접합된 랩 전단 샘플의 건식 및 습윤 강도를 측정하는 것입니다. 세 번째는 열 감도를 신속하게 평가하고 열 연화와 열 분해를 구별하여 접착 내열성을 더 잘 이해하는 것입니다.
Introduction
목재 접합은 가장 큰 단일 접착제 시장이며 산림 자원의 효율적인 사용으로 이어졌습니다. 수세기 동안 단단한 목재는 가구 건축을 제외한 대부분의 응용 분야에 사용되었으며 제품 사용 내구성을 제외하고는 테스트 기준이 없었습니다. 그러나 접합 목재 제품은 합판과 글루 램 빔으로 시작하여 바이오 기반 접착제 1,2를 사용하여 더 보편화되었습니다. 당시에는 이러한 제품이 만족 스러웠지만 콩, 카제인 및 혈액 접착제를 포름 알데히드를 함유 한 합성 접착제로 대체하여 특성이 향상되었습니다. 이러한 새로운 접착제의 더 높은 성능은 대부분의 바이오 기반 접착제로 달성할 수 있는 것보다 더 높은 성능 기대치를 가진 정의된 테스트 표준으로 이어졌습니다. 합성 접착제는 또한 파티클 보드를 형성하기위한 톱밥, 다양한 밀도의 섬유판을 형성하기위한 섬유, 방향성 스트랜드 보드 및 평행 스트랜드 목재를 제공하는 칩, 합판 및 적층 베니어 목재를 생성하는 베니어, 손가락 조인트 목재, 글루 람, 크로스 라미네이트 목재 및 목재 I- 장선3. 이러한 각 제품에는 자체 테스트 기준이 있습니다4. 따라서 새로운 접착제를 개발하려면 충분한 강도를 개발할 가능성이 있는지 확인하기 위해 많은 제형 작업과 광범위한 테스트가 필요할 수 있습니다. 이러한 시간 소모적인 테스트와 목재 특성 및목재 접착5의 복잡성으로 인해 새로운 접착제의 개발이 제한되었습니다. 또한, 목재 접착제의 기계적 특성은 깔끔한6과 달리 목재 표면 사이에서 경화 될 때 다를 수 있습니다. 목재와 접촉하여 경화하면 접착제와 목재 3,7의 복잡한 간기 및 화학적 상호 작용 외에도 접착제의 물과 저 분자량 성분이 빠져 나갈 수 있습니다.
자동 접착 평가 시스템(ABES)의 개발은 8,9,10이빠르고 사용하기 쉽기 때문에 목재 접착제의 강도 개발을 이해하는 데 매우 도움이 되었습니다. 이 시스템은 랩 전단 샘플을 결합한 다음 결합을 끊는 데 필요한 장력 하에서 힘을 측정하는 통합 장치입니다. 그 유용성은이 시스템11을 사용하는 ASTM 방법 D7998-19의 개발로 이어졌습니다. 이 시스템은 원래 온도와 시간의 함수로 접착 강도 발달을 측정하도록 설계되었지만 경화 접착제의 내열성과 일상적인 접착 강도 평가도 측정할 수 있습니다. ABES 테스트는 다른 테스트와 마찬가지로 매우 유용한 예비 스크리닝 도구이지만 한계가 있으며 모든 특정 제품 강도 및 내구성 테스트를 대체하지는 않습니다.
겔 타임 레오메트리에서 시차 주사 열량계, 동적 기계 분석 및 다양한 유형의 분광학에 이르기까지 접착제의 경화 특성을 측정하는 방법은 많지만 ABES 방법만이 기계적 강도의 발달을 측정합니다. 이를 위해서는 가열, 냉각 및 현장 인장 시험을 위해 엄격하게 제어되는 기기가 필요합니다11.
Protocol
Representative Results
Discussion
절차의 중요한 단계는 기판 선택, 시편 준비, 장비 작동 성 및 샘플 결합입니다.
기판은 강하고 최소한의 결함 (매끄럽고 평평하며 균열이없고 변색이 없어야합니다. 모래가 없는 회전식 절단 캐비닛 얼굴 베니어판과 확산 다공성 경재와 설탕 단풍나무(Acer saccharum)가 선호됩니다. 샌딩은 덜 고르고 더 파편화 된 표면을 만듭니다7. 베니어를 21 ° C 및 50 %…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 작업은 United Soybean Board 보조금 1940-352-0701-C와 미국 농림부 \ 산림청의 지원을 받았습니다. AES의 Phil Humphrey의 지원과 자세한 정보에 감사드립니다.
Materials
| 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 |
References
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