蛋白质改性小桐子基胶黏剂的研究

为了改善小桐子基胶黏剂的初黏性及贮存稳定性,本研究将小桐子饼粕粉分别与脱脂大豆粉、分离大豆蛋白、酪蛋白混合,并通过碱处理改性和尿素改性方法制备小桐子基胶黏剂。研究结果表明,脱脂大豆粉、分离大豆蛋白、酪蛋白分别与小桐子饼粕粉混合,小桐子基胶黏剂的干、湿强度都有明显提高,但适用期缩短。其中,分离大豆蛋白改性小桐子基胶黏剂的强度性能最好,但是适用期不长。脱脂大豆粉改性小桐子基胶黏剂在强度和适用期方面都比较理想。红外光谱和差式扫描量热分析表明,当共混脱脂大豆粉、分离大豆蛋白、酪蛋白后,小桐子基胶黏剂酰胺Ⅰ、Ⅱ的特征峰增强,小桐子基胶黏剂出现明显的固化放热峰,脱脂大豆粉较分离大豆蛋白改性的小桐子基胶黏剂固化温度高。     

处理工艺对大豆蛋白基胶黏剂的影响

研究了交联改性前大豆蛋白基胶黏剂的NaHSO3改性处理工艺对大豆蛋白基胶黏剂性能的影响。结果表明：当反应温度为30℃、反应时间为0.5 h、加入4% NaHSO3处理大豆蛋白,再经交联剂改性制备的大豆蛋白基胶黏剂胶合板干、湿强度满足GB/T 9846.3-2004中有关I类胶合板的强度要求。动态热机械性能( DMA)分析结果表明, NaHSO3改性处理后大豆蛋白基胶黏剂的机械性能和热稳定性都有所提高,固化起始温度略降低。差示扫描量热( DSC)和傅里叶红外光谱( FTIR)分析表明,经NaHSO3处理后蛋白质分子中的二硫键有明显的断裂,且有明显的DSC固化放热峰。交联改性前,大豆蛋白通过NaHSO3改性处理,可以降低大豆蛋白基胶黏剂的交联剂使用量,从而在不影响使用性能的前提下,进一步降低大豆蛋白胶黏剂的制作成本。     

脱脂豆粉制备大豆基胶黏剂的研究进展

为基于脱脂豆粉原料的大豆基胶黏剂研究指明方向,分析了脱脂豆粉的制备工艺,指出低温脱脂豆粕粉碎后的脱脂豆粉适合作为制备大豆基胶黏剂的原料;脱脂豆粉含有约50％的大豆蛋白、40％的碳水化合物和其它微量成分,用脱脂豆粉制备大豆基胶黏剂主要是对其中的大豆蛋白进行物理、化学和生物酶改性,各种改性方法对提高大豆基胶黏剂耐水性和质量的贡献不同;根据最新研究,着重介绍了对脱脂豆粉中碳水化合物的衍生化改性,使其与改性大豆蛋白协同,进一步提高大豆基胶黏剂的耐水性;指出制胶过程中实现脱脂豆粉组分的全利用、降低胶黏剂成本与粘度、提高固含量依然是需要解决的问题。     

木质素环氧聚合物合成及其改性大豆蛋白胶黏剂的性能

以木质素、乙二醇二缩水甘油醚为材料,在碱性催化剂作用下开环反应合成木质素环氧聚合物(EPL),将木质素环氧聚合物与大豆分离蛋白(SPI)进行交联反应,制备改性大豆蛋白胶黏剂;采用环氧值测定、傅里叶红外光谱、核磁共振、热质量分析等方法,分析木质素环氧聚合物的环氧值、化学结构,探索木质素环氧聚合物对改性大豆蛋白胶黏剂结构、热稳定性、胶合强度的影响,评价木质素环氧聚合物对大豆蛋白胶黏剂结构、胶合性能的改性效果.结果表明:木质素成功接枝环氧基团,合成了高反应活性的木质素环氧聚合物,环氧值为2.92 mol/kg,与商用水性环氧树脂环氧值接近;木质素环氧聚合物可以与大豆蛋白分子发生氢键作用和化学反应,形成交联结构,提高改性大豆蛋白胶黏剂的耐热性能;当木质素环氧聚合物质量分数为5％时,改性大豆蛋白胶黏剂胶合强度达到0.99 MPa,满足国家标准GB/T 9846—2015规定的Ⅱ类胶合板要求.     

