Подготовка и тестирование завод Семя Питание на базе древесины Клеи

Резюме

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.

Аннотация

В последнее время интерес к семенной завод еды на основе продуктов, как древесные клеи неуклонно возрастает, так как эти растительного сырья считаются возобновляемых и экологически чистых. Эти натуральные продукты могут служить в качестве альтернативы нефтяной основе клея, чтобы облегчить окружающей среды и устойчивого развития проблемы. Эта работа демонстрирует получение и тестирование растений семенами древесных клеев с использованием хлопковое и соевое еду в качестве сырья. В дополнение к необработанной пищи, промывают водой питание и белковые изоляты получены и испытаны. Клейкие суспензии получают путем смешивания лиофилизированного продукта еды деионизованной водой (3:25 вес / вес) в течение 2 ч. Каждый клейкий препарат наносят на одном конце 2 древесины шпона при помощи кисти. Липкий клей покрытые участки древесины шпона внахлест и склеены горячего прессования. Прочность сцепления Сообщается также прочность на сдвиг связанных древесины образца при разрыве. Водонепроницаемость клеев измеряетсяизменение прочности на сдвиг облигационного дерева образцы при разрыве после пропитывания водой. Этот протокол позволяет оценить завод растительных, основанных на сельскохозяйственную продукцию, как подходящих кандидатов для замещения синтетической основе древесины клеев. Корректировка клеевой композиции с или без добавок и условий склеивания может оптимизировать адгезионные свойства для различных практических применений.

Введение

Склеивание древесины играет все более важную роль в промышленности лесной продукции и является ключевым фактором для эффективного использования лесных ресурсов ^1. Интерес к использованию природных клеев на основе продуктов для древесины постоянно увеличивается с 1930 года, достигнув пика примерно в 1960 году ^2. По истечении этого срока, цена нефтяной основе клея стал настолько низким, что они вытеснили белка клеи из нескольких традиционных рынках. В течение последних двух десятилетий, эта тенденция поменялась с возобновлением интереса в использовании материалов, которые относятся к возобновляемым, биологически, и более приемлемым для окружающей среды. Эти природные ресурсы включают в себя, но не ограничиваются ими, соевый белок ^3-5, хлопковое белка ^6, рисовых отрубей ^{7, 8} пшеничной клейковины, винокуры зерна белка канолы ^9, белка и масла ^10-12 лигнина из сорго и выжатый сахарный тростник ^{13 , 14,} и полисахариды получены из креветок ^15.

В то время как белка семян изолятов были широко оценены как потенциальные клеев древесины, методика выделения включает в себя коррозионного щелочные и кислотные реагенты, и это делает изолировать клей на основе относительно дорогими и менее экологически чистые ^16. Таким образом, некоторые обезжиренных семян питание (мука) с или без лечения также были протестированы для клейкой цели, даже несмотря на то, адгезионные свойства этих блюд не так хорошо, как белковые изоляты ^17-19. Мы последовательно фракционировали хлопковый жмых (CM) в различных фракций и исследовали их прочность сцепления в склеивания древесины шпона ^20,21. Нерастворимый в воде твердую фракцию (далее промывают хлопковый жмых, WCM) могут быть использованы в качестве клеев, древесины, сравнимых с хлопковое белкового изолята (CSPI), и было бы дешевле, чем подготовить CSPI.

Прочность сцепления и водостойкость два критических параметров в оценке эффективностипотенциал клеящий материал. Здесь, адгезионная прочность сообщается как прочность на сдвиг при разрыве круга связи каждого из древесины образца. Водонепроницаемость клея измеряется по изменению прочности на сдвиг коленях связанных древесины образца при разрыве связи с пропитывания водой. Использование обезжиренных семян хлопчатника и соевые в качестве сырья, этот протокол обеспечивает простой и понятный способ подготовки и опытный завод семян продукты на основе как деревянные клеев. Этот протокол будет способствовать облегчению усилия в поиске более экономичных и экологически чистых составов натуральный продукт на основе древесины клеев.

протокол

1. хлопковое и Соевые продукты питания на основе (Рисунок 1)

1. Получение исходных материалов, обезжиренное хлопковое и соевые блюда, из коммерчески доступных источников.
2. Получить рабочую еду путем измельчения твердого обезжиренного еду в образце циклона мельницы пройти стальной экран 0,5 мм ^16.
3. Подготовка промывают водой блюда из рабочих еды после удаления воды (25 г Питание: 200 мл воды), чтобы отделить водорастворимые компоненты в блюда ^21.
4. Подготовка белковых изолятов из рабочих еды щелочью добычи и кислотных осадков ^16.

