基于改性大豆蛋白胶黏剂的竹刨花板性能

为了开发生物质胶黏剂及环境友好型竹刨花板,研究了基于十二烷基硫酸钠改性的大豆蛋白胶黏剂施胶量对竹刨花板物理力学性能的影响,结果表明,大豆蛋白胶黏剂的较佳施胶量为13%。通过响应曲面设计研究了热压温度、热压时间和板坯含水率对竹刨花板的力学性能及耐水性的影响,得到最优工艺参数条件为:热压温度175℃,热压时间8.5min,板坯含水率26.0%,在此条件下,静曲强度达16.8MPa,内结合强度达0.65MPa,吸水厚度膨胀率达6.7%。实验室测得竹刨花板物理力学性能指标均达到国家标准。     

玄武岩纤维改性大豆蛋白胶黏剂性能及胶合机理

为提高大豆蛋白胶黏剂的胶合强度,开发环境友好型木材用生物质胶黏剂,采用玄武岩纤维(basalt fiber,BF)作为增强改性剂,成功制备了胶接性能优良的玄武岩纤维改性大豆蛋白胶黏剂(basalt fiber/soybean protein isolate adhesive,BF/SPIA),并对BF/SPI的胶接强度、流变特性、化学基团及形态结构进行了分析。研究结果表明:随着玄武岩纤维用量的逐步提高,改性大豆蛋白胶黏剂的力学强度呈先增加后下降的趋势。当BF质量分数为5%时,BF/SPIA干、湿状胶接强度分别达2.15和0.92 MPa。流变特性测试结果表明BF/SPI胶黏剂的剪切模量有所增加;傅里叶红外光谱(fourier infrared spectrum,FTIR)显示出改性大豆蛋白胶黏剂中亲水基团降低,Si—O键特征峰明显,BF与大豆蛋白分子间相互作用,形成新的复合结构;扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)图谱印证了BF与SPAI两相体系融合性良好,且固化胶接界面较为致密。中试试验结果进一步表明玄武岩纤维改性大豆蛋白胶黏剂具有良好的稳定性,其湿状胶接强度可高达1.05 MPa,木材压缩率仅14.92%,实用性较强。该研究可为改性大豆蛋白胶黏剂的工业化应用及推动环保木材胶黏剂的应用进程提供理论参考。     

异氰酸酯改性大豆油基木材胶黏剂的制备与性能

环氧大豆油丙烯酸酯（Acrylated Epoxidized Soybean Oil, AESO）具有原料来源丰富、环境友好、耐水性好等优点,以AESO为原料制备新型无醛木材胶黏剂是降低当前甲醛系胶黏剂用量的重要途径。针对AESO同时含双键、羟基和环氧基的结构特点,以六亚甲基二异氰酸酯（Hexamethylene Diisocyanate, HDI）为改性剂、过氧化苯甲酸叔丁酯为自由基引发剂,制备了改性大豆油基木材胶黏剂及其杨木胶合板材,分析了胶黏剂的化学结构、流变性、固化行为、胶合机理及其对胶合板物理力学性能的影响。结果表明：HDI改性后的胶黏剂具有更高的交联密度、内聚力和胶接力,其杨木胶合板的耐水胶合强度可达1.18 MPa;HDI可与AESO的羟基、环氧基反应生成氨基甲酸酯结构,同时HDI的加入降低了AESO树脂的黏度和最大固化温度,提高了胶黏剂的加工性能;HDI改性显著提高胶合板的物理力学性能（P<0.05）,当HDI与AESO的质量比为1∶9时,胶合板的横向静曲强度和弹性模量分别为57.6和5 920 MPa,且板材在120°C下2 h不开裂。该研究为以生物质大豆油为原料制备无醛胶黏剂提供了一种可行路径,有利于木材工业的绿色与可持续发展。     

