Оборудование и материалы: заготовки для образцов из древесины сосны или ели в виде прямоугольных брусочков размерами 20×20×50 мм и 20×10×30 мм; рычажный пресс для склеивания образцов; испытательная машина Р-5 с максимальным усилием 50кН; приспособление для испытания на склеивание вдоль волокон.
Клеящая способность является важнейшей характеристикой клеев. Она оценивается пределом прочности при скалывании стандартных образцов массивной древесины, склеенных данным клеем при комнатной температуре. Водостойкость клеевых соединений определяют на этих образцах после температурно-влажностных воздействий на них.
Сущность способа заключается в определении разрушающей нагрузки на образец, подвергаемый скалыванию вдоль волокон по клеевому слою.
Клей холодного отверждения массой примерно 20…30 г приготавливают путем добавления к испытываемой смоле необходимого объема соответствующего отвердителя. Для карбамидоформальдегидных смол отвердителем является 10% водный раствор щавелевой кислоты. Объем отвердителя зависит от рН смолы, а для старых смол – определяется опытным путем.
Для приготовления карбамидоформальдегидного клея взвешивают чашечку, помещают в нее 20…30 г смолы и определяют ее массу с точностью до 0,1 г. Рассчитывают необходимый объем отвердителя, полагая массу смолы равной 100 м.ч., а плотность отвердителя – равный 1 г/см3. Добавив отвердитель в смолу, быстро перемешивают его стеклянной палочкой. Калориметрическим способом определяют рН клея.
Для склеивания образцов на заготовке размерами 20×20×50 мм карандашом отмечают границы площади склеивания. Наносят клей тонким слоем с помощью стеклянной палочки на обе склеиваемые поверхности и выдерживают 5…10 минут для удаления излишков клея и его загустения. Соединяют склеиваемые поверхности и помещают образцы в рычажный пресс. На каждом из образцов должны быть указаны фамилия студента и номер группы.
Для того чтобы определить предел прочности образцов при скалывании по клеевому слою, образцы после распрессовки очищают от подтеков клея. Затем их помещают в приспособление для испытания так, чтобы длинная сторона образца плотно прилегала к подвижной стенке приспособления, а подвижная опорная призма не зажимала образец.
Рисунок 5.1 – Приспособление для склеивания образцов вдоль волокон по клеевому шву: 1 – корпус; 2 – пружина; 3 – подвижная планка; 4 – ролики; 5 – нажимная призма с шаровой опорой; 6 – образец; 7 – подвижная опора;
8 – прижимной винт.
Приспособление ставят на опорную плиту реверсора испытательной машины Р-5, располагая его точно по оси захватов машины.
Настраивают машину для работы на шкале №1 (до 10 кН), при этом на маятнике должен быть один груз (постоянный). Рукоятками грубой и точной настройки устанавливают скорость движения силового винта, равную 4 мм/мин (при работающем двигателе машины). Пользуясь кнопками «Ускоренный ход» и «Стоп», устанавливают минимальный зазор между торцом образца и нагружающей плитой реверсоре машины. Включают рабочий ход машины и фиксируют с точностью до 0,1 Н разрушающую нагрузку Рмах. Затем, включив обратный ход, возвращают траверсу в исходное положение.
Рассчитывают предел прочности при скалывании вдоль волокон по клеевому слою, МПа:
где 
– соответственно длина и ширина площадки скалывания, определяемая с точностью до 0,1 мм с помощью штангенциркуля после разрушения образца.
Дополнительно оценивают характер разрушения образцов по следующей системе: преимущественно по клею, преимущественно по древесине, смешанное разрушение. Результаты испытаний заносят в таблицу.
