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《南昌大学》 2006年
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生物质转化新型无甲醛木材胶粘剂研究

刘玉环  
【摘要】:本研究以深化对大豆球蛋白和淀粉两类生物质的理化性质的研究入手,在绿色化学理念和现代木材胶合理论的指导下,创新出了大豆球蛋白和淀粉变性的新方法。分别建立了以低温豆粕为主要原料开发耐水性大豆基无甲醛木材胶粘剂,和以玉米淀粉为主要原料开发耐候性淀粉基无甲醛木材胶粘剂的新方法。 1 耐水性无甲醛大豆基木材胶粘剂研究 本研究发现传统豆胶制备工艺中加碱量过大,残碱对大豆蛋白的碱性降解严重是造成豆胶耐水性差,使用期短,防腐难度大以及强碱性豆胶引起木材碱伤的核心问题。提出了把豆粕变性阶段和均质阶段分两步进行的豆胶生产新工艺,使大豆蛋白变性要求的强碱性与大豆蛋白多肽链的保护以及豆胶防腐要求的近中性条件得到了有机统一。实现了在完全不依赖甲醛、异氰酸酯、环氧化合物以及其他合成树脂的条件下成功制备耐水性大豆基无甲醛木材胶粘剂的目标。 1.1 阐明低剂量高强度的碱变性技术对大豆蛋白的变性作用规律:系统研究了碱对大豆蛋白的变性效果及其关键性影响因素,以及残碱对豆胶性能的影响。碱的变性作用使大豆球蛋白解聚,表现为粘度的提高、以及活性巯基数量的增加。碱的另一个作用是引起大豆蛋白中游离氨基的分解脱氨,以及肽键的碱性水解,豆胶残余碱量越大、这种不良影响也越大。当把变性阶段的液比控制在1.25-1.5倍的范围内,加碱量控制在2.25-3%之间时有利于稳定豆胶的耐水性胶接性能。 1.2 脲与碱配合使大豆蛋白变性更彻底,表现为在同等加碱量的情况下,配合使用10%的脲使豆胶粘度显著增大;加碱量在2.4-2.9%的范围内,配合使用脲能显著提高活性巯基的数量。低加碱量(约0.5%)有激活豆胶脲酶活性的有趣现象,但这种脲酶活性在豆胶储藏过程中不可逆地衰退。2%以上的碱变性则导致豆胶脲酶活性的完全丧失。当加碱量为2.75%,脲用量介于6%-12%之间时,能显著提高豆胶的耐水性胶合强度。 1.3 发现新型高效工业防腐剂BIT在豆胶防腐中的重要价值,以及提高BIT使用效果的系列相关因素。通过调节豆胶的pH为微酸性,适当提高防腐剂的初始浓度到0.09%以上,使豆胶的防腐保存时间在夏季的气温下(37.5℃)也能稳定通过60天的期限。已筛选出具有显著的协同增效作用的豆胶防腐剂组合。采用防腐剂多组分复合防腐增效技术阻断微生物耐药性形成途径,配合一定的冷藏条件将使大豆基木材胶粘剂的储藏期更进一步延长。
【学位授予单位】:南昌大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TQ432

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【引证文献】
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【同被引文献】
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