Результати експериментального дослідження міцності клейових з'єднань деревини вільхи із термічно модифікованою деревиною ясена
Анотація
З'ясовано, що висока вартість термічно модифікованої (ТМ) деревини ясена зумовлює потребу в створенні комбінованих деревинних конструкцій, в яких методом склеювання ТМ поверхня поєднується із деревиною менш цінних порід деревини, зокрема – вільхи. Досліджено міцність 12 серій клейових з'єднань "ТМ ясен – вільха", сформованих із застосуванням полівінілацетатних (ПВА) клеїв класу довговічності D4 – однокомпонентного (ПВАI) та двокомпонентних (ПВАII та ПВАIII), а також чотирьох тривалостей пресування (0,5, 2, 4 та 6 год). За тривалості пресування 0,5 год для відповідних серій зразків зафіксовано низькі значення середньої міцності (3,10 МПа – за використання клею ПВАI, 3,59 та 4,45 МПа – за використання клеїв ПВАIІ та ПВАIIІ відповідно), також встановлено характери руйнування – по клейовому шву в разі застосування клеїв ПВАI та ПВАII, та змішаний в разі застосування клею ПВАIII, що, загалом, свідчило про низьку якість з'єднань. Встановлено, що збільшення тривалості пресування до 2 та 4 год сприяло істотному підвищенню середніх значень міцності відповідних серій зразків, що супроводжувалось зміною характеру їх руйнування. Подовження пресування до 6 год забезпечило тільки незначне зростання середньої міцності серій зразків, проте максимізувало частку руйнувань по ТМ ясена (до 93 % – для ПВАI, 97 % – для ПВАII, 100 % – для ПВАIII), що свідчило про високу якість зразків. На основі аналізу отриманих результатів зроблено висновок про те, що продовження пресування понад 6 год є недоцільним, оскільки обмежувальним чинником міцності клейових з'єднань "ТМ ясен – вільха" стає когезійна міцність ТМ деревини ясена. Встановлено, що клейові з'єднання "ТМ ясен – вільха", сформовані за участі двокомпонентних клеїв ПВАII та ПВАIII та за тривалості пресування 6 год, після третього етапу температурно-вологісних випробувань зберігали середню міцність понад 4 МПа (4,19 та 4,64 МПа, відповідно). Зазначене свідчить про ефективність застосування обраних для дослідження двокомпонентних клейових композицій для формування волого- та термостійких клейових з'єднань за участі ТМ деревини ясена та вільхи та вказує на можливості експлуатації таких з'єднань за умов навколишнього середовища.
Завантаження
Посилання
Barboutis, I., & Kamperidou, V. (2021). Shear strength of beech wood joints bonded with commercially produced PVAc D3 adhesives. International Journal of Adhesion and Adhesives, 105, article ID 102774. https://doi.org/10.1016/j.ijadhadh.2020.102774
Candelier, K., Hannouz, S., Thévenon, M-F., Guibal, D., Gérardin, P., Pétrissans, M., & Collet, R. (2017). Resistance of thermally modified ash (Fraxinus excelsior L.) wood under steam pressure against rot fungi, soil-inhabiting micro-organisms and termites. European Journal of Wood and Wood Products, 75, 249–262. https://doi.org/10.1007/s00107-016-1126-y
Datskiv, H., & Kshyvetskyy, B. (2023). Results of experimental studies on the strength of adhesive-bonded joints of thermally modified ash wood. Ukrainian Journal of Forest and Wood Science, 14(1), 27–38. https://doi.org/10.31548/forest/1.2023.27
Gadhave, R., & Dhawale, P. (2022). State of research and trends in the development of polyvinyl acetate-based wood adhesive. Open Journal of Polymer Chemistry, 12, 13–42. https://doi.org/10.4236/ojpchem.2022.121002
Govorčin, S., Sinković, T., & Hrčka, R. (2009). Some Physical and Mechanical Properties of Recent and Heat Treated Ash-Fraxinus excelsior L. Šumarski list, 133, 185–191. URL: https://hrcak.srce.hr/36402
Hill, C., Altgen, M., & Rautkari L. (2021). Thermal modification of wood – A review: Chemical changes and hygroscopicity. Journal of Materials Science, 56, 6581–6614. https://doi.org/10.1007/s10853-020-05722-z
Ilkiv, M. M., Solonynka, V. R., Humenyuk, Zh. Ya., & Huber, Yu. M. (2017). The Research of the Strength of Ash Thermowood Adhesive Joints Treated by Vacuum-Conductive Thermal Processing Technology. Scientific Bulletin of UNFU, 27(3), 136–139. https://doi.org/10.15421/40270330
Iždinský, J., Reinprecht, L., Sedliacik, J., Kúdela, J., & Kucerová, V. (2021). Bonding of Selected Hardwoods with PVAc Adhesive. Applied Science. 11(1), article ID 67. https://doi.org/10.3390/app11010067