丙烯酰胺改性玉米蛋白复合胶黏剂的制备

用复合改性方法,即采用丙烯酰胺和马来酸酐联合改性玉米蛋白,在引发剂过硫酸铵作用下引发丙烯酰胺双键聚合制成复合改性玉米基胶黏剂,与传统胶黏剂进行对比分析;用傅立叶红外光谱分析复合改性玉米蛋白胶样品中活性基团的变化,探索改性玉米基胶黏剂耐水胶合强度的增强机理。结果表明:复合改性玉米基胶黏剂性能达到国家标准GB/T 9846—2004胶合板中Ⅱ类胶合板的耐水要求,其胶接的木制品无有害气体释放,达到国际E_0级水平。     

羟甲基酚制备单宁基胶黏剂与性能

以杨梅单宁为原料,以羟甲基酚作为单宁基胶黏剂键桥增长剂,分析了羟甲基酚对单宁基胶黏剂适用期及其制备的胶合板耐水性影响,并对相关制备工艺进行优化。结果表明,以羟甲基酚作为单宁基胶黏剂键桥增长剂所制备的单宁基胶黏剂耐水性略低于普通酚醛树脂,但施胶性能和适用期优于普通酚醛树脂。单宁基胶黏剂最佳制备工艺为:羟甲基加量10%,甲醛加量6%,热压温度180℃,热压时间3min。     

木材用淀粉基复合胶黏剂的制备与性能

采用次氯酸钠对玉米淀粉进行氧化制备淀粉胶黏剂,再用功能内交联剂(异氰酸酯)共混改性制备淀粉基复合胶黏剂。考查了复合胶黏剂体系的pH、PVA质量分数与用量、淀粉用量、异氰酸酯加入比例对淀粉基复合胶黏剂胶接性能的影响。胶接实验结果表明:利用变性的氧化淀粉,PVA质量分数为10%,PVA加入比例为3/5,淀粉与水比为3/8时,获得最佳的胶结强度和耐水性能。采用XPS分析胶层化学结构,结果表明:异氰酸酯与淀粉胶黏剂、木材中的羟基反应形成化学键结合是提高胶接强度和耐水性关键所在。所制得的改性淀粉胶黏剂性能更加优异,符合Ⅱ类胶合板的使用要求。     

单宁-大豆蛋白胶黏剂基胶合板等离子体改性研究

以相思单宁和大豆蛋白制备单宁-大豆蛋白胶黏剂(SFT)为研究对象,以胶合板胶合性能和耐水性能为测试指标,分析了等离子改性的杨木及松木胶合板性能。结果表明,与大豆蛋白胶黏剂相比,胶黏剂SFT胶合板胶合强度和耐水性能有明显提高,其中单宁与大豆蛋白复合交联体系的形成及邻苯二酚基团引入可能是关键因素。等离子处理后的杨木和松木表面接触角显著减小,表面能显著提高,表面润湿性能得到了很大的改善,其协同SFT制备的杨木胶合板和松木胶合板胶合强度与耐水性能显著提高,但松木胶合板性能的提升幅度要明显高于杨木胶合板。FI-IR和SEM分析表明,等离子体高能粒子在杨木和松木木材表面同时发生了物理和化学作用,前者是在木材表面形成蚀刻粗化面,后者是在木材表面产生大量的极性基团。此外,等离子体可能使油脂发生氧化降解,甚至转化成有利于胶接的成分,使得等离子改性的松木胶合板性能提升幅度高于杨木胶合板。     

3种处理方式对小桐子蛋白基胶黏剂的影响

在前期豆粉改性小桐子蛋白基胶黏剂的基础上,研究Na OH-尿素、Ca(OH)2/Na OH和Na HSO3处理对小桐子蛋白基胶黏剂性能的影响。结果表明:采用复合碱Ca(OH)2/Na OH处理小桐子蛋白制备的蛋白基胶黏剂性能未达预期效果;采用Na OH-尿素处理小桐子蛋白制备的蛋白基胶黏剂,仅加入交联剂CRO和p MDI制备的蛋白基胶黏剂胶合板干、湿强度满足GB/T 9846.3—2004《胶合板》中I类胶合板的性能要求;采用Na HSO3对小桐子蛋白进行处理,加入的交联剂(KF、CRO和p MDI)制备的蛋白基胶黏剂胶合板干、湿强度均能满足GB/T 9846.3—2004《胶合板》中I类胶合板的性能要求,尤其以加入交联剂CRO和p MDI制备的胶合板性能远超这一标准。3种方式处理小桐子蛋白均能与加入交联剂(KF、CRO和p MDI)的发生一定的交联反应,使小桐子蛋白基胶黏剂的干、湿强度有所提高,其中湿强度提高明显。Na HSO3对小桐子蛋白进行处理,尽可能地保留蛋白大分子结构,使得以其制备的小桐子蛋白基胶黏剂干、湿强度较另2种处理有所提高。     

