עבודה זו נתמכה על ידי מענק מועצת הסויה המאוחדת 1940-352-0701-C ומשרד החקלאות האמריקאי \שירות היערות. אנו מעריכים את התמיכה והמידע המפורט מפיל המפרי מ- AES.

1. הכנת מצעים
<ol><li>השתמש במשטח מצע המתאים ליישום. עבור עץ, השתמש בפורניר פרוס בעובי של כ-0.6 עד 0.8 מ"מ מיצרן אמין מכיוון שפורנירים אלה משמשים לייצור עץ לבוד ועץ פורניר למינציה (LVL). אלה מתקבלים מספק פורניר, כמו סדינים של 0.6 עד 0.8 מ"מ עובי לחתוך לתוך 305 מ"מ בצד. מצע עקבי הוא פורניר פנים מייפל קשה (Acer saccharum) בגלל חלקות פני השטח שלו ועוביו העקבי, והוא עץ נקבובי מפוזר ומודולוס גבוה. ציפויי פנים מייפל משמשים בדרך כלל בבניית ארונות והם בדרך כלל נקיים מפגמים.</li>
	<li>מרככים את העץ, ללא ערימה, בטמפרטורה של 21°C ולחות יחסית (RH) של 50% לפחות יום לפני השימוש. הימנעו מפורנירים גליים מדי, בעלי משטח לא אחיד ומכילים פגמים כולל שינוי צבע. הערה: ניתן להשתמש במיני עץ אחרים כדי להבין את ביצועי הקשר של הדבק עם מינים אלה. עם זאת, עצים קשים מפוזרים-נקבוביים ועצים רכים עם מעבר הדרגתי מעץ מוקדם לעץ מאוחר מומלצים בשל אחידותם. היזהר כי עץ יכול להיות חומצי או בסיסי או יש מיצויים על פני השטח שיכולים לשנות את תהליך ריפוי דבק. בנוסף, עיבוד העץ מרגע החיתוך ועד לייצור הפורניר יכול לשנות את חוזק הקשר12,13. מכיוון שה-ABES משתמש בכמות קטנה של עץ, הוא מושפע פחות מווריאציות עץ המתרחשות בבדיקות אחרות, כגון תכולת לחות העץ ועומק בדיקת פורניר.</li>
	<li>ודא כי הצדדים של פורניר נקיים מכל סיבים רופפים לאורך הקצה ואת המוצר מלוכד אין כל סחיטה דבק משמעותי החוצה כמו אלה נוטים להעריך יתר על המידה את חוזק הקשר מאז אין שינוי לאחר הדבקה של הדגימות.</li>
</ol>2. הכנת דגימות
<ol><li>מרככים את דגימות העץ ב-21°C וב-50% RH למשך יום לפחות. בדוק את הפורניר לאיתור סדקים, שינויי צבע או אי סדרים בגרגרים שיש להימנע מהם בעת חיתוך הדגימות.</li>
	<li>ודא שהתקן חיתוך הדגימה המונע על ידי פניאומה פועל.</li>
	<li>השתמשו בחותך מיוחד שחותך את גודל הדגימה הנדרש של 20 מ"מ על 117 מ"מ מפורניר מייפל בעובי 0.6 עד 0.8 מ"מ (איור 1, טבלת חומרים).<ol><li>מניחים חתיכת פורניר, לפחות 150 מ"מ על 300 מ"מ, מתחת ללהבי החיתוך, כך שגרגר הפורניר מקביל לכיוון הארוך ומדכאים את כפתור לחץ האוויר כדי לחתוך כל פיסת עץ של 20 מ"מ על 117 מ"מ.</li>
		<li>הזיזו את פיסת הפורניר מתחת ללהבי החיתוך לאזור לא חתוך ולחצו שוב על הכפתור כדי לחתוך חתיכת עץ נוספת. ממשיכים עד חתיכת פורניר הוא חתך לחלוטין לחתיכות. הערה: אם הכיוון הארוך של הדגימה אינו מקביל לכיוון הגרגר, במהלך בדיקה יכול להתרחש שבר מוקדם בעץ הרחק מהחלק המחובר.</li>
	</ol></li>
	<li>עבור חומרים שאינם עץ, לחתוך את הדגימות באמצעות הטכניקות המתאימות. אם לא ניתן לחתוך את החומר עם חותך הדגימה, השתמש בכל מה שיחתוך את החומר כדי לחתוך אותו לגודל הנדרש. בשל שטח המליטה הקטן, חשוב שהחיתוך יהיה מדויק והדגימות יהיו נקיות מפסולת לאורך הקצוות ועל משטחי המליחה.</li>
</ol>3. יכולת ההפעלה של הציוד
<ol><li>עבור תהליך ההדבקה, ודא כי ציוד ABES פועל כראוי על פי נוהל הפעלהסטנדרטי 11. ההגדרות בחזית יחידת ה-ABES לדגימות הדבקה ושבירה הן: LP Press 0.2 MPa, HP Press 0.2 MPa, Pull 0.65 MPa ו-Cool Air 0.2 MPa.</li>
	<li>השתמש בלחץ אספקת אוויר של לפחות 0.62 MPa (90 psig) מכיוון שלחץ נמוך מדי יגרום למהדקים ולפלטות האוחזים להיסגר לאט מדי או באופן לא אחיד על הדגימה וכתוצאה מכך עוצמות קשר שגויות (איור 2, למעלה).</li>
	<li>נקו את הלוחות של כל דבק שנוצר כתוצאה מלחיצה החוצה מהדגימה הקודמת. התאימו את הטמפרטורה של הלוחות לטמפרטורה הרצויה והתאימו את שיווי המשקל לפני דגימות המליטה (Bonding samples).</li>
	<li>כדי לחבר עץ, להפעיל את הציוד בחדר כי הוא ב 21 °C ו 50% RH. אם הדבר אינו אפשרי, יש לשמור את הדגימות המותנות בשקית ניילון עד להדבקה בגלל השינוי המהיר בלחות העץ בשל גודלן הקטן של הדגימות.</li>
	<li>לקבלת נתוני ריפוי קינטי, תכנן את השיטה כך שהמהירויות המכניות והאלקטרוניות יספיקו לאיסוף נתונים במדויק כמתואר ב- ASTM D7998-1911.</li>
</ol>4. הדבקת דגימות עם דבק
