1. Определение клеящей способности по гост 20907-75

Подготовка к испытанию

Для испытания из ледерина в поперечном направлении вырезают две полоски длиной (100,0 ± 0,5) мм и шириной (15,0 ± 0,5) мм.

На изнаночную сторону одной из полосок на участок длиной (20,0 ± 0,5) мм от края полоски наносят кистью тонким слоем дисперсию.

Затем на нее накладывают изнаночной стороной вторую полоску, точно совмещая края по всей длине. Склеенные полоски помещают под груз и выдерживают в течение 1 ч при комнатной температуре. Параллельно склеивают пять образцов. Перед испытанием склеенные полоски выдерживают 24 ч без груза при (20 ± 2 ) °С.

Проведение испытаний

В зажимы разрывной машины закрепляют свободные концы ледериновых полосок и производят разрыв. Скорость движения подвижного зажима при холостом ходе 7,2 м/ч (120 мм/мин ).

Обработка результатов

Клеящую способность дисперсии (Р) в Н/м.( кгс/см ) вычисляют по

формуле

(6.6)

где F -максимальная нагрузка, при которой расклеиваются образцы, Н (кгс)

l – ширина нахлестки, м (см)

За результат анализа принимают среднее арифметическое пяти параллельных определений, относительное расхождение между которыми не должно превышать 20 % при доверительной вероятности Р = 0,95.

2. Определение клеящей способности по din en 205:1991 (в упрощенном варианте)

Подготовка к испытанию

На участок длиной (10,0 ±0,1) мм от края деревянной пластинки кистью наносят тонким слоем дисперсию.

На нее накладывают вторую пластинку так, чтобы длина нахлестки составляла (10,0 ± 0,1) мм. Склеенные пластинки аккуратно, не перекашивая и не смещая нахлестку, зажимают в прессе и выдерживают в течение 1 ч под давлением при комнатной температуре. Параллельно склеивают пять образцов.

Проведение испытания

По таблице П.6.2, в зависимости от группы водостойкости клея, выбирают способ и длительность выдержки образцов.

В зажимы разрывной машины закрепляют свободные концы образца. Усилие разрушения должно быть направлено по плоскости клеевого слоя. Скорость движения подвижного зажима должна быть приблизительно 50 мм/мин.

Обрабока результатов

Прочность склеивания (Р ) в Н/м² ( кгс/см²) находят по формуле

(6.7)

где F- разрушающая нагрузка, Н (кгс);

Ь - ширина пластинки, м (см);

/ - длина нахлестки, м (см).

За результат анализа принимают среднее арифметическое пяти параллельных определений, относительное расхождение между которыми не должно превышать 20 % при доверительной вероятности Р = 0,95.

По табл. П.6.2 проверяют соответствие клея требованиям группы EN204:1991.

7 Испытание казеинового клея

Основная составная часть казеиновых клеев - казеин, или обезжиренный сухой творог. Казеин содержится в молоке животных и представляет собой сложное белковое соединение. Для получения казеиновых клеев используют кислотный технический казеин, получаемый при воздействии на обезжиренное молоко (обрат) кислотами: соляной, молочной, серной. Выпадающий при свертывании молока творог промывают, измельчают и сушат.

В последнее время казеиновые клеи практически полностью вытеснены синтетическими клеями. Однако есть области применения, где они незаменимы, - когда требуется обеспечить полную экологическую чистоту материала: например, фанеры для изготовления тары для пищевых продуктов. Находят они применение и в производстве высокохудожественной мебели.

Старейший производитель казеинового клея в России - московский завод «Клейтук», изготавливающий около 4000 т клея в год. Казеиновые клеи для склеивания древесины продолжают изготавливать и за рубежом.

Используемые в деревообработке порошкообразные казеиновые клеи представляют собой сухую смесь следующих компонентов: казеина технического кислотного, извести строительной, натрия фтористого, медного купороса и керосина.

