Thermal stability of glued wood joints measured by shear tests

Abstract

The thermal stability of glued wood joints is an important criterion to determine the suitability of adhesives in the field of engineered wood. During their product life, glued wood joints can be exposed to high temperatures in various ways (direct exposure to the sun, fire, etc.). Thereby the cohesiveness of the adhesive must not degrade. This raises the question of how the strength of bonding changes under thermal load. The current investigation covers the influence of temperature (T = 20 to 220°C) on the shear strength of glued wood joints. Different adhesive systems were investigated. With increasing temperature, the shear strength of solid wood and also of glued wood joints decreased. There were big differences in thermal stability and failure behaviour between the adhesive systems as well as within the polyurethane group. The thermal stability of one-component polyurethane systems can be greatly varied by modifying their chemical structure. Well adapted onecomponent polyurethane adhesives reach a strength similar to that of phenol resorcinol resin.

Resistência Ao Cisalhamento Das Juntas Adesivas Produzidas Com Três Diferentes Espécies De Madeiras E Adesivos Vinílicos Para Aplicações Não Estruturais

“…Os resultados da Figura 2a estão de acordo com o porcentual de falha na madeira apresentado na Tabela 3 (teste A) e de acordo com os resultados obtidos por Clauß et al (2011) nas juntas adesivas fabricadas com a madeira da espécie Fagus sylvatica L. e adesivo de PVAc. Tais resultados podem ser explicados pela ausência do monômero funcional na composição do adesivo (AD-1), o qual contribui para o aumento da resistência da junta adesiva (QIAO et al, 2000;FRAIZER, 2006b;BROWN et al, 2007).…”

“…De acordo com Vital et al (2006), variações na densidade e permeabilidade das espécies de madeira podem contribuir para a redução da resistência ao cisalhamento das juntas adesivas. É importante ressaltar que a madeira sólida, quando submetida a temperaturas mais altas, apresenta redução na resistência ao cisalhamento (CLAUß et al, 2011).…”

“…Na presença de água e com a temperatura de acondicionamento das juntas acima da Tg do adesivo, podem ocorrer plastificação e hidrólise do adesivo, resultando no decréscimo da resistência e na durabilidade da junta adesiva. Conforme observado por Clauß et al (2011), a resistência ao cisalhamento e o percentual de falha na madeira das juntas preparadas com o adesivo PVAc e na madeira da espécie Fagus sylvatica L. decrescem, significativamente, com o aumento da temperatura de acondicionamento das juntas.…”

“…Nos últimos anos, diversos trabalhos foram realizados com o objetivo de entender o comportamento dos diferentes tipos de adesivos utilizados para colagem de madeiras com resistência à umidade e à temperatura (QIAO et al, 2000;LÓPEZ-SUEVOS et al, 2006a;VITAL et al, 2005;BROWN et al, 2007;CLAUß et al, 2011).…”

“…Na maioria dos casos de ruptura da junta adesiva, tal fato ocorre no substrato ou na interface (substrato/adesivo). Normalmente, as ligações adesivas são enfraquecidas na presença de umidade e temperatura (KABOORANI et al, 2011;CLAUß et al, 2011;STOECKEL et al, 2013).…”