הערה: היישום של הדבק הוא נושא קריטי עבור דבקי עץ בגלל השונות הרחבה בצמיגות ובאחוזי המוצקים שעוברים מדבק למינציה כמו בדיקט לדבק הניתן לריסוס ליישומי קלסר. דבקי עץ נישאים בדרך כלל במים ולכן אידוי הוא בעיה מינורית בלבד. עם זאת, מים ספוגים לתוך העץ הנקבובי הוא חשוב.
<ol><li>מורחים 5 מ"ג מהדבק הנחקר על פני הטרמינל 0.5 ס"מ מספיק כדי לכסות את אזור המליטה ולהעביר לדגימה השנייה אך ללא סחיטה מוגזמת החוצה. כדי לקבל קצב התפשטות דבק קבוע יחסית, טרחו את דגימת העץ על איזון ושקלו מחדש לאחר מריחת הדבק.</li>
	<li>הפעילו זהירות רבה בהפצת הדבק, חפיפה בין הדגימות ווידוא ששתי הדגימות מיושרות, מאחר שנעשה שימוש באזור מליטה קטן ועוצמות נקבעות ככוח המשיכה מעל האזור המחובר (איור 2 למטה). ניתן להשתמש באזורי מליטה שונים, אך החוזק אינו בהכרח בר השוואה בשל שונות במכניקה של מבחני גזירת הברכיים. הערה: הספרות ממליצה על מספר דרכים למרוח את הדבק על העץ בהתאם לעקביות הדבק. שיטת יישום ההדבקה המומלצת במקור השתמשה במכשיר מיקרו-ריסוסייעודי 10, אך זה נמצא מבולגן, איטי ותלוי מאוד בריאולוגיה הדביקה. למרות ששיטה זו יישמה את הדבק כנקודות בדידות כפי שנעשה שימוש ביישומי קלסרים עבור שבבי עץ ולוח גדילים מכוון, שיטת הדפסה נראית אמינה יותר14. שיטת היישום micro-pipette יכול לספק נפח משוחזר של דבק10, אבל זה קצת קשה להפיץ באופן שווה. שיטת המרית עבדה בצורה הטובה ביותר להשגת התפלגות שווה של הדבק על אזור המליחה, ומיקרו איזון לקבלת כמות מדודה מומלץ11.</li>
	<li>נתוני חוזק סופיים<ol><li>קשרו את הדגימות ב-120 מעלות צלזיוס למשך 2 דקות והניחו אותן למשך הלילה בטמפרטורה של 21°C ו-50% RH מכיוון שהכבישה החמה במהלך המליטה מייבשת את העץ. כדי לחבר את העץ, נעל דגימה במקומה על-ידי סגירת האחיזות של בודק ה-ABES, כדי לוודא שהדגימה מיושרת עם הבודק. לאחר מכן לחץ על לחצן ההתחלה במכונה כדי שהלוחות של 120 מעלות צלזיוס ילחצו על החלק החופף למשך 2 דקות, לפני שתחזור על הלוחות ותשחרר את האחיזות כך שניתן יהיה להסיר את הדגימות. הערה: הזמן והטמפרטורה לריפוי מוכתבים על ידי הכימיה של היישום והדבק. יש למטב את טמפרטורת ההדבקה ואת זמן ההדבקה כך שהחוזק יגיע לרמה הגבוהה ביותר על ידי שימוש בטמפרטורות וזמני הדבקה שונים כדי לקבוע תנאים לחוזק מרבי. עבור קשרי עץ, בדיקת חוזק גזירה יבשה היא בעלת ערך, אך בדיקה רטובה היא בדרך כלל קריטית יותר לקביעת עמידות הדבק ודורשת השרייה בטמפרטורת החדר של 4 שעות של הדגימה במים.</li>
		<li>לצורך בדיקה, נעל דגימה במקומה על-ידי סגירת נקודות האחיזה של בודק ה-ABES וודא שהדגימה מיושרת עם הבודק. לאחר מכן על ידי לחיצה על כפתור ההתנעה, המכשיר מושך בקצה אחד דרך סרוו בעוד שהקצה השני של הדגימה מושך על תא מטען המחובר לאחיזות. משיכה זו נמשכת עד שהקשר נשבר. המחשב רושם את הכוח המרבי שהדגימה יכולה לעמוד בו, אשר נרשם כחוזק קשר.<ol><li>השתמש באותו הליך עבור דגימות יבשות ספוגות מים. במדידת כוח השבירה, הקפידו לוודא שהאחיזות מחזיקות את העץ בחוזקה מכיוון שאם הדבק חזק מאוד, העץ עלול להחליק. אם הדגימה נשברת מחוץ לאזור המלוכד, יש להשליך את הערך מכיוון שמדובר במדידת חוזק העץ ולא בדבק.</li>
		</ol></li>
	</ol></li>
	<li>פיתוח חוזק קינטי<ol><li>קבע את קצב התפתחות החוזק של דבק כדי להעריך את זמן העיתונות הנדרש למוצרים בקנה מידה גדול. בצע את אותו הליך כמו בשלב 4.3, למעט שינוי הטמפרטורה והשעה. התחל את בדיקת החוזק בטמפרטורה של 100 מעלות צלזיוס, תוך שימוש בזמני הדבקה של 10, 30, 60, 90, 120, 150, 180 ו -210 שניות. לאחר מכן, להעלות את הטמפרטורה ב -10 מעלות צלזיוס, ולחזור על זמני הקשר עד שאין עוד קטע ליניארי של כוח לעומת זמן בזמני הקשר הנמוכים.</li>
		<li>לאחר ההדבקה, החזירו את הלוחות והשתמשו בתכונת קירור האוויר של ה-ABES כדי לקרר את הדגימה לטמפרטורת החדר הקרובה ולאחר מכן מדדו את חוזק הדגימה. על ידי התחלה בזמן לחיצה נמוך והגדלת הזמן הראשון עבור דגימות הבאות, לאסוף את נתוני הכוח לעומת הזמן עד הגדלת הזמן מביאה לכוח גדל מעט או לא. לאחר מכן, ביצוע אותו רצף בטמפרטורות גבוהות יותר יניב את העלילה המתקבלת של כוח לעומת זמן ואת קצב הריפוי כשיפוע (איור 3). הערה: נתוני הדבק הפנולי באיור 3a10 מראים את השפעת הטמפרטורה על התפתחות החוזק בזמנים שונים. איור 3b מראה את קצב התפתחות החוזק האיזותרמי הנסוג לעומת הטמפרטורה. כדי להשיג את פיתוח החוזק האיזותרמי, הדגימה מקוררת לפני הבדיקה. לכמה דבקים, כגון אוריאה פורמלדהיד15, יש זמן מליטה אופטימלי וטמפרטורה לפני שההתפרקות מתחילה להתרחש. שיטה זו יכולה לזהות בעיה זו ולקבוע תנאים אופטימליים.</li>