Казеин гигроскопичен и легко увлажняется. Высокая влажность при хранении приводит к быстрому плесневению, загниванию и потере клеящих свойств. Поэтому хранить клей нужно в сухом неотапливаемом помещении.

Для получения клеевых растворов порошкообразные клеи смешивают с водой в соотношениях от 1 : 1,7 до 1: 2,3 в зависимости от свойств порошка и требуемой вязкости клеевого раствора.

Отверждение казеинового клея происходит в результате химической реакции образования казеинатов кальция. С потерей влаги и увеличением температуры процесс образования студня и отверждения клея ускоряется.

Казеиновые клеи могут применяться для холодного и горячего склеивания древесины при температуре плит пресса 120-130 °С. Прочность склеивания древесины казеиновыми клеями достаточно высока и не меньше прочности кпеевых соединений на ПВА клеях.

Водостойкость казеиновых клеев относительно невелика. При увлажнений клеевой слой легко набухает и легко поражается микроорганизмами (грибами), что приводит к разрушению соединения. Для повышения водостойкости в клеи вводят антисептирующие добавки: формалин, фенол, фтористый натр и др.

Казеиновые клеи не следует применять для склеивания изделий, требующих механической обработки. Присутствие в составе клея извести приводит к быстрому затуплению режущего инструмента. Из-за сильнощелочной среды непригодны они и для фанеровочных работ вследствие появления пятен у древесных пород, богатых дубильными веществами (красное дерево, каштан и др.) в местах пробития клея.

В зависимости от органолептических и физических показателей качества вырабатывают следующие марки казеинового клея: "Экстра" (В-107) и "Обыкновенный" (ОБ). Казеиновые клеи упаковывают в бумажные трехслойные мешки массой нетто 20 кг.

Казеиновый клей относится к воспламеняющимся и взрывоопасным веществам. Температура воспламенения 255 °С. Нижний предел воспламеняемости (взрываемости) аэровзвесей клея 200 г/м³.

По органолептическим и физическим показателям казеиновый клей должен соответствовать требованиям, указанным в таблице П.7.1.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 19

ИСПЫТАНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ И ОРГАНОЛЕПТИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЗЕИНОВОГО КЛЕЯ

Аппаратура, материалы

Весы лабораторные общего назначения с наибольшим пределом взвешивания 200 г, с допускаемой погрешностью ± 0,0015 г.

Сита лабораторные с металлическими сетками или капроновыми сетками.

Прибор для встряхивания.

Стаканы стеклянные на 250-500 мл и 1000 мл, термостойкие.

Баня водяная.

Пластинки стеклянные.

Термометр с диапазоном измерений 0 -100 °С.

Вода дистиллированная.

Вискозиметр ВЗ - 246 с соплом диаметром 4 мм.

Секундомер.

Лопатка деревянная.

Палочки деревянные.

Проведение испытаний

1 Определение внешнего вида и запаха

Навеску клея массой 15-20 г. рассыпают слоем в 2-3 мм на белом листе бумаги и органолептически определяют внешний вид и запах.

2 Определение степени измельчения

Для определения степени измельчения 50,0 г казеинового клея просеивают с помощью встряхивающего прибора или вручную в течение 5 мин на двух параллельных ситах с металлическими или капроновыми сетками № 1,2; 04 для клея марки "Экстра" (В-107) и № 1,2; 05 для клея- марки "Обыкновенный" (ОБ).

Обработка результатов

Остаток на сите (X) в процентах вычисляют по формуле

(7.1)

где т - масса остатка на сите, г;

50,0 - масса навески, г.

Вычисления проводят до второго десятичного знака.

За результат анализа принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений, допускаемое расхождение между которыми при Р=0.,95 не должно превышать 5 %. Окончательный результат анализа округляют до первого десятичного знака.

Допускаемое расхождение между результатами анализов, проведенных в двух разных лабораториях при Р=0,95, не должно превышать 10 %.

