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《南京理工大学》 2015年
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大豆蛋白基阻燃涂料的研究

张娜  
【摘要】:阻燃涂料是一种功能型涂料,具有装饰作用和阻燃功能。本论文主要以价格低廉且可再生资源大豆粉(SF)为原料,通过改性作用,并添加相应的助剂及颜料、填料,进行了环境友好的、阻燃性能优越的水性阻燃涂料制备研究,主要内容包括:对大豆粉进行改性研究。采用碱液改性大豆蛋白,研究大豆蛋白浓度、碱的添加量、反应温度和反应时间对大豆蛋白液粘度的影响;通过X射线衍射和红外光谱表征方法,考察碱改性大豆蛋白粉的结晶性及蛋白质二级结构的变化。得到大豆蛋白最佳的改性条件是加碱量为大豆粉质量的4.0%、反应温度为60℃、反应时间为0.5 h;此时,粘度最大,蛋白晶型被破坏,蛋白质二级结构中无规卷曲含量较高。而碱量过大、温度过高、时间过长均会导致大豆蛋白分子降解。通过紫外光谱表征、显微镜观察等手段及蛋白质二级结构的变化情况,考察了酸调pH对碱改性后大豆蛋白的影响。结果表明,酸调乳液pH至7,蛋白质基本结构都未改变,二级结构变化则较小;大豆蛋白未发生二次团聚,乳液颜色相对较浅,有利于改性大豆蛋白液成膜。对改性大豆蛋白膜的吸水率和溶失率进行研究。考察了吸水率和溶失率的影响因素,并研究了添加金属离子及加料工艺对蛋白膜吸水率和溶失率的影响。结果表明,改性蛋白膜的吸水率和溶失率在反应温度为30℃、pH为7、烘干温度为120℃时较低;在此条件下,于乳液改性前添加1.0 g ZnCl2,可大幅度降低蛋白膜的吸水率,但对溶失率起不到作用。对涂料阻燃性能研究。首先,制备了聚磷酸铵(APP)和硼酸锌(ZB)阻燃剂,并对其加以结构鉴定及热稳定性分析;然后,研究了不同类型阻燃剂对改性蛋白乳液的阻燃性能影响。结果表明,所制备的APP和ZB热稳定性较好;而各种阻燃剂中,P-N系阻燃剂能有效地抑制灼燃,B-Zn系阻燃剂有最佳的阻燃作用;在阻燃剂复配使用中,以APP:ZB为3:1.2时,阻燃效果最好。在以上基础上,考察了最佳的阻燃涂料配方。结果表明,添加16 g钛白粉和16 g二氧化硅,以及0.8 g六偏磷酸钠和适量的消泡剂、pH调节剂,所得涂料具有良好的阻燃性能、且符合涂料行业发展的功能性、环保性等要求,具有广阔的开发应用前景。
【学位授予单位】:南京理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TQ637

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【参考文献】
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