Таблица 5.1 – Результаты испытания клея на водостойкость (п.4)
| № | l,мм | b,мм | Разрушающая нагрузка, Рmax, Н | Масса до склеивания | Масса после склеивания | Предел прочности  ,Н/мм2
|
| 29,4 | 21,2 | 14,450 | 14,630 | 0,000 | ||
| 29,0 | 20,5 | 0,04 | 13,280 | 13,540 | 0,000 | |
| 28,6 | 21,5 | 0,46 | 13,185 | 13,590 | 0,001 | |
| 28,9 | 20,0 | 2,32 | 14,650 | 14,910 | 0,004 | |
| 30,0 | 20,0 | 0,3 | 15,135 | 15,520 | 0,001 | |
| 29,0 | 21,0 | 1,02 | 15,345 | 15,755 | 0,002 | |
| 30,0 | 21,2 | 2,2 | 13,975 | 14,270 | 0,003 | |
| 28,6 | 20,4 | 0,6 | 12,510 | 12,770 | 0,001 | |
| 29,8 | 21,0 | 1,34 | 11,750 | 12,045 | 0,002 |
Таблица 5.2 Предел прочности на склеивание чистой смолой
| № образца | l,мм | b,мм | Разрушающая нагрузка, Рmax, Н | Предел прочности ,Н/мм2
| Характер разрушения | Расход клея, г/см2 |
| 29,0 | 20,6 | 4,16 | смешанный | 0,865 | ||
| 28,7 | 20,1 | 3,84 | по клею | 0,780 | ||
| 29,0 | 20,7 | 4,76 | смешанный | 0,455 | ||
| 28,0 | 20,4 | 4,37 | смешанный | 0,940 | ||
| 27,4 | 20,1 | 4,64 | по древесине | 0,720 | ||
| 29,5 | 20,0 | 4,77 | по клею | 1,895 | ||
| 30,4 | 20,8 | 4,68 | смешанный | 0,710 | ||
| 29,0 | 20,0 | 5,43 | по клею | 1,035 | ||
| 30,0 | 20,0 | 3,70 | смешанный | 0,870 |
Таблица 5.3 – Предел прочности на склеивание клеем расплавом
| № образца | Разрушающая нагрузка, Рmax, Н | Площадь, мм2 | Характер разрушений | Предел прочности ,Н/мм2
|
| 156,5 | 432,65 | адгезионное | 0,36 | |
| когезионное | 0,56 | |||
| 432,64 | когезионное | 0,25 | ||
| 210,5 | 430,56 | отгезионное | 0,49 | |
| 434,72 | когезионное | 0,37 | ||
| 422,3 | когезионное | 0,26 | ||
| 424,35 | когезионное | 0,39 | ||
| 152,7 | 455,85 | когезионное | 0,33 |
Таблица 5.4 – Предел прочности на склеивание чистым ПВА (клей берит)
| № образца | l,мм | b,мм | Разрушающая нагрузка, Рmax, Н | Масса с клеем | Масса без клея | Характер разрушения | Предел прочности ,Н/мм2
|
| 28,6 | 20,3 | 0,5 | 15,490 | 16,025 | по клею | 0,001 | |
| 28,6 | 19,7 | 1,1 | 12,830 | 13,315 | по клею | 0,002 | |
| 29,8 | 19,8 | 1,5 | 14,040 | 14,510 | по клею | 0,003 | |
| 28,1 | 19,7 | 1,8 | 12,760 | 13,140 | смешанный | 0,003 | |
| 28,5 | 20,4 | 12,555 | 13,010 | по древесине | 0,000 | ||
| 29,55 | 20,0 | 5,8 | 13,020 | 13,365 | по древесине | 0,010 | |
| 29,0 | 20,0 | 2,43 | 12,340 | 12,745 | смешанный | 0,004 | |
| 30,0 | 19,55 | 2,1 | 13,580 | 13,905 | по клею | 0,004 |
Таблица 5.5 – Предел прочности на склеивание ПВА для модификации
| № | l,мм | b,мм | Разрушающая нагрузка, Рmax, Н | Масса с клеем | Масса без клея | Характер разрушения | Предел прочности ,Н/мм2
|
| 29,2 | 19,6 | 2,55 | 13,260 | 13,615 | смешанный | 0,004 | |
| 28,6 | 20,3 | 1,45 | 13,535 | 14,075 | по клею | 0,002 | |
| 29,7 | 19,7 | 0,9 | 12,235 | 12,850 | по клею | 0,002 | |
| 28,5 | 20,3 | 1,0 | 13,540 | 14,155 | по клею | 0,002 | |
| 28,6 | 19,3 | 1,45 | 12,980 | 13,480 | по клею | 0,003 | |
| 29,4 | 19,9 | 0,98 | 13,875 | 14,360 | по клею | 0,002 | |
| 28,3 | 19,7 | 3,33 | 13,430 | 13,985 | по клею | 0,006 | |
| 28,5 | 20,2 | 3,81 | 12,870 | 13,145 | по клею | 0,007 | |
| 29,4 | 20,2 | 2,9 | 13,360 | 13,765 | по древесине | 0,005 |
Таблица 5.6 – Предел прочности при склеивании клеем Titebond
| № | l,мм | b,мм | Разрушающая нагрузка, Рmax, Н | Масса с клеем | Масса без клея | Характер разрушения | Предел прочности  ,Н/мм2
|
| 29,65 | 20,0 | 4,0 | 13,505 | 12,940 | смешанный | 0,007 | |
| 29,8 | 19,55 | 1,8 | 13,515 | 12,845 | смешанный | 0,003 | |
| 29,0 | 20,2 | 3,3 | 14,395 | 13,920 | по древесине | 0,006 | |
| 27,6 | 20,25 | 1,72 | 13,140 | 12,670 | по клею | 0,003 | |
| 28,6 | 20,25 | 2,9 | 14,155 | 13,805 | смешанный | 0,005 | |
| 28,6 | 19,6 | 1,4 | 13,350 | 12,995 | смешанный | 0,002 | |
| 29,8 | 19,8 | 2,2 | 13,615 | 13,230 | смешанный | 0,004 | |
| 29,8 | 19,8 | 3,11 | 14,250 | 13,930 | по древесине | 0,005 | |
| 28,0 | 20,0 | 1,94 | 13,140 | 12,760 | смешанный | 0,003 |