	</ol></li>
	<li>עמידות בחום<ol><li>אם המוצר צריך לעמוד בהתנגדות טמפרטורה מסוימת, מהדק את הדגימה המלוכדת ליחידת ה- ABES. לאחר שהלוחות מחוממים לטמפרטורה זו, למשל 220 מעלות צלזיוס, שמעליהן העץ מתחיל להתכלות, סוגרים אותם על הדגימה הטרום-מלוכדת למשך 2 דקות ואז פותחים כדי למדוד את חוזק הקשר כמו ב-4.3.2 כדי לקבוע כל ריכוך תרמי של הדבק בהשוואה לטמפרטורת ההדבקה של 120 מעלות צלזיוס.</li>
		<li>חזור על בדיקה זו, אלא שהלוחות סגורים על הדגימה למשך 30 דקות ולאחר מכן נבדקים לחוזק כדי לקבוע חוזק אם הדבק נפגע תרמית. שחרור הלוחות וחוזק הבדיקה יקבעו את עמידות החום של הדגימה בהשוואה לערך לפני החימום. סוג זה של הליך שימש לבדיקת דבקי עץ16. מכיוון שה-ABES משתמש בחימום מהיר ויכול למדוד חוזק כשהוא חם מבלי להעביר את הדגימה למכונה אחרת, ניתן להשתמש בו כדי להבדיל בין שני מצבי הכשל (כלומר, ריכוך תרמי או השפלה). ריכוך תרמי גורם לאובדן כוח מיד עם החימום, ובדרך כלל ניתן לשחזור. השפלה כימית מתרחשת בהדרגה לאורך זמן בטמפרטורה גבוהה ואינה משחזרת את החוזק המכני בקירור. הערה: יצרני דבקים צריכים להבדיל אם אובדן כוח הוא מריכוך תרמי או השפלה כימית, מכיוון שבעיות אלה דורשות פתרונות שונים. ישנן שיטות רבות שיכולות למדוד מעברי ריכוך כולל ניתוחים תרמיים אחרים, אך הן אינן מבחינות בין שינוי בתכונות מכניות לבין מבנה כימי.</li>
	</ol></li>
</ol>5. ניתוח תמונה של משטח מליטה כושל
<ol><li>מכיוון שהמטרה העיקרית היא לקבוע את חוזק ההדבקה או את קצב התפתחות החוזק המגובש, ודא שהכשל הוא בתוך הדבק ולא בהידבקות למצע (איור 4) או לכשל המצע. אם מתרחש כשל במצע, אז דבק יש מספיק כוח. לחלופין, כשל מגובש בדבק בתפזורת מעיד על חולשה דביקה. עם זאת, ההחלטה בין הידבקות לכשל בין-פאזי דביק יכולה להיות קשה17. מגוון שיטות פותחו לניתוח עץ18.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Lambuth, A., Pizzi, A., Mittal, K. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Protein+adhesives+for+wood.">Protein adhesives for wood.</a> Handbook of Adhesive Technology. , 457-477 (2003).</li><li>Keimel, F. A., Pizzi, A., Mittal, K. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Historical+development+of+adhesives+and+adhesive+bonding.">Historical development of adhesives and adhesive bonding.</a> Handbook of Adhesive Technology. , 1-12 (2003).</li><li>Marra, A. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Technology of Wood Bonding: Principles in Practice. , 454 (1992).</li><li>Dunky, M., Pizzi, A., Mittal, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adhesives+in+the+Wood+Industry.">Adhesives in the Wood Industry.</a> Handbook of Adhesive Technology. , 511-574 (2017).</li><li>River, B. H., Vick, C. B., Gillespie, R. H., Minford, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Wood+as+an+adherend.">Wood as an adherend.</a> Treatise on Adhesion and Adhesives. , (1991).</li><li>Liswell, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Exploration+of+Wood+DCB+Specimens+Using+Southern+Yellow+Pine+for+Monotonic+and+Cyclic+Loading.">Exploration of Wood DCB Specimens Using Southern Yellow Pine for Monotonic and Cyclic Loading.</a> Engineering Mechanics. , (2004).</li><li>Frihart, C. R., Rowell, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Wood+Adhesion+and+Adhesives.">Wood Adhesion and Adhesives.</a> Handbook of Wood Chemistry and Wood Composites. , 255-313 (2013).</li><li>Humphrey, P. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+device+to+test+adhesive+bonds.">A device to test adhesive bonds.