制备工艺对标签胶性能影响的研究

以脱脂大豆粉(SF)为原料制备豆粉标签胶,主要研究了制备工艺(包括液料比、尿素加量、交联剂加量、处理时间和处理温度)对豆粉标签胶黏度、粘接性能和耐水性能的影响,并借助红外光谱对标签胶进行分析与表征。研究结果表明,豆粉标签胶的最佳制备工艺为:m(水):m(SF)为3.0:1.0,尿素加量100%,交联剂加量4.5%(占SF质量),处理温度70℃,处理时间1.0 h。此条件制备的豆粉标签胶黏度为32450mPa.s,粘接力177 N,耐常温水性(20±2)℃≥104h,远高于标签胶行业标准规定的72 h要求。FT-IR分析表明,加入交联剂后,大豆蛋白在波数为1 168 cm~(-1)处产生新特征峰,这可能是该研究豆粉标签胶具有较佳耐水性能原因所在。     

改性大豆蛋白胶黏剂基料的制备及表征

以尿素为改性剂,亚硫酸氢钠、过硫酸铵(APS)为引发剂,将甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)接枝到大豆分离蛋白(SPI)上制备改性大豆蛋白胶黏剂基料.研究了尿素浓度及处理时间、引发剂用量、反应温度、单体用量等因素对改性大豆蛋白胶黏剂基料的黏度和耐水性的影响,确定了最佳的工艺条件.最佳工艺条件为:尿素浓度3 mol/L,预处理时间30 min,反应温度50℃,NaHS03、APS和GMA分别占大豆蛋白的质量分数为5％、10％和84％.合成的基料黏度为59.68(mPa.s),胶膜水溶物含量为44.12％,对桦木的拉伸剪切强度为5.85 MPa,基本满足木材胶黏剂要求.红外光谱证明GMA和SPI发生了接枝反应.     

异氰酸酯改性大豆蛋白胶的研究

先以大豆蛋白、乙酸乙烯酯、尿素、过硫酸铵等为主要原料合成大豆蛋白接枝共聚乳液,以剪切强度为衡量指标,最佳反应条件为:尿素浓度3 mol·L-1;单体比例乙酸乙烯酯∶大豆蛋白=1∶2,反应温度68℃;再使用异氰酸酯对其改性,合成异氰酸酯改性大豆蛋白胶,用该胶压制杨木胶合板,经检验干态和湿态剪切强度分别为7.46 MPa和6.01 MPa,达到了II类胶合板要求;进一步将填料、橡胶乳液、交联剂对胶合板性能的影响作出分析得出,填料最优加入比例为10%,橡胶乳液为30%,交联剂在13%以下时,随着用量增加胶合强度增加,适用期减小,超过15%胶合强度下降。     

UFC和大豆蛋白制备环保脲醛树脂

采用脲醛预缩液(UFC)制备甲醛和尿素物质的量之比为1.3∶1的脲醛树脂,并在"碱-酸-碱"制备工艺的3个阶段分别加入大豆蛋白(SPI)降解液进行改性。对改性后脲醛树脂的性能进行对比分析,并借助核磁共振(13C-NMR)和动态热机械性能(DMA)分析改性后脲醛树脂的结构特征及热机械性能。结果表明,与普通脲醛树脂相比,UFC制备脲醛树脂的胶合强度提高了16%,游离甲醛降低了33%;而采用UFC和SPI降解液制备脲醛树脂,树脂胶合强度变化不大,当SPI降解液加入量为10%时,其游离甲醛可降低50%。13C-NMR分析表明,在第3个阶段加入SPI降解液,可以降低脲醛树脂中的醚键含量并提高桥键含量,使树脂具有较高的交联度和较低的游离甲醛。DMA测试结果表明,在第3个阶段加入SPI降解液所制备的脲醛树脂具有较高的热机械性能和热稳定性。     

淀粉基API木材胶黏剂制备与表征

用过硫酸铵对淀粉酸解氧化,制备淀粉基水性高分子异氰酸酯(API)木材胶黏剂。通过正交试验讨论了改性淀粉液浓度、乳化剂(SBR)加入量、PVA浓度和P-MDI加入量对淀粉基API胶接强度的影响。结果表明:改性淀粉45g、SBR为干淀粉质量的3%、PVA的浓度为10%和P-MDI加入量为主剂质量的18%时制备的淀粉基API胶黏剂性能最佳,所压制胶合木的压缩剪切强度达到LY/T 1601—2002中规定的Ⅰ型Ⅰ类胶黏剂的胶接性能指标。     