2. Подготовка древесины шпона

1. Сокращение шпон (толщиной 1,59 мм), полученные из коммерчески доступного источника в полос шириной 25,4 мм с длинными 88,9 мм.
2. Карандаш отметить линию поперек волокон древесины на 25,4 мм (1,0 ") Длина от одного конца каждой полосы Этикетка эти полосы соответственно с тестирования процедуры или цифры 5.. -10 пар из дерева готовят для каждой переменной тестирования.

3. Подготовка клея суспензий

1. Рассчитать количество воды, промывают еды, необходимого на деревянных образцов для испытаний, по норме расхода (например, 4 мг сухого содержание см ^-2) х общая площадь сцепления (например, 581 см ² 90 рейки с 2,54 х 2,54 см районе склеивания каждый) плюс около 30% больше для enoughness (то есть, 4 х 581 х 130% 3 г воды промывали еду для примера).
2. Смешайте промывают водой пищу с деионизованной водой (3:25 вес / вес), и перемешивают с помощью магнитной мешалки в течение 2 ч в стакане, закрытой парафильмом.

4. Подготовка Таможенный Дерево образцов

1. Кисть клейкой суспензии на одном конце 2 деревянных шпона, охватывающих 25,4 мм (1,0 ") Длина воздушно-сухой для 10 - 15 мин., Или пока липким.
2. Щетка второй слой клеевого раствора в верхней части первого слоя и сушат на воздухе еще раз. Количество сухого клеяподготовка применяется составляет около 4,5 мг сухого твердого на см ² связывания являются каждого лесной полосы.
3. Перекрытие липкий покрытой области клея (25,4 х 25,4 мм или 1,0 "х 1,0") 2 деревянных шпона. Горячая-пресс с помощью настольной нагретом прессе при 100 ° С в течение 20 мин при давлении 400 фунтов на квадратный дюйм (2,8 МПа). Примечание давление сила, приложенная в прессе, разделенной на области пересечения образцов древесины. Эти параметры связующие могут быть изменены при необходимости для каждой переменной тестирования.
4. Охлаждения и кондиционирования, соединенные дерева образцы в течение 48 ч в помещении для кондиционирования или инкубаторе с контроля влажности (температура 22 - 23 ° С и относительной влажности 50 - 60%, на фиг.2).

5. Водонепроницаемость Эксперименты

1. Погружают соединенные дерева образцы, после первоначального кондиционирования, в водопроводной воде в течение 48 ч в пластиковый лоток при комнатной температуре (22 - 23 ° C). Влажные образцов после выдержки тестируются немедленно сдвигапрочность на разрыв и сообщил, как прочность во влажном состоянии. Избыток воды на поверхности шпона могут быть удалены, осторожно похлопывая с бумажной ткани до измерений.
2. Погружают другой набор связанных древесных образцов, после первоначального кондиционирования, на водяной бане при 63 ° С в течение 4 ч, а затем высушивают при комнатных условиях (температура 22 - 23 ° С и относительной влажности 50 - 60%) O / N (18 - 20 ч). Повторите цикл погружения сушки раз со временем сушки 48 ч. Высушенные образцы затем испытывали на прочность на сдвиг при разрыве и представлены как смоченной адгезионной прочности.

6. Круг прочность на сдвиг измерений

1. Установите облигационных дерева образец в 32 х 40 мм рыбью чешую, с координатной привязкой клиновых захватов на приборе материалы с захватывающим давлением 7 МПа, и установить скорости ползуна на 1 мм мин ^-1.
2. Измерьте и запишите прочности на сдвиг при разрыве для каждого склейки древесины. Результаты многократных измерений усредняются для каждого клея формепостановке и контрольная переменная.

Результаты

Производительность каждого клеевой композиции определяется по прочности на сдвиг склейки древесины при разрыве и значения изменяются в зависимости от размеров древесного шпона, используемого. Например, в таблице 1, сухие и вымачивают значения прочности клей по склейки ниже, ...

Обсуждение

Эта статья представляет собой основную процедуру, чтобы подготовка и тестирование завод растительных продуктов на основе, как деревянные клеев. Клеевые растворы exampled в этом протоколе просто обезжиренный продукт шрот и вода. Различные клейкие составы могут быть достигнуты путем добав...

Материалы

Name	Company	Catalog Number	Comments
Defatted cottonseed meal	Kentwood Co-op		Kentwood, LA, USA
Defatted soy meal	Kentwood Co-op		Kentwood, LA, USA
Wood veneers	Certainly Wood, Inc.		East Aurora, NY, USA
Cyclone sample mill (model 3010-014)	UDY Corporation		Fort Collins, CO, USA
Benchtop heated press (model 3856)	Carver, Inc.		Wabash, IN, USA
Materials tester	Zwick GmbH & Co.		Ulm, Germany