3 Определение растворимость в воде Подготовка к испытанию

Приготовление стандартного раствора казеинового клея. Для определения растворимости в воде 47,6 г казеинового клея помещают в стакан и, размешивая, порциями приливают 100 см³ воды. Раствор клея выдерживают в течение 1 ч на водяной бане при температуре (17,5 ± 2,5) °С, периодически перемешивая. Готовый клей должен иметь консистенцию сметаны. После погружения в клей деревянной лопатки он должен стекать с нее непрерывной струйкой или нитью.

Проведение испытания

5,0 - 10,0 г приготовленного раствора клея наносят на стеклянную пластинку и визуально определяют его внешний вид и наличие комков.

4 Определение динамической вязкости стандартного раствора клея марки "Экстра" (В-107)

Сущность метода заключается в определении времени истечения (100 ± 1) см³ стандартного раствора клея через сопло вискозиметра диаметром 4 мм.

Проведение испытания

Под сопло вискозиметра устанавливают стакан.

Закрывают отверстие сопла вискозиметра пальцем, заполняют резервуар вискозиметра ВЗ-4 раствором клея температурой 20°С с избытком, чтобы образовался выпуклый мениск, который затем срезают стеклянной пластинкой. При необходимости температуру клея доводят до ( 20,0 + 0,5 ) °С на водяной бане.

Открывают отверстие сопла и одновременно включают секундомер. В момент истечения из вискозиметра 100 мл клея секундомер останавливают.

Обработка результатов

Условную вязкость испытуемого клея (ВУ20) в градусах Форда - Энглера (°ФЭ) вычисляют по формуле

(7.2)

где К - поправочный коэффициент прибора;

τ₂₀ - время истечения раствора клея при 20 °С, с;

3,35 - коэффициент пересчета вязкости.

Динамическую вязкость вычисляют в пуазах, 1 П=7,4 °ФЭ.

Вычисление проводят до второго десятичного знака.

За результат анализа принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений, допускаемое расхождение между которыми не должно превышать 10 %.

Окончательный результат округляется до первого десятичного знака.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 20

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЖИЗНЕСПОСОБНОСТИ И ЗАСТУДНЕВАЕМОСТИ КАЗЕИНОВОГО КЛЕЯ

Жизнеспособность клеевых растворов определяется скоростью нарастания вязкости. Жизнеспособность клеевых растворов, полученных при разведении казеинового клея в порошке водой в соотношении 1:1-2, достигает 6 ч. Жизнеспособность зависит от концентрации. С увеличением содержания воды жизнеспособность увеличивается, но замедляется отверждение клея и снижается его водостойкость. Жизнеспособность зависит и от температуры клея - при повышении температуры жизнеспособность снижается.

Застудневаемостъ казеиновых клеев, т.е. превращение их в студень, обусловлена протекающей в клеевом растворе химической реакции образования казеината кальция. Эта реакция ускоряется с увеличением интенсивности удаления воды и температуры и замедляется при повышении рН (добавлении щелочи).

Аппаратура, материалы

Весы лабораторные общего назначения с наибольшим пределом взвешивания 200 г, с допускаемой погрешностью + 0,0015 г.

Стаканы стеклянные на 250-500 мл и 1000 мл, термостойкие.

Баня водяная.

Пластинки стеклянные.

Термометр с диапазоном измерений 0 -100 °С.

Вода дистиллированная.

Палочки деревянные.

Подготовка к испытаниям

Приготовление стандартного раствора казеинового клея. Для определения растворимости в воде 47,6 г казеинового клея помещают в стакан и, размешивая, порциями приливают 100 см³ воды. Раствор клея выдерживают в течение 1 ч на водяной бане при температуре (17,5 ± 2,5) °С, периодически перемешивая. Готовый клей должен иметь консистенцию сметаны. После погружения в клей деревянной лопатки он должен стекать с нее непрерывной струйкой или нитью.

Проведение испытаний

1 Определение сохранения стандартным раствором клея вязкотекучего состояния

Сохранение стандартным раствором клея вязкотекучего состояния определяют по возможности нанесения кистью тонкого слоя раствора клея на поверхность деревянного бруска через 4 ч после его приготовления для клея марки "Обыкновенный" (ОБ) и 5 ч - для клея марки "Экстра" (В-107).

