新型三聚氰胺-尿素-甲醛树脂制备与研究(Ⅰ)——大豆蛋白水解液改性MUF

以三聚氰胺、大豆蛋白(SPI)降解液、尿素和甲醛为原料,合成了一种改性的三聚氰胺-尿素-甲醛树脂(MUF)。分析了改性后MUF的性能,并借助核磁共振(~(13)C-NMR)、红外光谱(FTIR)和动态热机械性能(DMA)分析改性后MUF的结构变化和热机械性能。结果表明:当加入10%SPI降解液时,合成的MUF机械性能最优,刨花板内结合强度和静曲强度分别提高30%和46%,游离甲醛含量降低21%。~(13)C-NMR分析表明,加入SPI降解液,可以提高MUF树脂中的亚甲基桥键、亚甲基醚键和三聚氰胺与尿素共缩聚反应产生的亚甲基醚键含量,最终体系具有较高的缩聚度、交联度和较低的游离甲醛。FT-IR分析表明,改性后的MUF酰胺特征峰吸收谱带由明显双肩峰变成单肩峰,表明蛋白质降解液与MUF树脂发生了交联反应。DMA测试结果表明,以大豆蛋白降解液改性MUF,可以显著改善最终胶合产品的热机械性能。     

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     

蓝藻蛋白基胶黏剂的制备与应用

以蓝藻蛋白为研究对象,主要研究了NaOH降解工艺和杨木等离子体处理工艺对蓝藻蛋白基胶合板胶合强度和耐水性能的影响。结果表明:NaOH处理能够显著提高蓝藻蛋白胶黏剂胶合性能,但仅有干状胶合强度,不具有耐水强度;NaOH降解蓝藻蛋白粉最佳工艺为7%NaOH (占蓝藻蛋白),料液比为70∶50,处理时间为0.5 h,处理温度为30℃;等离子体适宜的处理功率和处理有时间有助于胶合强度和耐水性的提高,最佳处理工艺为处理工艺1 kW,处理时间1 min。     

水性聚氨酯改性大豆基胶粘剂固化动力学研究

对水性聚氨酯(WPU)改性大豆蛋白基胶粘剂的胶合强度进行研究,并利用热重分析法研究了水WPU共混改性大豆基胶粘剂的固化反应特征,通过动力学研究方法研究了各阶段反应的活化能E、指前因子A等动力学参数,并借助傅立叶红外光谱技术(FT-IR)研究了大豆基胶粘剂固化产物的结构特征。结果表明,先后经碱处理和WPU共混改性,大豆基胶粘剂湿态胶合强度有显著提高,FT-IR分析显示改性后胶粘剂结构发生变化。大豆基胶粘剂热解主要有2个阶段,而改性大豆基胶粘剂有4个降解阶段。动力学分析表明,热固化过程均为一级反应,随着WPU加入量的上升,各阶段的固化反应活化能增大,使其固化温度有所上升。     

新型酚醛树脂改性大豆蛋白胶的研究（Ⅱ）

为了降低大豆蛋白胶的固化温度,提高交联剂改性豆胶的效率,减少交联剂的用量,最终降低豆胶成本,以分离大豆蛋白(SPI)降解液改性的酚醛树脂作为交联剂,使用前将其与大豆胶直接混合。通过核磁共振(¹³C-NMR)、差式扫描量热分析（DSC）改性前后酚醛树脂的结构变化和固化性能。结果表明,较普通酚醛树脂,以SPI降解液改性的酚醛树脂作为豆胶的交联剂,豆胶胶合板干、湿剪切强度明显提高,增幅分别为36.49%和22.03%;¹³C-NMR分析表明,SPI降解液改性的酚醛树脂体系羟甲基含量提高近27%。游离甲醛及甲醛聚合物含量降低近2.18倍,为后期豆胶的低毒或无毒化提供可能;DSC测试结果表明,以SPI降解液改性的酚醛树脂作为豆胶的交联剂,可以降低豆胶的固化温度,交联反应更容易。     

大豆蛋白改性酚醛树脂制备及其固化特性研究

采用富含氨基的大豆蛋白对酚醛树脂进行共缩聚改性,探索蛋白对酚醛树脂低温快速固化的影响。通过检测树脂的pH、固含量、凝胶时间,以及结合红外、热重、差示扫描量热分析等方法对改性的酚醛树脂的各项性能进行研究。结果表明,大豆蛋白改性酚醛树脂具有良好的理化特性和胶接性能,其中30%SPF树脂制备胶合板的胶合强度高,达到1.30 MPa;大豆蛋白与苯酚、甲醛发生了共缩聚反应,形成的大豆蛋白-苯酚-甲醛共缩聚树脂结构具有优异的热稳定性,且具有较低的固化温度。该研究解决了酚醛树脂存在的固化温度高、固化速率慢、高度依赖化石资源等缺点,为其在木材工业中广泛应用提供依据。     

