Summary

Préparation et essai des adhésifs à base de bois-repas plante à graines

Published: March 05, 2015
doi:

Summary

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.

Abstract

Récemment, l'intérêt pour les produits à base de farine de graines de la plante comme les colles à bois a augmenté de façon constante, que ces matières premières végétales sont considérées comme renouvelables et respectueux de l'environnement. Ces produits naturels peuvent servir de solutions de rechange aux adhésifs à base de pétrole pour soulager les préoccupations environnementales et de durabilité. Ce travail démontre la préparation et l'essai des adhésifs à base de bois semences végétales en utilisant graines et du tourteau de soja comme matières premières. En plus des repas non traités, lavé à l'eau et repas isolats de protéines sont préparés et testés. Adhésif suspensions sont préparées en mélangeant un produit d'un repas lyophilisé avec de l'eau désionisée (03:25 p / p) pendant 2 heures. Chaque préparation adhesive est appliquée à une extrémité de deux bandes de placage de bois à l'aide d'un pinceau. Les zones revêtues adhésif collant des bandes de placage de bois sont à patte collée par pressage à chaud. La force d'adhérence est rapportée comme la résistance au cisaillement de l'échantillon de bois liées à la rupture. Résistance à l'eau des adhésifs est mesurée parla variation de la résistance au cisaillement du bois collé spécimens à la rupture après trempage de l'eau. Ce protocole permet d'évaluer les produits agricoles à base de semences de plantes comme des candidats appropriés pour la substitution d'adhésifs à base de bois synthétiques. Des ajustements à la formulation d'adhésif, avec ou sans additifs et conditions de collage pourraient optimiser leurs propriétés adhésives pour diverses applications pratiques.

Introduction

Le collage du bois joue un rôle croissant dans l'industrie des produits de la forêt et est un facteur clé pour utiliser efficacement les ressources de bois 1. L'intérêt pour l'utilisation de colles naturelles basées sur les produits du bois a augmenté régulièrement dans les années 1930 pour atteindre un pic vers 1960 2. Après cette période, le prix des adhésifs à base de pétrole est devenu si bas qu'ils déplacées adhésifs de protéines de plusieurs marchés traditionnels. Dans les deux dernières décennies, cette tendance se est inversée avec un regain d'intérêt dans l'utilisation des matériaux qui sont renouvelables, biodégradables et plus acceptable pour l'environnement. Ces ressources naturelles comprennent, mais à titre non limitatif, des protéines de soja 5.3, la protéine de graine de coton 6, le son de riz 7, gluten de blé 8, la protéine de distillerie de grains 9, la protéine de canola et l'huile de 10 à 12, la lignine à partir du sorgho et de la canne à sucre bagasse 13 , 14, et des polysaccharides dérivés de carapaces de crevettes 15.

<p class = "jove_content"> considérant semences isolats de protéines ont été largement évaluée comme colles à bois possibles, la procédure d'isolement implique corrosif alcalin et des réactifs acides et il est à base d'adhésifs isolés relativement coûteux et moins respectueux de l'environnement 16. Ainsi, certaines farines de graines dégraissées (des farines) avec ou sans traitement ont également été testés dans le but d'adhésif, même si les propriétés adhésives de ces repas ne réussissent pas aussi bien que les isolats de protéines de 17 à 19. Nous avons fractionné séquentiellement la farine de graines de coton (CM) en différentes fractions, et examiné leur force d'adhérence dans les placages en bois de liaison 20,21. La fraction solide insoluble dans l'eau (coton lavé après un repas-WCM) pourrait être utilisé comme colles à bois, comparables à la protéine de graine de coton isolat (CSPI), et serait moins coûteux à préparer que CSPI.

La force d'adhérence et de résistance à l'eau sont deux paramètres essentiels pour évaluer les performances deun matériau adhésif potentiel. Ici, la force d'adhérence est rapportée comme la résistance au cisaillement à la rupture de la liaison à recouvrement de chaque spécimen de bois. Résistance à l'eau de l'adhésif est mesurée par la variation de la résistance au cisaillement de l'échantillon de bois liées à la rupture due à eau de trempage. Utilisation de graines de coton et de soja repas dégraissés comme matières premières, ce protocole offre un moyen simple et facile à préparer et les produits à base de graines végétales-test que les colles à bois. Ce protocole serait utile pour faciliter l'effort dans la recherche de formulations plus économiques et respectueux de l'environnement d'adhésifs naturels à base de produits ligneux.

Protocol

1. de coton et de produits à base de soja-Meal (Figure 1) Obtenir les matières premières, coton dégraissé et des repas à base de soja, à partir de sources disponibles dans le commerce. Obtenir le repas travail par meulage le repas extrait sec dégraissé dans un moulin de l'échantillon de cyclone pour passer un écran d'acier de 0,5 mm 16. Préparer des repas lavés d'eau des repas de travail après l'extraction de l'eau (25 g de repas: 200 ml d'e…

Representative Results

La performance de chaque formulation d'adhésif est déterminée par la résistance au cisaillement de l'échantillon de bois liées à la rupture et les valeurs varient en fonction des dimensions de la feuille de placage de bois utilisé. Par exemple, dans le tableau 1, les valeurs d'adhérence secs et imbibés des échantillons liés sont plus faibles lorsque plus minces et étroites bandes de l'érable sont utilisés (voir coton-1), par opposition aux bandes plus épaisses et plus lar…

Discussion

Cet article présente une procédure de base pour préparer et plante test semences à base de produits comme les colles à bois. Les suspensions adhésives exampled dans ce protocole sont simplement le produit de la farine de graines dégraissée et de l'eau. Diverses formulations d'adhésifs peut être atteint par addition de réactifs d'essai (telles que le dodécylsulfate de sodium, le bisulfite de sodium ou l'huile de tung 5,6,23) et / ou des changements dans les conditions de mélange (t…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Data reported in this work are part of the USDA-ARS National Program 306 Project ‘Values-Added Products from Cottonseed’ research supported by the Agency’s in-house funding. Publication of this paper is supported in part by the Journal of Visualized Experiments. Mention of trade names or commercial products in this publication is solely for the purpose of providing specific information and does not imply recommendation or endorsement by the U.S. Department of Agriculture. USDA is an equal opportunity provider and employer. We acknowledge the constructive comments from JoVE science editor and peer reviewers in the review and revision process.

Materials

Material and Equipment Supplier/Manufacturer Address
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

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Cite This Article
He, Z., Chapital, D. C. Preparation and Testing of Plant Seed Meal-based Wood Adhesives. J. Vis. Exp. (97), e52557, doi:10.3791/52557 (2015).

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