2 Определение сохранения состояния плотного эластичного студня, образованного стандартным раствором клея

Раствор клея марки "Экстра" (В-107) помещают в стакан, перемешивают деревянной палочкой в течение 5 мин и, не вынимая ее, выдерживают на водяной бане при температуре (17,5 ± 2,5) °С в течение 24 ч.

Обработка результатов

Если по истечении 24 ч испытуемый раствор клея не разжижен и имеет вид плотного эластичного студня, который после отделения от стакана сохраняет его форму, а деревянная палочка вынимается из него с усилием, то клей соответствует требованиям стандарта.

Контрольные вопросы

Литература

1. Куликов, В.А Т.К.М. и плит [Текст]/Чубов А.Б.- М.: Лесная промышленность,1984. 430 с.

2. Волынский, В.Н. Т.К.М [Текст]/Волынский В.Н.- Архангельск.: Учебное пособие для вузов., Архангельск, 2003, 299 с.

3. Качалин, Н.В. Справочник по производству фанеры [Текст]/Качалин Н.В. – М.: Лесная промышленность 1984. 430 с.

4. Васечкин, Ю.В. Технология и оборудование для производства фанеры [Текст]/Васечкин Ю.В. – М.: Лесная промышленность 2003 г.

5. Доронин, Ю.Г. и др. Синтетические смолы в деревообработке [Текст]/Мирошниченко С.Н.: Лесная промышленность, 1987 г.

6. Азаров, В.И. Технология связующих и полимерных материалов [Текст]/Цветков В.Е.:– М.: Лесная промышленность, 1985 216 с.

7. Волынский, В.Н.Технология клееных материалов [Текст]/В.Н.Волынский.- Архангельск: Изд-во: Арханг. Гос. техн. ун-та, 2003, 299 с.

8. Куликов, В.А.Технология клееных материалов и плит [Текст]/.А.Б.Чубов.– М.: Лесная пром-сть, 1984. – 344 с.

9. Доронин Ю.Г. и др. Синтетические смолы в деревообработке [Текст]/Ю.Г.Доронин.– М.: Лесная пром-сть, 1979. – 208 с.

10. Качалин, Н.В.Справочник по производству фанеры [Текст]/Н.В.Качалин – М.: Лесная пром-сть. – 1984, 432 с.

11. Михеев, И.И. и др. Производство лущеного и строганого шпона [Текст]/И.И.Михеев.– М.: Высшая школа, 1975, 208 с.

12. Анисов, П.П. и др. Производство фанеры из лиственницы [Текст]/В.П. Ворошилов. Обзор. Информ. Плиты и фанера.– М.: ВНИПИЭИлеспром, 1980. Вып. 1 – 39 с.

13. Анисов, П.П., Технология слоистых материалов [Текст]/Филиппович А.А., Криворотова А.И., Костыгин А.Г., Ковальчук Т.А., Есин Н.С.. Испытание смол и клеёв: Учебное пособие к выполнению лабораторных работ для студентов специальности 26.02.00 всех форм обучения. – Красноярск: СибГТУ, 1999. – 88 с.

14. ГОСТ 3916. Фанера клееная. Технические условия.

15. ГОСТ 8673. Плиты фанерные. Технические условия.

16. ГОСТ 11539. Фанера бакелизированная. Технические условия.

17. ГОСТ 13913. Пластики древесные слоистые (ДСП). Технические условия.

Отв. редактор доц. Редактор РИО

Техн. редактор

Подписано в печать г. Сдано в производство . Формат 60 х 84 . Бумага типографская. Печать офсетная. Усл. печ. л. Уч. - изд. л. Изд. № . Тираж. экз. Заказ № . Лицензия № 020346 20.01.97 г.

Редакционно-издательский отдел СибГТУ.

660049, г. Красноярск, пр. Мира, 82, тип. СибГТУ.