大豆蛋白的碱处理研究

选用碱(NaOH)对豆粉进行降解处理,研究了加碱量、十二烷基苯磺酸钠量(SDBS)、固体含量、处理温度和处理时间对大豆蛋白水解度和降解液黏度的影响。研究结果表明,利用NaOH对豆粉进行降解处理的最佳条件为:NaOH加入量7%(占豆粉的质量分数),处理时间3 h,处理温度90℃,SDBS加入量1%,固体含量30%。此条件下制备的豆胶黏度1.5 Pa.s,水解度达45%。     

利用脱脂豆粉制备木材胶黏剂合成工艺初探

由于世界范围内石油资源的紧缺和传统木材用胶黏剂引发的环境问题,使得木材胶黏剂工业重新重视研发豆基胶黏剂。笔者以脱脂豆粉为原料,以尿素、戊二醛为改性试剂制备复合改性木材胶黏剂。分别探讨了尿素浓度、反应温度、反应时间以及戊二醛添加量对改性胶黏剂胶合性能及耐水性的影响,并采用FT-IR分析复合改性胶黏剂样品中活性基团的变化,探索耐水胶合强度增强机理。通过试验结果分析,在试验研究范围内较优合成工艺参数为:尿素浓度为2.0M、反应时间1.0h、反应温度40℃、戊二醛添加量为2.0%(以脱脂豆粉质量为基准)。经30℃热水浸泡处理后,胶合强度达到0.85MPa。     

交联剂-多羟甲基酚的制备

为了制备性能更优异的大豆蛋白基胶黏剂,本研究采用"低温-保碱"工艺,以高浓度甲醛制备多羟甲基酚作为后续大豆蛋白基胶的交联剂使用,并借助电喷雾电离质谱仪(ESI-MS)和核磁共振(13C-NMR)进行表征。结果表明,最终合成的交联剂羟甲基总含量和多羟甲基含量较高,反应48 h制备的交联剂羟甲基总含量和多羟甲基含量分别高达94.9%和76%,并且体系中的游离甲醛或甲醛聚合物含量微乎其微(1.1%),后续可直接用于大豆蛋白胶的交联改性。多羟甲基酚基本是以2个三羟甲基酚或者1个三羟甲基酚和1个二羟甲基酚的二聚体形式存在。二聚体的存在并没有减少可以反应的活性点,使得可以参加后续缩聚反应的游离羟甲基更多,可能更容易与蛋白质分子形成大分子网状结构。     

白果淀粉微球的制备及其特性研究

以白果淀粉为原料,采用反相乳液聚合法制备淀粉微球,研究淀粉乳浓度、油水体积比、交联剂用量、乳化剂浓度、引发剂用量等条件对白果淀粉微球吸附量的影响,确定最优制备条件。采用红外、扫描电镜、粒度测定仪、X射线衍射仪、差示扫描量热仪和热重分析仪等对白果淀粉微球进行性能测定。结果表明,最优制备条件为淀粉乳浓度10%、油水体积比8∶1、交联剂用量25%、乳化剂浓度12%、引发剂用量20%、聚合温度为60℃、反应时间2 h。制备的白果淀粉微球表面布有大量的孔洞,微球粒径分布均匀,平均粒径为19.6μm,对亚甲基蓝的吸附量达到39.2 mg/g,与白果淀粉相比,白果淀粉微球的吸附性能和热稳定性显著提高。     

缩合单宁-PEI改性大豆蛋白胶黏剂制备及性能研究北大核心

以脱脂豆粕为原料,以环氧类树脂为交联剂,并用聚乙烯亚胺(PEI)改性缩合单宁为增强剂制备大豆蛋白基木材胶黏剂,探究缩合单宁与PEI添加比例对胶合板胶合强度的影响,并对改性后大豆蛋白胶黏剂的微观形貌、热稳定性等进行表征和分析,探讨缩合单宁改性大豆蛋白胶黏剂的增强机理。结果表明:当胶黏剂体系中缩合单宁与PEI的质量比为2∶1时,胶合板的耐水胶合强度为1.06 MPa,与未改性的相比提高了360.8%,满足GB/T 9846—2015Ⅱ类板指标要求。该胶黏剂原料为可再生资源,且具有良好的耐水性,具有工业应用的潜力。     