</a> U.S. Patent. , (2003).</li><li>Humphrey, P. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Temperature+and+reactant+injection+effects+on+the+bonding+kinetics+of+thermosetting+adhesives.">Temperature and reactant injection effects on the bonding kinetics of thermosetting adhesives.</a> Wood adhesives. , (2005).</li><li>Humphrey, P. E., Frihart, C. R., Hunt, C., Moon, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Outline+Standard+for+Adhesion+Dynamics+Evaluation+Employing+the+ABES+(Automated+Bonding+Evaluation+System)+Technique.">Outline Standard for Adhesion Dynamics Evaluation Employing the ABES (Automated Bonding Evaluation System) Technique.</a> International Conference on Wood Adhesives 2009. , 213-223 (2010).</li><li>ASTM International. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> D 7998-19 Standard Test Method for Measuring the Effect of Temperature on the Cohesive Strength Development of Adhesives using Lap Shear Bonds under Tensile Loading, in Vol. 15.06. , (2019).</li><li>Rohumaa, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+influence+of+felling+season+and+log-soaking+temperature+on+the+wetting+and+phenol+formaldehyde+adhesive+bonding+characteristics+of+birch+veneer.">The influence of felling season and log-soaking temperature on the wetting and phenol formaldehyde adhesive bonding characteristics of birch veneer.</a> Holzforschung. 68 (8), 965-970 (2014).</li><li>Rohumaa, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+Log+Soaking+and+the+Temperature+of+Peeling+on+the+Properties+of+Rotary-Cut+Birch+(Betula+pendula+Roth)+Veneer+Bonded+with+Phenol-Formaldehyde+Adhesive.">Effect of Log Soaking and the Temperature of Peeling on the Properties of Rotary-Cut Birch (Betula pendula Roth) Veneer Bonded with Phenol-Formaldehyde Adhesive.</a> Bioresources. 11 (3), 5829-5838 (2016).</li><li>Smith, G. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effect+of+some+process+variables+on+the+lap-shear+strength+of+aspen+strands+uniformly+coated+with+pmdi-resin.">The effect of some process variables on the lap-shear strength of aspen strands uniformly coated with pmdi-resin.</a> Wood and Fiber Science. 36 (2), 228-238 (2004).</li><li>Pizzi, A., Pizzi, A., Mittal, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Urea-formaldehyde+adhesives.">Urea-formaldehyde adhesives.</a> Handbook of Adhesive Technology. , 635-652 (2003).</li><li>O'Dell, J. L., Hunt, C. G., Frihart, C. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High+temperature+performance+of+soy-based+adhesives.">High temperature performance of soy-based adhesives.</a> Journal of Adhesion Science and Technology. 27 (18-19), 2027-2042 (2013).</li><li>Frihart, C. R., Beecher, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Factors+that+lead+to+failure+with+wood+adhesive+bonds.">Factors that lead to failure with wood adhesive bonds.</a> World Conference on Timber Engineering 2016. , (2016).</li><li>Hunt, C. G., Frihart, C. R., Dunky, M., Rohumaa, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Understanding+wood+bonds:+going+beyond+what+meets+the+eye.">Understanding wood bonds: going beyond what meets the eye.</a> Reviews of Adhesives and Adhesion. 6 (4), 369-440 (2018).</li><li>Frihart, C. R., Dally, B. N., Wescott, J. M., Birkeland, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bio-Based+Adhesives+and+Reliable+Rapid+Small+Scale+Bond+Strength+Testing.">Bio-Based Adhesives and Reliable Rapid Small Scale Bond Strength Testing.</a> International Symposium on Advanced Biomass Science and Technology for Bio-based Products. , (2009).</li></ol>

