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《东北林业大学》 2015年
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大豆蛋白的化学交联改性及其对大豆木材胶黏剂性能的影响

朱伍权  
【摘要】:随着不可再生资源的日益消耗和环境污染的不断恶化,人类可持续发展问题愈加备受关注。传统的“三醛”木材胶黏剂依赖于石油基资源,同时在“三醛”胶的生产、存储和使用过程中都会产生对人有害的气体,使得研究、开发和使用环保生物质基胶粘剂成为近年来的一个热点。大豆资源丰富又可可再生,大豆蛋白可用于制备大豆木材胶黏剂。然而大豆胶黏剂因为耐水性和工艺使用性能较差,约束其在木材工业的广泛应用。为了提高大豆胶黏剂工艺使用性,本文对大豆蛋白进行碱热降解,制备得到一种固含量较高、粘度可控的蛋白降解液(DSP)。研究表明:碱热共同作用能够剪断蛋白大分子长链,破坏蛋白的球形结构,增大其溶解性,有效提高大豆蛋白胶粘剂的反应活性,改善其工艺性能。但是,由于蛋白大分子链被强碱剪切成分子量较小的链段,使大豆蛋白胶粘剂的耐水性能变得更差,需要将这些小分子量大豆蛋白分子链重新连接起来形成大分子量的交联结构,才能提高大豆胶粘剂的耐水性能。为此,论文采用自制的三聚氰胺-尿素-甲醛树脂(MUF)和亚硫酸氢钠(NaHSO3)封闭的异氰酸酯作为交联剂,对DSP进行交联改性。论文首先评价MUF的种类和用量对大豆蛋白胶黏剂性能的影响,优化制备了一种满足Ⅱ类胶合板使用要求的蛋白胶粘剂,然后探究了PAPI的封闭技术和以及封闭PAPI对蛋白胶黏剂综合性能的影响,制备了一种环保型木材用大豆蛋白胶粘剂。结果表明,MUF与DSP能够发生化学反应形成空间网状结构,提高蛋白胶的胶合强度;同时,DSP可以消耗体系的游离甲醛,使制备胶合板的游离甲醛含量达到E1级。NaHSO3能够抑制异氰酸酯的活性,延长蛋白胶的适用期,高温作用下,封闭的异氰酸酯恢复原有的活性与DSP形成更充分更均匀的空间结构,改善蛋白胶的耐水性能,使制备胶合板的干湿强度达到0.8-1.0MPa,满足Ⅱ类胶合板的使用要求。综合而言,MUF和封闭异氰酸酯交联改性都能提高大豆蛋白胶粘剂的耐水性,但是MUF改性蛋白胶粘剂所制备的胶合板存在游离甲醛释放量问题,使之无法达到E0级要求;封闭异氰酸酯改性蛋白胶粘剂的适用期(2-5h)较短。两种改性方法为改善大豆蛋白胶粘剂耐水性提供了不同的新思路,尤其是封闭异氰酸酯改性蛋白胶的方法在胶合板制备过程中无毒害气体产生,更符合绿色环保的要求。
【学位授予单位】:东北林业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TQ432

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【参考文献】
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