魔芋粉-壳聚糖-聚乙烯醇共混胶黏剂的流变模型

为了拓宽魔芋粉的应用领域,开发环境友好型木材胶黏剂,并更准确地把握该胶在胶合板生产中的工艺参数,该文在前期葡甘聚糖-壳聚糖-聚乙烯醇共混胶黏剂的胶合机理、微观结构表征和流变特性的研究基础上,通过TA流变仪的扫描测试进一步研究了该共混胶黏剂的流变模型。首先对胶黏剂分别进行动态温度扫描和等温时间扫描曲线分析,接着进行稳态和动态流变曲线分析建立了复数黏度与剪切黏度的对应关系,然后根据Dual-Arrhenius方程建立了复合胶黏剂的化学流变模型,最后对胶黏剂的黏度和工艺条件进行了预测。结果表明:通过动态温度扫描曲线分析,温度较低时,复数黏度缓慢下降;从玻璃化温度到凝胶化温度,复数黏度迅速下降;从凝胶化温度到160℃左右,复数黏度出现平台区;160℃以上复数黏度急剧增大;通过等温时间扫描曲线分析得到随着温度的升高,反应速率加快,温度越高固化增黏时间越短;通过对比稳态和动态流变曲线,验证了Cox-Merz定律对于该胶的有效性;100~160℃时胶黏剂体系的相对黏度特性符合Dual-Arrhenius黏度方程;该模型与测试结果吻合性较好,利用该模型可以预测胶合板热压工艺所需要的工艺参数,并能动态模拟整个热压工艺过程中的黏度变化;综合得出在160℃附近黏度急剧上升,黏度随时间延长增加,理想的加压时机是温度升至130℃后保温15~20 min。该研究成果为胶黏剂固化工艺条件的确定提供了理论依据。     

生物油模型化合物催化裂解机理

为探索生物油催化裂解反应特性和催化作用机理,该文采用HZSM-5分子筛催化剂在550℃对生物油典型模型化合物(羟基丙酮、乙酸乙酯、愈创木酚)进行了催化裂解反应,研究模型化合物催化裂解特性和反应机理以及催化剂失活性质.试验结果显示:不含苯环的模型化合物催化裂解液体产物以芳烃为主,含氧化合物含量较低;羟基丙酮和乙酸乙酯的裂化气体产物分别以CO和烯烃为主.酚类模型化合物催化裂解液体产物仍以酚类为主,芳烃次之,说明苯酚类物质结构相对稳定,气体产物中烯烃含量约30%.根据气液产物分布,推测生物油催化裂解过程主要发生脱氧和环化反应,并对芳烃和烯烃有较好的选择性,为探索生物油催化裂解机理研究提供了理论依据.     

魔芋粉-壳聚糖-聚乙烯醇共混胶黏剂的性能及其胶合机理

为了提高魔芋粉的利用价值,开发环境友好型木材胶黏剂,以魔芋葡甘聚糖、壳聚糖为胶黏剂主料,添加聚乙烯醇制备三元共混胶黏剂。通过差示扫描量热法（DSC）,分析共混胶的热特性,确定了热压温度参数;采用正交试验法,探讨热压工艺参数对胶合板强度的影响,并进一步对比了二元共混胶和三元共混胶的强度;通过红外光谱（FTIR）和扫描电子显微镜（SEM）进行了微观结构分析。结果表明：在热压温度130℃,热压时间15 min,压力4 MPa,胶存放时间24 h的条件下,用该胶黏剂压制的胶合板,干湿状胶合强度最大;FTIR分析发现3种高分子之间存在着氢键等强烈的相互作用;SEM分析表明三元共混胶黏剂中存在网状结构,使胶合强度得到提高。研究结果为加速环保木材胶黏剂研发进程和完善加工工艺条件提供了科学依据。     

魔芋粉-壳聚糖-聚乙烯醇共混胶黏剂的结构表征

为了拓宽魔芋粉的应用领域,开发环境友好型木材胶黏剂,在前期研究基础上,笔者进一步探讨了胶黏剂的胶合机理和工业化的可行性：通过红外光谱(FTIR)对共混胶的分子间的相互作用以及胶接界面进行了微观结构分析;借助X-射线衍射(XRD)辅助探讨了葡甘聚糖(KGM)、壳聚糖(CA)、聚乙烯醇(PVA)3种纯物质和三元共混胶黏剂的微观结构中官能团的变化;同时利用原子力显微镜(AFM)直观的观察分析胶膜结构,揭示了三元共混胶黏剂的胶合机理;经过成本估算并与市售胶黏剂比较,对其应用于工业生产进行了可行性分析。结果表明：FTIR和XRD分析发现3种高分子之间存在着氢键等强烈的相互作用,并且发现胶黏剂中的活性基团与杨木中的纤维素和半纤维素上的羟基发生了作用,从而得到胶黏剂与界面之间也有强烈作用;AFM分析表明通过PVA的加入,明显改善了以前的双螺旋结构,因此也有效地提高了耐水性能;前景分析表明该胶具有易于形成工业化生产的特点,其制备工艺与白乳胶相似,能够适应白乳胶的生产设备。以上研究结果为探索生物质环保胶黏剂提供了参考。     