למחברים אין מה לחשוף.

השלבים הקריטיים בהליך הם כדלקמן: בחירת מצעים, הכנת דגימות, יכולת הפעלה של הציוד והדבקת דגימות.
המצע חייב להיות חזק, יש פגמים מינימליים (חלק, שטוח, ללא סדקים וללא שינוי צבע. פורניר פנים של ארונות לא מלוטשים, בחיתוך סיבובי, של עץ גושני נקבובי מפוזר עם אדר סוכר (Acer saccharum) מועדף...

הדבקת עץ היא שוק הדבקים הבודדים הגדול ביותר והובילה לשימוש יעיל במשאבי היער. במשך מאות שנים, עץ מלא שימש עבור רוב היישומים, למעט בניית רהיטים, ללא קריטריונים לבדיקה למעט עמידות המוצר בשימוש. עם זאת, מוצרי עץ מלוכדים הפכו נפוצים יותר, החל מעץ לבוד וקורות גלום, תוך שימוש בדבקים מבוססי ביו 1,2. למרות שמוצרים אלה היו משביעי רצון באותה תקופה, החלפת סויה, קזאין ודבקי דם על ידי דבקים סינתטיים המכילים פורמלדהיד הובילה לשיפור בתכונות. הביצועים הגבוהים יותר של דבקים חדשים אלה הובילו לתקני בדיקה מוגדרים עם ציפיות ביצועים גבוהות יותר מאשר ניתן להשיג עם רוב הדבקים מבוססי הביו. הדבקים הסינתטיים אפשרו גם הדבקה של חלקיקים כולל נסורת ליצירת שבבי עץ, סיבים ליצירת סיבורדים עם צפיפויות משתנות, שבבים כדי לספק גדילים מכוונים ועץ גדיל מקביל, פורנירים כדי להניב דיקט ועץ פורניר למינציה, כמו גם עץ משותף אצבעות, גלום, עץ למינציה צולבת, עץ I-joists עץ3. לכל אחד מהמוצרים הללו יש קריטריוני בדיקהמשלו 4. לכן, פיתוח של דבק חדש יכול לדרוש הרבה עבודת ניסוח ובדיקות מקיפות כדי לקבוע אם יש פוטנציאל לפיתוח כוח מספיק. בדיקה זו, שגוזלת זמן רב והמורכבות של תכונות עץ והדבקת עץ5, הגבילו את הפיתוח של דבקים חדשים. בנוסף, התכונות המכניות של דבקי עץ יכולות להיות שונות כאשר הם נרפאים בין משטחי עץ לעומת6 מסודרים. ריפוי במגע עם עץ מאפשר למים ולרכיבים בעלי משקל מולקולרי נמוך מהדבק לברוח, בנוסף לאינטראקציות בין-פאזיות וכימיות מורכבות של הדבק עם העץ 3,7.
הפיתוח של מערכת הערכת מליטה אוטומטית (ABES) עזר מאוד להבנת התפתחות החוזק של דבקי עץ מכיוון שהוא מהיר וקל לשימוש 8,9,10. המערכת היא יחידה אינטגרלית שמחברת דגימות גזירת הברכיים ולאחר מכן מודדת את הכוח תחת המתח הדרוש לשבירת הקשר. השירות שלה הוביל לפיתוח של שיטת ASTM D7998-19 המשתמשת במערכת זו11. למרות שמערכת זו תוכננה במקור למדוד התפתחות חוזק דבק כפונקציה של טמפרטורה וזמן, היא יכולה גם למדוד את התנגדות החום של דבקים נרפאים, כמו גם הערכת חוזק קשר שגרתית. למרות שבדיקת ABES היא כלי סינון ראשוני שימושי מאוד, כמו כל בדיקה, יש לה מגבלות והיא אינה מחליפה את כל בדיקות חוזק ועמידות המוצר הספציפיות.
בעוד שישנם אמצעים רבים למדידת מאפייני הריפוי של דבקים, החל מראומטריה בזמן ג'ל ועד קלורימטריה של סריקה דיפרנציאלית, אנליזה מכנית דינמית וספקטרוסקופיה מסוגים רבים, רק שיטת ABES מודדת את התפתחות החוזק המכני. זה דורש מכשיר מבוקר היטב לחימום, קירור, ובדיקת מתיחה במקום11.

<table><tbody><tr><td>Adhesive</td><td>Supplied by user</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Balance</td><td>Normal supply house</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Mark II Automated Bonding Evaluation System (ABES-II)</td><td>Adhesive Evaluation Systems Inc</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Pneumatically driven sample cutting device</td><td>Adhesive Evaluation Systems Inc</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Regular spatula</td><td>Normal supply house</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Wood supply &amp;ndash; Hard maple</td><td>Besse Forest Products Group</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

standard test method astm d 7998-19 for the cohesive strength development of wood adhesives

קשה לחקור את תכונותיהם של דבקי עץ שנרפאו בגלל אובדן מים ורכיבים אחרים לעץ, השפעת העץ על תרופת ההדבקה והשפעת חדירת הדבק על האינטרפאזה של העץ; לכן, בדיקה רגילה של סרט דבק מסודר היא בדרך כלל לא שימושית. רוב הבדיקות של חוזק דבק העץ הן איטיות, מייגעות, יכולות להיות מושפעות מאוד מהעץ ואינן מספקות מידע על הקינטיקה של הריפוי. שיטת הבדיקה ASTM D 7998-19, עם זאת, ניתן להשתמש להערכה מהירה של חוזק של קשרי עץ. השימוש במשטח עץ חלק, אחיד וחזק, כמו פורניר פנים מייפל, ולחץ הדבקה מספק מפחיתים את השפעות ההדבקה וחוזק העץ על חוזק הקשר. שיטה זו כוללת שלושה יישומים עיקריים. הראשון הוא לספק נתונים עקביים על התפתחות חוזק האג"ח. השנייה היא למדוד את העוצמות היבשות והרטובות של דגימות גזירה מלוכדות. השלישית היא להבין טוב יותר את עמידות החום בדבק על ידי הערכה מהירה של הרגישות התרמית והבחנה בין ריכוך תרמי לפירוק תרמי.

ההליך שימש רבות לחקר דבקי חלבונים במעבדה למוצרי יער. נמצא כי חוזק קשר רטוב של פחות מ-2 MPa לא הספיק כדי להצדיק בדיקות נוספות של דבק עץ, בעוד שיותר מ-3 MPa היוו תוצאה מבטיחה לבדיקה נוספתשל 19. הוכח שהוא שימושי בהפגנת רגישות של תנאי עיבוד עץ12,13. דוגמאות נ?...

Watch this Scientific Journal Video about Standard Test Method ASTM D 7998-19 for the Cohesive Strength Development of Wood Adhesives at JoVE.com

Standard Test Method ASTM D 7998-19 for the Cohesive Strength Development of Wood Adhesives

אנו מציגים הליך, ASTM D7998-19, להערכה מהירה ועקבית יותר של חוזק יבש ורטוב של קשרי דבק על עץ. השיטה יכולה לשמש גם כדי לספק מידע על התפתחות כוח כפונקציה של טמפרטורה וזמן או שימור כוח עד 250 מעלות צלזיוס.

שיטת בדיקה סטנדרטית ASTM D 7998-19 לפיתוח חוזק מלוכד של דבקי עץ

The properties of cured wood adhesives are difficult to study because of the loss of water and other components to the wood, the influence of wood on the ...

standard-test-method-astm-d-7998-19-for-cohesive-strength-development

Research

JoVE Journal

Bioengineering

2.8K Views.  USDA, Forest Service. אנו מציגים הליך, ASTM D7998-19, להערכה מהירה ועקבית יותר של חוזק יבש ורטוב של קשרי דבק על עץ. השיטה יכולה לשמש גם כדי לספק מידע על התפתחות כוח כפונקציה של טמפרטורה וזמן או שימור כוח עד 250 מעלות צלזיוס.