乙二醛对蛋白基胶黏剂结构及性能的影响

选用2种典型蛋白原料大豆粉及谷蛋白粉,通过刨花板内结合强度性能测试及CP-MAS 13CNMR分析,对比乙二醛化蛋白基胶黏剂与甲醛化蛋白基胶黏剂的性能特征。结果表明,乙二醛与蛋白分子之间发生了化学反应,但由于其交联程度不及甲醛化蛋白胶黏剂,导致其胶接性能不及后者,若提高pMDI等交联剂的添加量,乙二醛化蛋白胶黏剂也可用于人造板制备。     

刨花板用大豆蛋白基胶黏剂的研究

为了提高刨花板用大豆Glycine max蛋白基胶黏剂的内结合强度和耐水性,在碱、尿素共同作用的大豆蛋白与酚醛树脂共聚（SPF）反应的基础之上,研究了在共聚之前经过交联的SPF与未经过交联的SPF对刨花板力学性能和吸水厚度膨胀率的影响。结果表明:①共聚之前经过交联的SPF胶黏剂刨花板24 h吸水厚度膨胀率满足国家标准GB/T 4897.3－2003中潮湿环境下的结构用板要求（10.0%）。其中,酚醛预聚液作为交联剂,刨花板内结合强度值满足标准中干燥状态下使用的家具及室内装修用板要求（0.40 MPa）。②傅里叶变换红外光谱（FT-IR）分析表明,交联剂主要与豆胶的伯胺反应,通过加成反应接到大豆蛋白分子链上。③差示扫描量热法（DSC）分析表明,交联剂与豆胶有比较明显的交联固化峰,交联反应比较理想。图2表1参9     

胶合板用快速固化酚醛树脂胶黏剂

选取氢氧化钡作为催化剂合成高邻位酚醛树脂胶黏剂,原料的物质的量比为n(苯酚)∶n(甲醛)∶n(氢氧化钡)=1.00∶1.80∶0.03,反应温度为85~90℃,制得的酚醛树脂胶黏剂比普通酚醛树脂胶黏剂聚合时间缩短了30%。利用傅里叶红外光谱对酚醛树脂进行了结构表征。结果表明钡酚醛树脂的酚环之间是以亚甲基键连接,且邻位取代远高于对位取代,显示了树脂快速固化的机理。用该酚醛树脂胶黏剂热压胶合板,可以大幅减少热压时间。     

聚乙烯醇交联硅酸钠木材胶黏剂的耐水改性

采用有机助剂氨基磺酸、正硅酸乙酯和十二烷基磺酸钠,无机填料纳米二氧化硅和活性氧化镁对聚乙烯醇(PVA)交联硅酸钠木材胶黏剂进行耐水改性。研究有机助剂添加比例、无机填料配比以及有机助剂/无机填料配比对硅酸钠胶黏剂耐水性能的影响,并采用傅立叶变换红外光谱(FT-IR)研究耐水性提高机制。结果表明,与单独使用有机助剂或无机填料改性硅酸钠胶黏剂相比,有机助剂和无机填料复合改性硅酸钠胶黏剂的耐水性有较大提高。FTIR分析表明,相对于PVA交联处理硅酸钠胶黏剂,有机助剂和无机填料复合改性可以进一步促进硅酸钠胶黏剂固化,提高胶黏剂的交联度,从而提高耐水性能。     

聚乙烯醇交联硅酸钠木材胶黏剂的耐水改性1）

采用有机助剂氨基磺酸、正硅酸乙酯和十二烷基磺酸钠,无机填料纳米二氧化硅和活性氧化镁对聚乙烯醇（ PVA）交联硅酸钠木材胶黏剂进行耐水改性。研究有机助剂添加比例、无机填料配比以及有机助剂／无机填料配比对硅酸钠胶黏剂耐水性能的影响,并采用傅立叶变换红外光谱（ FT－IR）研究耐水性提高机制。结果表明,与单独使用有机助剂或无机填料改性硅酸钠胶黏剂相比,有机助剂和无机填料复合改性硅酸钠胶黏剂的耐水性有较大提高。 FTIR分析表明,相对于PVA交联处理硅酸钠胶黏剂,有机助剂和无机填料复合改性可以进一步促进硅酸钠胶黏剂固化,提高胶黏剂的交联度,从而提高耐水性能。     