环氧化合物改性大豆蛋白胶黏剂制备工艺与性能研究

通过三羟甲基丙烷三缩水甘油醚(THPTG)交联聚合大豆蛋白降解液制备低黏度大豆蛋白胶黏剂,研究THPTG用量、反应时间、反应温度等工艺参数对大豆蛋白胶黏剂黏度、耐水胶合强度和固化性能的影响,优化大豆蛋白胶黏剂制备工艺条件。结果表明:THPTG用量与反应时间对大豆蛋白胶黏剂黏度、耐水胶合强度均有显著影响,而反应温度仅对黏度影响较大;THPTG用量为9%时,大豆蛋白胶黏剂固化温度为130.20℃,固化反应热达到最大值199.7 J/g。大豆蛋白胶黏剂优化的制备工艺条件为THPTG 9%、反应时间50 min、反应温度70℃,制备的胶黏剂黏度为106 mPa·s,耐水胶合强度达到0.76 MPa,满足GB/T 9846—2015对于Ⅱ类胶合板标准要求。     

水性异氰酸酯交联剂的应用研究

采用不同链长的聚醚多元醇与多亚甲基多苯基多异氰酸酯（PAPI）反应,制备了两种不同结构的水性异氰酸酯（P-C、P-D）,联剂分别加入到氧化玉米淀粉胶黏剂和脲醛树脂胶黏剂中,以改善胶黏剂的胶接性能。通过粘接强度测试研究不同结构、不同用量的水性异氰酸酯对改性胶黏剂的胶接强度和耐水性的影响。实验结果表明：氧化玉米淀粉和脲醛树脂中加入水性异氰酸酯交联剂制备胶合板,胶接强度及耐水性均有显著提高。氧化玉米淀粉胶黏剂中加入10%的水性异氰酸酯P-D后,所制备胶合板的干态剪切强度可达2.64MPa。脲醛树脂胶黏剂中加入7.5%的P-D后,干态、湿态剪切强度分别为1.24MPa和1.23MPa,甲醛释放量为0.31mg/L,达到E0级标准。     

聚酰胺多胺环氧氯丙烷树脂大豆胶黏剂制备及性能研究

采用己二酸(AA)、二乙烯三胺、环氧氯丙烷(ECH)合成聚酰胺多胺环氧氯丙烷树脂(PAE),将其与大豆蛋白按比例混合制备PAE大豆胶黏剂。在合成预聚体(PA)后,通过单因素试验,探究AA与ECH摩尔比、大豆蛋白添加量对胶合板胶合强度的影响,研究了PAE对大豆蛋白的改性作用及胶接机理。结果表明:在胶黏剂合成过程中AA与ECH摩尔比为1:1.0,大豆蛋白添加量为30%,热压温度为120℃、压力1.0 MPa、热压时间6 min条件下,PAE大豆蛋白胶黏剂胶合强度可达1.02 MPa,满足GB/T 9846-2015Ι类板指标要求。     

用湿地松树皮提取物制备改性酚醛树脂胶的工艺

采用湿地松树皮提取物对酚醛树脂胶改性,以研制人造板胶粘剂.选用L9(34)方案进行正交试验,找出最佳改性酚醛树脂胶制备的工艺条件.结果表明:制备改性酚醛树脂胶最佳工艺条件为反应温度90℃、反应时间25 min、催化剂加入量(催化剂与总酚量摩尔比)0.06∶1、湿地松树皮提取物替代苯酚量40%.所制成的胶粘剂用于压制胶合板,其质量符合类胶合板国家标准.     

改性棉籽蛋白胶黏剂的制备及胶合性能

以棉籽粕粉为原料,用尿素进行改性处理暴露出更多的活性基团后,再用聚乙烯亚胺、环氧交联剂与活性基团反应制备棉籽蛋白胶黏剂。利用正交试验探讨尿素、聚乙烯亚胺与三羟甲基丙烷三缩水甘油醚的最佳用量。通过傅里叶红外光谱、差示扫描量热等方法,分析棉籽蛋白胶黏剂的结构变化、热稳定性等。结果表明：当尿素浓度为2 mol/L、聚乙烯亚胺为8%、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚为7%时,制备胶黏剂的湿胶合强度达到1.24 MPa,满足GB/T 9846—2015《普通胶合板》规定的Ⅱ类胶合板要求。     