Video: Standard Test Method ASTM D 7998-19 for the Cohesive Strength Development of Wood Adhesives

Preparation and Testing of Plant Seed Meal-based Wood Adhesives

Recently, the interest in plant seed meal-based products as wood adhesives has steadily increased, as these plant raw materials are considered renewable and environment-friendly. These natural products may serve as alternatives to petroleum-based adhesives to ease environmental and sustainability concerns. This work demonstrates the preparation and testing of the plant seed-based wood adhesives using cottonseed and soy meal as raw materials. In addition to untreated meals, water washed meals and protein isolates are prepared and tested. Adhesive slurries are prepared by mixing a freeze-dried meal product with deionized water (3:25 w/w) for 2 hr. Each adhesive preparation is applied to one end of 2 wood veneer strips using a brush. The tacky adhesive coated areas of the wood veneer strips are lapped and glued by hot-pressing. Adhesive strength is reported as the shear strength of the bonded wood specimen at break. Water resistance of the adhesives is measured by the change in shear strength of the bonded wood specimens at break after water soaking. This protocol allows one to assess plant seed-based agricultural products as suitable candidates for substitution of synthetic-based wood adhesives. Adjustments to the adhesive formulation with or without additives and bonding conditions could optimize their adhesive properties for various practical applications.

To facilitate the effort in seeking more economic and environment-friendly formulations of natural product-based wood adhesives, this work demonstrates the preparation and testing of plant seed-based wood adhesives. This protocol allows one to assess plant seed-based agricultural products as suitable candidates for the substitution of synthetic-based wood adhesives.

הכנה ובדיקה של דבקי עץ מבוססי ארוחת זרעי צמח

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

Environment

A Testing Platform for Durability Studies of Polymers and Fiber-reinforced Polymer Composites under Concurrent Hygrothermo-mechanical Stimuli

The durability of polymers and fiber-reinforced polymer composites under service condition is a critical aspect to be addressed for their robust designs and condition-based maintenance. These materials are adopted in a wide range of engineering applications, from aircraft and ship structures, to bridges, wind turbine blades, biomaterials and biomedical implants. Polymers are viscoelastic materials, and their response may be highly nonlinear and thus make it challenging to predict and monitor their in-service performance. The laboratory-scale testing platform presented herein assists the investigation of the influence of concurrent mechanical loadings and environmental conditions on these materials. The platform was designed to be low-cost and user-friendly. Its chemically resistant materials make the platform adaptable to studies of chemical degradation due to in-service exposure to fluids. An example of experiment was conducted at RT on closed-cell polyurethane foam samples loaded with a weight corresponding to ~50% of their ultimate static and dry load. Results show that the testing apparatus is appropriate for these studies. Results also highlight the larger vulnerability of the polymer under concurrent loading, based on the higher mid-point displacements and lower residual failure loads. Recommendations are made for additional improvements to the testing apparatus.

The durability of polymers and fiber-reinforced polymer composites in service is a critical aspect for their designs and condition-based maintenance. We present a novel low-cost laboratory testing platform for the investigation of the influence of concurrent mechanical and environmental loadings, and may help design more efficient yet safer composite structures.

בדיקת פלטפורמה לעמידות ללימודים של פולימרים ומחוזקים בסיבים פולימריים מרוכבים תחת גירויים במקביל Hygrothermo-מכאניים

The durability of polymers and fiber-reinforced polymer composites under service condition is a critical aspect to be addressed for their robust designs ...

Engineering

Installation Method to Enhance Quality Control for Fiber Reinforced Polymer Spike Anchors

Fiber reinforced polymer (FRP) anchors are a promising way to enhance the performance of externally-bonded FRPs applied to existing structures, as they can delay or even prevent debonding failure. However, a major concern faced by designers is the premature failure of the anchors due to stress concentration. Poor installation quality and preparation of the clearance holes can result in stress concentration that provokes this premature failure. This paper deals with an installation method that aims to reduce the impact of the stress concentration and to provide a proper quality control of the preparation of the drill hole. The method involves three parts: the drilling and cleaning of the holes, the smoothing of the hole edges with a customized drill bit, and the installation of the anchor itself, including the impregnation of the anchor dowel and its insertion. Anchor fans (the free length of the spikes) are then bonded to the external FRP reinforcement. For the end anchorage, and in the case of reinforcements with multiple plies, it is recommended that the anchor fan be inserted between two plies to assist the stress-transfer mechanism. 
The proposed procedure is complemented with a design approach for spike anchors, based on an extensive database. It is proposed that the design follow a number of steps, namely: selection of the anchor diameter and subsequent tensile strength of the connector (that is to say, the anchor before fanning out the free end), evaluation of the reduction in the tensile strength due to bending, provision of enough embedment to prevent slippage failure, and consideration of the number and spacing of anchors for a given reinforcement. In this sense, it should be noted that further research is needed in order to obtain a general expression for the contribution of spike anchors to overall bond strength of FRP reinforcements.

This manuscript presents a method for controlling the quality of installation for spike anchors designed to delay delamination of externally bonded fiber reinforced polymers. The protocol includes the preparation of the drill hole and the insertion process. The most influential parameters on the efficiency of the anchors are discussed.

שיטת התקנה כדי לשפר את בקרת איכות עבור סיבים מחוזק פולימר ספייק עוגנים

Fiber reinforced polymer (FRP) anchors are a promising way to enhance the performance of externally-bonded FRPs applied to existing structures, as they ...