Jin, Y., Cheng, X., & Zheng, Z. (2010). Preparation and characterization of phenol-formaldehyde adhesives modified with enzymatic hydrolysis lignin. Bioresource Technology, 101, 2046–2048. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2009.09.085
Kindzera, A., Kshyvetskyy, B., Spirochkin, A., Lakyda, Yu., & Zavialov, D. (2025). Influence of environmental factors on the surface condition of thermally modified ash wood in polyvinyl acetate adhesive joints. Ukrainian Journal of Forest and Wood Science, 16(3), 26–39. https://doi.org/10.31548/forest/3.2025.26
Kshyvetskyy, B. Y., & Datskiv, H. M. (2023). Strength of adhesive joints of thermally modified ash wood glued with polyvinyl acetate – based adhesives. Drewno. Prace naukowe. Doniesienia. Komunikaty, 66(211), 5–8. https://doi.org/10.12841/wood.1644-3985.426.03
Kshyvetskyy, B. Ya., Datskiv, H. M., & Andrashek, Yo. V. (2019). General information about adhesives, gluing, and thermally modified wood. Scientific Bulletin of UNFU, 29(3), 81–84. https://doi.org/10.15421/40290317
Kshyvetskyy, B., Kindzera, D., Sokolovskyi, I., Storozhuk, V., Mayevska, O., Somar, H., & Kindzera, A. (2024). Features of the formation of cohesive and adhesive strength by non-structured and structured polyvinyl acetate films during wood gluing. Voprosy khimii i khimicheskoi tekhnologii, 3, 89–97. https://doi.org/10.32434/0321-4095-2024-154-3-89-97
Kshyvetskyy, B., Kindzera, D., Sokolovskyy, Ya., Somar, H., & Sokolovskyi, I. (2023). Prediction of the strength of oakwood adhesive joints bonded with thermoplastic polyvinyl acetate adhesives. Chemistry & Chemical Technology, 17(1), 110–117. https://doi.org/10.23939/chcht17.01.110
Kubovský, I., Kačíková, D., Kačík, F. (2020). Structural changes of oak wood main components caused by thermal modification. Polymers, 12, article ID 485. https://doi.org/10.3390/polym12020485
Kučerová, V., Lagaňa, R., & Hýrošová, T. (2019). Changes in chemical and optical properties of silver fir (Abies alba L.) wood due to thermal treatment. Journal of Wood Science, 65(1), 21–31. https://doi.org/10.1186/s10086-019-1800-x
Łebkowska, M., Załęska-Radziwiłł, M., & Tabernacka, A. (2017). Adhesives based on formaldehyde – Environmental problems. BioTechnologia, 98, 53–65. https://doi.org/10.5114/bta.2017.66617
Masoumi, A., Balma, F. X. Z., & Bond, B. H. (2023). Adhesive bonding performance of thermally modified yellow poplar. BioResources, 18(4), 8151–8162. https://doi.org/10.15376/biores.18.4.8151-8162
Pinchevska, O., Horbachova, O., Bardarov, N., Zavialov, D., Davydov, V., & Oliynyk, R. (2025). Properties of heat-treated ash wood. Ukrainian Journal of Forest and Wood Science, 16(2), 25–41. https://doi.org/10.31548/forest/2.2025.25
Qiao, L., & Easteal, A. (2001). Aspects of the performance of PVAc adhesives in wood joins. Pigment & Resin Technology, 30(2), 79–87. https://doi.org/10.1108/03699420110381599
Rohumaa, A., Kallakas, H., Mäetalu, M., Savest, N., & Kers, J. (2021). The effect of surface properties on bond strength of birch, black alder, grey alder and aspen veneers. International Journal of Adhesion and Adhesives, 110, article ID 102945. https://doi.org/10.1016/j.ijadhadh.2021.102945
Taghiyari, H. R., Esmailpour, A., Adamopoulos, S., Zereshki, K., & Hosseinpourpia, R. (2020). Shear strength of heat-treated solid wood bonded with polyvinyl-acetate reinforced by nanowollastonite. Wood research, 65(2), 183–194. https://doi.org/10.37763/wr.1336-4561/65.2.183194
Tout, R. (2000). A review of adhesives for furniture. International Journal of Adhesion and Adhesives, 20(4), 269–72. https://doi.org/10.1016/S0143-7496(00)00002-6
Vidholdová, Z., Ciglian, D., & Reinprecht, L. (2021). Bonding of the thermally modified Norway spruce wood with the PUR and PVAc adhesives. Acta Facultatis Xylologiae Zvolen, 63, 63–73. https://doi.org/10.17423/afx.2021.63.1.06
Wei, Q., Shujun, L., & Fengying, X. (2016). Preparation and Characterization of a phenol-formaldehyde resin adhesive obtained from bio-ethanol production residue. Polymers & Polymer Composites, 24(2), 99–105. https://doi.org/10.1177/096739111602400
Żmuda, E., Wronka, A., Kowaluk, G., & Radomski, A. (2024). Effect of Styrene Polymerization on the Bondability of Beech and Alder Wood with Different Adhesives. Materials, 17, article ID 6212. https://doi.org/10.3390/ma17246212
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