改性丁苯胶乳制造刨花板的研究

为解决刨花板生产使用脲醛树脂胶粘剂引起的甲醛环境污染 ,该文对改性丁苯胶乳在刨花板生产中的应用进行了研究 .实验采用正交分析方法 ,考察不同实验水平下施胶量、热压温度、热压时间、防水剂量因素对刨花板的主要物理力学性能静曲强度、内结合强度、吸水厚度膨胀率及游离甲醛释放量的影响 .研究证明 :①产品检测中无甲醛释放 ,改性丁苯胶乳适于生产环保型刨花板 .②采用合理的工艺参数 ,刨花板产品性能指标达到国家标准要求 .③最佳工艺参数为 :热压时间 4 0s mm ,热压温度 15 0℃ ,施胶量 6 % ,防水剂量 0 6 % .     

反应条件对GUF树脂合成及动态热机械性能的影响研究

选用乙二醛(G)部分取代甲醛(F)与尿素(U)反应制备乙二醛-尿素-甲醛(GUF)共缩聚树脂,探究不同反应条件对所合成GUF树脂基本性能的影响规律,用动态热机械性能分析方法(DMA)对人造板的热压过程进行模拟和树脂的固化过程进行监测,并以此为依据优化GUF树脂的合成条件,用优化条件下合成的GUF树脂制备胶合板并测定其力学性能及甲醛释放量。结果表明:GUF树脂的较优合成条件为乙二醛与尿素先在pH为4.0~5.0,于70~80℃保温反应1 h,乙二醛、尿素、甲醛的物质的量比nG∶nU∶nF为0.7∶1.0∶0.7,再加入甲醛于pH为5.0~6.0保温反应2 h;在优化条件下合成的GUF树脂固化后其储存模量达到13 976 MPa,以其胶合的胶合板胶合强度能满足国标GB/T 9846.3—2004对III类胶合板干状胶合强度的要求,甲醛释释放量也能满足国标GB/T 9846.3—2004对E0级胶合板的要求,可以直接用于室内并在干燥状态下使用。     

大豆蛋白-三聚氰胺-尿素-甲醛树脂胶黏剂固化剂的研究

以大豆蛋白降解液、三聚氰胺、尿素和高浓度甲醛为原料,合成了一种低摩尔比的大豆蛋白-三聚氰胺-尿素-甲醛共缩聚树脂胶黏剂(SMUF)。选用(NH4)2SO4、(NH4)2S2O8、(NH4)2HPO4和H3PO4作为SMUF树脂的固化剂,研究了固化剂对SMUF树脂基本理化性能的影响。结果表明:1)传统固化剂(NH4)2SO4不能使SMUF树脂充分固化,最终树脂胶合强度低、耐水性差,固化后的胶层断面疏松、多孔;2)H3PO4和(NH4)2S2O8属于中强酸体系,两者均能一定程度加速SMUF树脂的固化,树脂胶合强度和耐水性均得到改善,固化温度显著降低,固化放热量有所提高;3)(NH4)2HPO4是一种缓冲型酸,其催化SMUF树脂的固化速度较为均匀,树脂综合性能较优,树脂的胶合强度和耐水性较好,固化温度也有所降低,树脂交联程度高,树脂固化层断面相对较为均匀。     

大豆蛋白改性集成材用三聚氰胺-尿素-甲醛树脂

为降低胶黏剂体系中游离的甲醛含量,增加其耐久性,以改性大豆蛋白为改性剂,合成改性三聚氰胺-尿素-甲醛共缩聚树脂MUF-1,并对其基本性能、胶合性能等进行测试分析。结果表明:在"弱碱-弱酸-弱碱"合成工艺的初始碱性阶段,添加9%改性大豆蛋白改性MUF树脂效果最佳,合成树脂黏度适中,操作性好,利于集成材生产,体系中游离甲醛含量较未改性树脂降低52%;用改性后的MUF-1树脂制备的胶合木具有良好的胶合性能及耐水性能,满足国家结构集成材标准。核磁共振(13C-NMR)分析结果表明,改性大豆蛋白的引入会在一定程度上阻碍缩聚反应的进行,红外光谱分析结果亦与之印证。动态热机械性能分析(DMA)测试分析表明改性后的MUF-1树脂起始固化温度降低,在固化速率基本一致的情况下,较之未改性MUF树脂固化更彻底,体现出较优的力学性能。     