The Effect of Construction and Demolition Waste Plastic Fractions on Wood-Polymer Composite Properties

Construction and demolition waste (CDW), including valuable materials such as plastics, have a remarkable influence on the waste sector. In order for plastic materials to be re-utilized, they must be identified and separated according to their polymer composition. In this study, the identification of these materials was performed using near-infrared spectroscopy (NIR), which identified material based on their physical-chemical properties. Advantages of the NIR method are a low environmental impact and rapid measurement (within a few seconds) in the spectral range of 1600-2400 nm without special sample preparation. Limitations include its inability to analyze dark materials. The identified polymers were utilized as a component for wood-polymer composite (WPC) that consists of a polymer matrix, low cost fillers, and additives. The components were first compounded with an agglomeration apparatus, followed by production by extrusion. In the agglomeration process, the aim was to compound all materials to produce uniformly distributed and granulated materials as pellets. During the agglomeration process, the polymer (matrix) was melted and fillers and other additives were then mixed into the melted polymer, being ready for the extrusion process. In the extrusion method, heat and shear forces were applied to a material within the barrel of a conical counter-rotating twin-screw type extruder, which reduces the risk of burning the materials and lower shear mixing. The heated and sheared mixture was then conveyed through a die to give the product the desired shape. The above-described protocol proved the potential for re-utilization of CDW materials. Functional properties must be verified according to the standardized tests, such as flexural, tensile, and impact strength tests for the material.

Secondary material streams have been shown to include potential raw materials for production. Presented here is a protocol in which CDW-plastic waste as a raw material is identified, followed by various processing steps (agglomeration, extrusion). As a result, a composite material was produced, and mechanical properties were analyzed.

ההשפעה של בנייה והריסה פסולת פסולת פלסטיק שברים על עץ פולימר תכונות מרוכבות

Construction and demolition waste (CDW), including valuable materials such as plastics, have a remarkable influence on the waste sector. In order for ...

Disentangling High Strength Copolymer Aramid Fibers to Enable the Determination of Their Mechanical Properties

Traditionally, soft body armor has been made from poly(p-phenylene terephthalamide) (PPTA) and ultra-high molecular weight polyethylene. However, to diversify the fiber choices in the United States body armor market, copolymer fibers based on the combination of 5-amino-2-(p-aminophenyl) benzimidazole (PBIA) and the more conventional PPTA were introduced. Little is known regarding the long-term stability of these fibers, but as condensation polymers, they are expected to have potential sensitivity to moisture and humidity. Therefore, characterizing the strength of the materials and understanding their vulnerability to environmental conditions is important for evaluating their use lifetime in safety applications. Ballistic resistance and other critical structural properties of these fibers are predicated on their strength. To accurately determine the strength of the individual fibers, it is necessary to disentangle them from the yarn without introducing any damage. Three aramid-based copolymer fibers were selected for the study. The fibers were washed with acetone followed by methanol to remove an organic coating that held the individual fibers in each yarn bundle together. This coating makes it difficult to separate single fibers from the yarn bundle for mechanical testing without damaging the fibers and affecting their strength. After washing, fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy was performed on both washed and unwashed samples and the results were compared. This experiment has shown that there are no significant variations in the spectra of poly(p-phenylene-benzimidazole-terephthalamide-co-p-phenylene terephthalamide) (PBIA-co-PPTA1) and PBIA-co-PPTA3 after washing, and only a small variation in intensity for PBIA. This indicates that the acetone and methanol rinses are not adversely affecting the fibers and causing chemical degradation. Additionally, single fiber tensile testing was performed on the washed fibers to characterize their initial tensile strength and strain to failure, and compare those to other reported values. Iterative procedural development was necessary to find a successful method for performing tensile testing on these fibers.

The primary goal of the study is to develop a protocol to prepare consistent specimens for accurate mechanical testing of high strength copolymer aramid fibers, by removing a coating and disentangling the individual fiber strands without introducing significant chemical or physical degradation.

Disentangling חוזק גבוה קופולימר ארמיד סיבים כדי לאפשר קביעת תכונות מכניות שלהם

Traditionally, soft body armor has been made from poly(p-phenylene terephthalamide) (PPTA) and ultra-high molecular weight polyethylene. However, to ...

Chemistry

Cutting Procedures, Tensile Testing, and Ageing of Flexible Unidirectional Composite Laminates

Many body armor designs incorporate unidirectional (UD) laminates. UD laminates are constructed of thin (&#60;0.05 mm) layers of high-performance yarns, where the yarns in each layer are oriented parallel to each other and held in place using binder resins and thin polymer films. The armor is constructed by stacking the unidirectional layers in different orientations. To date, only very preliminary work has been performed to characterize the ageing of the binder resins used in unidirectional laminates and the effects on their performance. For example, during the development of the conditioning protocol used in the National Institute of Justice Standard-0101.06, UD laminates showed visual signs of delamination and reductions in V50, which is the velocity at which half of the projectiles are expected to perforate the armor, after ageing. A better understanding of the material property changes in UD laminates is necessary to comprehend the long-term performance of armors constructed from these materials. There are no current standards recommended for mechanically interrogating unidirectional (UD) laminate materials. This study explores methods and best practices for accurately testing the mechanical properties of these materials and proposes a new test methodology for these materials. Best practices for ageing these materials are also described.

The goal of the study was to develop protocols to prepare consistent specimens for accurate mechanical testing of high-strength aramid or ultra-high-molar-mass polyethylene-based flexible unidirectional composite laminate materials and to describe protocols for performing artificial ageing on these materials.

הליכי גזירה, בדיקות מתיחה, ו ההזדקנות של ציפויים חד כיווני חד-כיווני מרוכבים

Many body armor designs incorporate unidirectional (UD) laminates. UD laminates are constructed of thin (&#60;0.05 mm) layers of high-performance yarns, ...