基于径向基函数神经网络的地下水数值模拟模型的替代模型研究

近年来提出的替代模型方法是一种连接数值模拟模型与优化模型的有效途径,替代模型质量的好坏取决于采样方法和替代模型种类。以金泉工业园区地下水水源地为研究区,基于拉丁超立方抽样方法,结合研究区地下水数值模拟模型,获取输入(抽水量)输出(水位降深)数据集,运用人工神经网络方法,建立径向基函数神经网络模型,作为地下水数值模拟模型的近似替代模型。经验证,径向基函数神经网络模型输出得到的水位降深均值与模拟模型计算结果的拟合平均相对误差为0.038;水位降深剩余标准差的拟合平均相对误差为0.042。拟合平均相对误差较小,表明径向基函数神经网络模型能够有效地替代地下水数值模拟模型,为日后替代模型的深入研究提供了科学依据。     

高水分大豆蛋白组织化生产工艺和机理分析

以低温豆粕为原料，应用带冷却工艺的双螺杆挤压实验室工作站，开发出高水分组织化大豆蛋白产品的生产工艺；分析了螺杆转速、物料湿度、喂料速度和机筒温度等操作参数对产品质构和色泽的影响规律；利用扫描电镜对高水分组织化大豆蛋白产品的微观结构进行了观察和分析。结果表明：机筒温度在150℃左右时，产品具有较好的组织化度、色泽及口感；随着物料水分的增加，产品的组织化度、粘着性和明度指数逐渐增加，而硬度和咀嚼度逐渐降低；随着螺杆转速的增加，产品的组织化度、硬度、粘着性和咀嚼度均有增加的趋势；喂料速度对产品的表观形态影响较大，喂料速度较大时，产品表观粗糙、组织化度降低。单因素实验优选的操作参数为：机筒温度145℃～155℃，物料湿度45％～50％，螺杆转速90～160 r/min，喂料速度20～40 g/min。结合对生产工艺和产品微观结构分析，提出了高水分组织化大豆蛋白产品形成过程的“膜状气腔”理论假设，以供讨论和指导生产实践。     

还原剂对大豆蛋白/聚乙烯醇复合薄膜性能的影响

为了改善大豆蛋白/聚乙烯醇复合薄膜的综合性能,该研究以薄膜拉伸强度、断裂伸长率、透光率、吸水率为评价指标,通过隶属度函数综合评分方法,研究了几种还原剂对大豆蛋白/聚乙烯醇复合薄膜性能的影响。试验结果表明：与对照组相比,加入抗坏血酸或半胱氨酸,薄膜拉伸强度显著增大,吸水率和断裂伸长率显著降低;加入半胱氨酸,薄膜透光率显著提高;添加亚硫酸钠,薄膜拉伸强度和透光率显著提高,吸水率降低但不显著,断裂伸长率无明显变化。当亚硫酸钠质量分数为0.15%时,薄膜综合性能较佳,拉伸强度为6.904?MPa,断裂伸长率为66.076%,透光率为32.310%,吸水率为45.695%。该研究为大豆蛋白/聚乙烯醇复合薄膜性能改善及生产应用提供理论基础。     

不同贮藏期大豆蛋白对千页豆腐品质的影响

为了研究不同贮藏期大豆分离蛋白（soy protein isolate,SPI）对千页豆腐品质的影响,该文首先研究了贮藏期对大豆分离蛋白结构的影响,进而探讨贮藏期对大豆蛋白制备千页豆腐的品质的影响。对不同贮藏期的大豆蛋白分别采用了凝胶质构特性、感官评价、羰基含量、大豆蛋白亚基以及巯基的测定,并采用拉曼光谱对大豆蛋白二级结构、二硫键构型以及侧链结构进行了分析,同时采用扫描电镜观察千页豆腐的微结构。结果表明：随着贮藏期的延长,千页豆腐的感官评价变差,由88分降低至44分;其凝胶网络结构逐渐疏松;大豆蛋白羰基含量逐渐上升;巯基含量逐渐下降;二级结构含量改变;凝胶硬度呈下降趋势,硬度值低于234 g时,将无法达到千页豆腐的质量要求。这表明在贮藏期内SPI发生了氧化,导致大豆蛋白质结构发生改变,使其凝胶性质下降。     