微波辐射辅助木瓜蛋白酶水解大豆蛋白的研究

【目的】针对常规酶解反应所需时间较长,研究了微波辐射对蛋白酶水解蛋白质的影响,为蛋白的工业化快速酶解提供技术支持。【方法】根据木瓜蛋白酶水解大豆蛋白的最佳工艺条件,用自行设计的微波辐射蛋白酶催化反应器,在不加微波和480 W微波功率条件下（微波功率密度为4 W/g）,采用木瓜蛋白酶水解大豆蛋白,用甲醛滴定法测试水解液中氨基酸含量,比较2种条件下的水解效果,并用高效液相色谱法分析了2种条件下水解液中氨基酸的组成。【结果】不加微波条件下氨基氮含量达到0.535 5 g/L需要水解5 h,而在480 W微波辐射下水解1 h,氨基氮含量就达到了0.568 7 g/L,反应速率提高了5倍以上。高效液相色谱分析表明,于常规条件下水解5 h和480 W微波辐射辅助水解1 h,木瓜蛋白酶水解大豆蛋白的酶解液中游离氨基酸含量和总氨基酸含量基本相同。【结论】微波辐射可以加快蛋白酶水解反应,提高反应速率。     

大豆分离蛋白/壳聚糖可食膜的制备及其性能的研究

采用大豆分离蛋白和壳聚糖为成膜基材,制备出可食膜,研究成膜材料配比（SPI∶CS）、甘油添加量、pH和干燥温度对膜性能的影响。研究表明,随着SPI∶CS的减小,膜的抗拉强度逐渐增大,断裂伸长率先增大后减小,WVP先减小后增大,大豆分离蛋白和壳聚糖最佳配比为3∶3;随着甘油添加量的增大,膜的抗拉强度逐渐减小,断裂伸长率逐渐增大,WVP先减小后增大,甘油最佳添加量为2.0%;随着pH的增大,膜的抗拉强度先增大后减小,断裂伸长率逐渐增大,WVP变化不显著,膜液最佳pH为3;随着干燥温度的升高,膜的抗拉强度和断裂伸长率逐渐减小,WVP逐渐增大,最佳干燥温度为60℃。     

耐热丝氨酸蛋白酶改性大豆分离蛋白分散性条件研究

利用耐热丝氨酸蛋白酶对大豆分离蛋白进行改性,提高其分散性。采用响应面实验设计,以加酶量、底物浓度、pH值和酶解温度为实验因素,以分散度指标为响应值,建立数学模型,优化酶解工艺参数。结果表明:最佳的酶解条件为:加酶量为4 070 U·g-1、底物浓度6.0%、反应温度71℃、pH 9.0,该条件下得到改性大豆分离蛋白的分散度为12.78,与未改性大豆分离蛋白分散度相比提高了2.09倍。     

响应面法优化酶改性大豆分离蛋白条件的研究

以大豆分离蛋白为原料,利用中性蛋白酶水解大豆分离蛋白。采用单因素试验和中心组合实验设计,通过响应面分析pH、大豆分离蛋白质量分数、酶用量、反应温度、反应时间对大豆分离蛋白乳化性的影响,并优化酶解工艺参数。结果表明：大豆分离蛋白酶改性的最佳工艺条件为：pH为7．1、大豆分离蛋白质量分数为5．6％、酶用量为5000U~mE-1、反应温度为51℃、反应时间为117min,该条件下得到改性后大豆分离蛋白的乳化活性为1．390。     

大曲预处理技术对天然酱油风味的影响

[目的]对成熟大曲进行预处理,提升天然酱油的风味。[方法]以正常大曲作为对照组,研究不同闷制时间后对应大曲的酶活及菌体自溶率;再向最佳闷制后的大曲中加入不同浓度的盐水进行发酵考察最适的盐水浓度。[结果]大曲闷制时间越长,其自溶率越高,但大曲酶活会先升高,后降低,最佳闷曲时间是使大曲温度接近40℃,即闷制5~6 h最佳,大曲酶活较对照组高5.5%。将闷制5~6 h的大曲加入不同浓度盐水发酵,盐水浓度越高,天然油氨基酸越低,当盐水的浓度为19.5 Be'时,对应天然油风味最好,且氨基酸提升6.1%。故大曲预处理最佳时间为5~6 h,最适盐水浓度为19.5 Be'。[结论]研究可为提升天然酱油品质提供参考。     

航天生抽的特化混菌共酵研究

以航天诱变筛选获得的高蛋白酶活突变菌株根霉ZG-2和黑曲霉ZM-8及米曲霉混合制曲,采用日光浴保温发酵,生产的航天生抽鲜味突出,特色明显,原料的利用率也有很大提高,节省了能源,提高了经济效益。从色、香、味、体全方位评价产品的质量,根霉ZG-2 1.0 kg、黑曲霉ZM-8 1.0 kg、米曲霉1.5 kg和生抽大曲2.0 kg添加量生产的产品质量最佳。     

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。