纳米纤维素增强胶黏剂的微观蠕变性能

运用纳米压痕仪检测和分析了添加不同纳米纤维素(微纤丝纤维素(MFC)、纳米微晶纤维素(CNC)、纳米纤丝纤维素(NFC))前后的酚醛树脂胶黏剂蠕变性能的变化规律,发现在添加了纳米纤维素的胶黏剂胶合木材试样中,相同载荷下添加NFC的胶黏剂胶合木材的试样胶合界面形变最低,在卸载后其不可恢复变形最小,其次是添加MFC和CNC胶黏剂的胶合木材试样。从蠕变曲线可以看出,在恒定载荷下,5 min内添加MFC胶黏剂胶合木材试样的界面变形最小,其次为添加CNC胶黏剂的胶合木材试样,最后为添加NFC胶黏剂的胶合木材试样。     

单板涂胶工艺及效果的量化评价

为了优化涂胶工艺、降低成本、提高生产实践中胶黏剂的利用率,通过对不同调胶工艺进行正交试验,对施胶效果进行施胶量的单因素试验,并利用胶黏剂扫描系统对单板施胶效果进行量化分析。结果表明:单板含水率越低,胶黏剂覆盖率越高;单板表面胶黏剂覆盖率随施胶量的增加而增加,胶滴尺寸基本恒定;加面粉后提高了胶黏剂在单板上的表面覆盖率;紧面涂胶胶黏剂覆盖率比松面高,松紧两面胶滴尺寸变化不明显;单板松紧两面施胶效果差异较小。     

竹粉填充对脲醛树脂胶黏剂性能的影响

为探索竹粉替代面粉填充脲醛树脂胶黏剂的可行性,减少面粉在非食品工业的消耗,充分利用竹材加工剩余物,以竹粉作为脲醛树脂胶黏剂的填充剂,研究了竹粉的添加量、粒度对脲醛树脂胶黏剂的粘度、胶合性能和甲醛释放量的影响,以及竹粉在胶液中的分散情况,并采用傅里叶变换红外光谱对添加了竹粉的脲醛树脂胶黏剂进行了分析。结果表明：竹粉在脲醛树脂胶液中易分散,且随竹粉粒度的减小,竹粉分散越均匀;竹粉粒度、添加量对脲醛树脂胶黏剂的胶合强度有较显著的影响,但对甲醛释放量的影响不显著;当添加量为脲醛树脂胶黏剂( UF)胶液质量15％的220－240目竹粉时,竹粉填充不影响其胶合强度和甲醛释放量。     

魔芋基木材胶黏剂的研究

以魔芋胶为主要原料制得氧化魔芋胶,与卡拉胶、黄原胶复配,通过三元二次通用旋转组合设计的模型解析来得到3种胶体最优配比区域.试验结果表明,胶黏剂中各组分用量的最佳参数为:m氧化魔芋胶:m:卡拉胶"m黄原胶＝50:40:10,此配比制备的魔芋基木材胶黏剂为乳白色粘稠液体,粘度5870 mPa·s,剪切强度5.68 MPa,剥离强度6.25 kN/m,透明度0.143,凝胶强度178 g/c㎡.     

异氰酸酯—脲醛树脂复合胶黏剂的热性能

利用异氰酸酯对脲醛树脂进行了改性,制备复合胶黏剂,并采用DSC和TGA研究了异氰酸酯—脲醛树脂复合胶黏剂程序温度下的热量变化和热质量损失规律,讨论了异氰酸酯与脲醛树脂复合比例以及固化剂种类对复合胶黏剂体系热性能的影响.试验结果表明:异氰酸酯能够加速脲醛树脂固化反应,提高复合胶黏剂的热稳定性,在不同比例条件下,异氰酸酯与脲醛树脂混合比例为1/7时热稳定性最好,异氰酸酯复合胶黏剂最适宜的固化剂为氯化铵与甲酸混合物.     

竹材/酚醛树脂胶合界面的荧光跟踪定位表征

采用3种不同荧光染色剂,对酚醛树脂胶合的漂白竹材胶合界面进行定位染色跟踪;应用图像分析处理技术,对其进行RGB和ISO Intensity的色彩模拟胶黏剂分布.结果表明:甲苯胺蓝染色后,酚醛树脂与基材的色彩强度差异显著,界面对比效果最佳.以甲苯胺蓝染色剂的浓度和染色时间为变化因素,各取3个水平变量,对漂白竹材胶合界面进行灰度差异值优化处理,并进行对比实验,结果表明漂白竹材在染色剂浓度为0.5%,染色时间为30min时,达到最优值.同时用3D灰度图形表征证实在此条件下胶黏剂与基材立体方向上灰度值差异的显著性,胶黏剂在界面上的平均渗透深度为54.18μm.