不同种类大豆蛋白粉对面包加工特性的影响

为探索大豆蛋白作为营养补充剂在面包中应用时,对面团物理特性和焙烤特性产生的影响,该文考察了不同种类的大豆蛋白制品,包括大豆分离蛋白、灭酶全脂粉、活性全脂粉、活性脱脂粉、灭酶脱脂粉对面团粉质特性、拉伸特性和焙烤特性的影响。结果表明,面粉的吸水率与大豆蛋白粉氮溶解指数显著相关,面团的抗拉阻力受大豆蛋白添加量的影响明显。大豆蛋白粉的加入,对面包比体积产生不利影响,下降趋势与大豆蛋白粉对面团拉伸特性的影响显著相关。大豆蛋白粉有软化面包质地的作用,活性全脂粉表现最为明显。大豆蛋白粉的加入量占面粉质量分数的3%时,对面包口感影响不明显,当加入量超过面粉质量分数的7％时,容易出现发粘和豆腥味等现象。     

冷冻方式对醛交联大豆蛋白多孔材料结构及吸附特性的影响

为制备纳米级孔径的大豆蛋白多孔材料,研究了冰箱和液氮冷冻处理的醛交联大豆蛋白多孔材料的结构及吸附性能。结果表明:戊二醛对大豆蛋白的交联效果优于甲醛和乙二醛。液氮冷冻处理的多孔材料比表面积和孔容均较大,而平均孔径较小;纳米级孔的孔径都分布在80 nm以内,介孔总孔容占比超过50%,大孔次之,微孔占比最小;冰箱冷冻样品纳米级孔的孔径主要分布在70 nm以内,且微孔和介孔孔容都小于采用液氮冷冻处理的样品。场发射扫描电镜分析表明,大豆蛋白多孔材料的孔形态为微米级圆孔和纳米级狭缝孔。冷冻处理比醛类交联剂对孔结构的影响大,合适的冷冻方式能替代或超过交联剂种类变化取得的效果。热重分析表明液氮冷冻处理的戊二醛交联大豆蛋白多孔材料热稳定性好;该多孔材料对对硝基苯酚和六价铬离子具有一定的吸附效果,是制备大豆蛋白多孔材料较合适的方法。研究结果为植物蛋白多孔材料的制备提供参考。     

干燥方法对大豆分离蛋白热诱导聚集体的影响(简报)

为了深入了解干燥方法对大豆蛋白热聚集体的影响,从而有利于控制大豆制品的结构和质构,该文比较了常用的两种干燥方法对大豆分离蛋白热聚集体的分子量分布、粒径分布以及二级结构的影响。体积排阻色谱(SEC-HPLC)分析结果表明干燥前蛋白溶液主要由三部分组成(即聚集体,中间体以及未聚集部分),随着浓度的增加聚集体部分相应增加,冷冻干燥后样品的中间体显著减少,聚集体部分增加明显,喷雾干燥后中间体部分基本消失;激光光散射(LLS)的结果进一步证明干燥后的蛋白质聚集体具有较为均匀的粒径分布且体系的平均粒径增加;红外分析结果显示α-螺旋和无规卷曲都略有降低,但是β-折叠有明显的增加。上述结果表明干燥过程中聚集体体系的结构发生了重组,形成了尺寸较大且分布更为均匀的结构,这对在生产中选择合适的干燥方式,更好的控制大豆分离蛋白的聚集及凝胶结构有一定的指导意义。     

高压均质-冷冻干燥技术制备大豆分离蛋白微粒及其功能特性

为了进一步改善大豆分离蛋白的分散性及功能性质,该研究以大豆分离蛋白为原料,通过对天然大豆分离蛋白进行高压高剪切处理并联合冷冻干燥技术,制备大豆分离蛋白微粒,考察压力(60～100 MPa)对大豆分离蛋白微粒尺寸、功能性质及结构特性的影响,探究其构效关系.结果表明:随着压力逐渐增加,大豆分离蛋白平均粒径大幅度减小,粒径分...     

两级泡沫分离废水中大豆蛋白的工艺

为了有效处理高浓度大豆蛋白废水,在研究初始pH值、表观气速和温度特别是在较高温度（60℃）对泡沫分离大豆蛋白废水效果影响的基础上,建立了可同时提高富集比和回收率的两级泡沫分离工艺。在60℃时,对大豆蛋白质量浓度为4.0 g/L的废水泡沫分离,富集比比常温时提高4倍多。两级泡沫分离工艺中,第一级分离在大豆蛋白质量浓度为4.0 g/L,初始pH值为7.0,表观气速0.133 cm/s,60℃下操作,富集比为7.71,残液作为第二级泡沫分离的进料;第二级分离先在20℃,表观气速0.133 cm/s下进行,待塔顶