生物质改性淀粉基木材胶粘剂制备及性能研究

以玉米淀粉为原料,H_2O_2为氧化剂,利用新型生物质花生蛋白作为改性剂制得花生粕改性淀粉基胶黏剂。通过单因素实验及正交设计实验进行优化,得到最佳实验条件为:淀粉氧化剂双氧水含量1%、花生粕占比10%(相对于淀粉的质量分数)、pH值为9.0、反应温度为40℃。在该实验条件下得到胶黏剂的胶合强度为4.58 kg/m~2,耐水时间为20 h。实验结果表明:花生粕改性淀粉基胶黏剂的胶合强度和耐水性能均明显好于纯氧化淀粉胶黏剂。     

新型酚醛树脂改性大豆蛋白基胶黏剂的研究

以脱脂大豆粉为原料制备大豆蛋白基胶黏剂(豆胶,S),以普通甲醛制备的酚醛树脂(PF_1)和高浓度甲醛制备的酚醛树脂(PF_2)为交联剂,使用前将两者直接混合得酚醛树脂改性豆胶(PF_1/S、PF_2/S)。利用差示扫描量热(DSC)、红外光谱(FT-IR)、动态热机械性能(DMA)和核磁共振碳谱(~(13) C NMR)分析对产品性能进行了测试与表征。结果表明:等物质的量之比条件下,高浓度甲醛较之普通甲醛制备的酚醛树脂改性豆胶胶合板干、湿剪切强度分别提高4.3%和11.6%,并且强度稳定性好;动态DSC分析表明,PF_2可以降低豆胶体系的固化温度和活化能,与豆胶的交联反应较容易;~(13) C NMR分析表明,PF_2体系羟甲基达88.73%,明显高于PF_1的80.91%;FT-IR分析证实酚醛树脂与豆胶中的氨基发生反应,并且PF_2反应效率更高;DMA分析表明,PF_2/S能够改善胶合产品的力学性能和热稳定性,降低豆胶的固化反应起始温度,提高固化反应速率。     

4A分子筛改性阻燃胶合板的研制

用4A分子筛改性脲醛树脂、BL阻燃剂处理杨木单板,通过正交试验设计,制备阻燃胶合板并检测其胶合强度及阻燃性能。结果表明,分子筛可提高阻燃胶合板的胶合强度,分子筛加入胶黏剂中对阻燃胶合板的阻燃性能影响不大。分子筛改性阻燃胶合板制造的优化工艺为阻燃剂浓度10%、分子筛量4%、涂胶量380g/m2、热压温度120℃。     

蛋白胶/PF混合应用对胶合板强度影响的研究

研究了化学改性蛋白胶加人酚醛(PF)树脂交联剂后对胶合板强度的提高。利用石灰乳、氢氧化钠、硅酸钠等化学药剂对大豆蛋白进行改性,制备蛋白胶,按胶合强度筛选出的最优配方可以达到Ⅲ类胶合板的强度要求。将改性豆胶与PF胶按1:1的比例混合应用,在160℃／5min或150℃／6min的热压组合条件下压制的胶合板可以达到Ⅰ类胶合板的强度要求。PF胶以适当的比例添加才能起到良好的交联作用。豆胶与PF的混合应用使胶合板的强度和耐水性得到极大改善,为开发利用低成本高性能天然胶黏剂做出了有益的探索。     

离子液体中通过ATRP法制备大豆蛋白胶黏剂北大核心

为提高大豆蛋白胶黏剂的胶合强度,在离子液体(1-丁基-2,3-二甲基咪唑氯盐[BDMIM][Cl])中,采用原子转移自由基聚合(ATRP)法将甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)接枝到大豆蛋白分子主链,制备大豆蛋白胶黏剂。对原料大豆蛋白进行预处理,采用红外光谱和核磁氢谱对大豆蛋白结构和大豆蛋白接枝共聚物进行表征,并通过正交试验确定优化工艺条件。结果表明:改性胶黏剂的优化工艺参数为GMA 140 mL,CuBr(溴化亚铜)147.2 mg,油浴时间3 h,在此条件下制备的胶黏剂胶合强度达到1.44 MPa,符合国家标准GB/T 9846—2015Ⅱ类胶合板要求。