Fabrication and Design of Wood-Based High-Performance Composites

Delignified densified wood is a new promising and sustainable material that possesses the potential to replace synthetic materials, such as glass fiber reinforced composites, due to its excellent mechanical properties. Delignified wood, however, is rather fragile in a wet state, which makes handling and shaping challenging. Here we present two fabrication processes, closed-mold densification and vacuum densification, to produce high-performance cellulose composites based on delignified wood, including an assessment of their advantages and limitations. Further, we suggest strategies for how the composites can be re-used or decomposed at the end-of-life cycle. Closed-mold densification has the advantage that no elaborate lab equipment is needed. Simple screw clamps or a press can be used for densification. We recommend this method for small parts with simple geometries and large radii of curvature. Vacuum densification in an open-mold process is suitable for larger objects and complex geometries, including small radii of curvature. Compared to the closed-mold process, the open-mold vacuum approach only needs the manufacture of a single mold cavity.

Delignified densified wood represents a new promising lightweight, high-performance and bio-based material with great potential to partially substitute natural fiber reinforced- or glass fiber reinforced composites in the future. We here present two versatile fabrication routes and demonstrate the possibility to create complex composite parts.

ייצור ועיצוב עץ מבוסס ביצועים גבוהים מרוכבים

Delignified densified wood is a new promising and sustainable material that possesses the potential to replace synthetic materials, such as glass fiber ...

Evaluation of the Curing of Adhesive Systems by Rheological and Thermal Testing

The analysis of thermal processes associated to the curing of adhesives and the study of mechanical behavior once cured, provide key information to choose the best option for any specific application. The proposed methodology for the curing characterization, based on thermal analysis and rheology, is described through the comparison of three commercial adhesives. The experimental techniques used here are Thermogravimetric Analysis (TGA), Differential Scanning Calorimetry (DSC) and Rheology. TGA provides information about the thermal stability and filler content, DSC allows the evaluation of some thermal events associated to the cure reaction and to thermal changes of the cured material when subjected to temperature changes. Rheology complements the information of the thermal transformations from a mechanical point of view. Thus, the curing reaction can be tracked through the elastic modulus (mainly the storage modulus), the phase angle and the gap. In addition, it is also shown that although DSC is of no use to study the curing of moisture curable adhesives, it is a very convenient method to evaluate the low temperature glass transition of amorphous systems.

An experimental methodology based on thermal and rheological measurements is proposed to characterize the curing process of adhesives with to obtain useful information for industrial adhesive selection.

הערכת ריפוי מערכות דבק על ידי בדיקות ריאולוגיות ותרמיות

The analysis of thermal processes associated to the curing of adhesives and the study of mechanical behavior once cured, provide key information to choose ...

Twin-Screw Extrusion Process to Produce Renewable Fiberboards

A versatile twin-screw extrusion process to provide an efficient thermo-mechano-chemical pre-treatment on lignocellulosic biomass before using it as source of mechanical reinforcement in fully bio-based fiberboards was developed. Various lignocellulosic crop by-products have already been successfully pre-treated through this process, e.g., cereal straws (especially rice), coriander straw, shives from oleaginous flax straw, and bark of both amaranth and sunflower stems.
The extrusion process results in a marked increase in the average fiber aspect ratio, leading to improved mechanical properties of fiberboards. The twin-screw extruder can also be fitted with a filtration module at the end of the barrel. The continuous extraction of various chemicals (e.g., free sugars, hemicelluloses, volatiles from essential oil fractions, etc.) from the lignocellulosic substrate, and the fiber refining can, therefore, be performed simultaneously.
The extruder can also be used for its mixing ability: a natural binder (e.g., Organosolv lignins, protein-based oilcakes, starch, etc.) can be added to the refined fibers at the end of the screw profile. The obtained premix is ready to be molded through hot pressing, with the natural binder contributing to fiberboard cohesion. Such a combined process in a single extruder pass improves the production time, production cost, and may lead to reduction in plant production size. Because all the operations are performed in a single step, fiber morphology is better preserved, thanks to a reduced residence time of the material inside the extruder, resulting in enhanced material performances. Such one-step extrusion operation may be at the origin of a valuable industrial process intensification.
Compared to commercial wood-based materials, these fully bio-based fiberboards do not emit any formaldehyde, and they could find various applications, e.g., intermediate containers, furniture, domestic flooring, shelving, general construction, etc.

A versatile twin-screw extrusion process to provide an efficient thermo-mechano-chemical pretreatment on lignocellulosic biomass was developed, which leads to an increased average fiber aspect ratio. A natural binder can also be added continuously after fiber refining, leading to bio-based fiberboards with improved mechanical properties after hot pressing of the obtained extruded material.

תהליך שחול טווין בורג לייצור סיבים מתחדשים

A versatile twin-screw extrusion process to provide an efficient thermo-mechano-chemical pre-treatment on lignocellulosic biomass before using it as ...

Determination of the Mechanical Properties of Flexible Connectors for Use in Insulated Concrete Wall Panels

This document contains recommendations for performing a non-standard, double-shear test suitable for both continuous and discrete insulated concrete sandwich wall panels (ICSWPs). Such a standardized test does not exist, but several iterations of this and similar tests have been performed in the literature to varying degrees of success. Further, the tests in the literature are rarely-if ever-described in detail or discussed at length with respect to the testing, data analysis, or safety procedures. A test specimen configuration is recommended herein, and variations are discussed. Important mechanical properties are identified from the load versus displacement data, and their extraction is detailed. The use of test data for design, such as for determining the stiffness of the connectors, is briefly demonstrated to show how ICSWP deflection and cracking behavior may be calculated. The strength behavior of panels may be determined using the full load versus displacement curve or only the maximum connector strength. Shortcomings and unknowns are acknowledged, and significant future work is delineated.

We propose a testing protocol that can be combined with widely available analytical methods to assess the mechanical properties of shear connectors for use in the design of insulated concrete wall panels to predict full-scale insulated panel behavior.

קביעת התכונות המכניות של מחברים גמישים לשימוש בלוחות קיר בטון מבודדים

This document contains recommendations for performing a non-standard, double-shear test suitable for both continuous and discrete insulated concrete ...