利用脫脂豆粉制備木材用膠粘劑的研究.pdf

1、本研究針對(duì)大豆木材膠粘劑耐水性能差這一瓶頸問(wèn)題,采用價(jià)格較低廉的脫脂豆粉(SF)為原料,選擇環(huán)境友好型試劑,采用復(fù)合改性的手段來(lái)研制耐水膠合強(qiáng)度較高的大豆膠粘劑。
　　 本文以促使變性展開(kāi)的蛋白質(zhì)分子間形成化學(xué)鍵結(jié)合,增強(qiáng)膠層內(nèi)聚力以改善耐水性能為基本思想,設(shè)計(jì)了兩套改性方案。一是先采用十二烷基硫酸鈉(SDS)為變性試劑,然后選用戊二醛(GA)為蛋白質(zhì)分子間交聯(lián)劑;另一種工藝是將原料用堿液(NaOH)處理后,采用酶(微生物轉(zhuǎn)谷氨

2、酰胺酶,MTGase)催化交聯(lián)的手段促使蛋白質(zhì)分子間形成化學(xué)鍵結(jié)合。
　　 試驗(yàn)一結(jié)果表明,當(dāng)pH值為5.0時(shí)利用SDS變性SF對(duì)其耐水性能提高具有顯著效果,在此基礎(chǔ)上,通過(guò)正交試驗(yàn),研究了SDS添加量、反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間三個(gè)因子對(duì)耐水膠合強(qiáng)度影響的交互作用,通過(guò)直觀分析和方差分析獲得SDS變性SF階段較佳工藝參數(shù)為:pH值=5.0,SDS添加量=0.5wt.％(基于原料質(zhì)量),反應(yīng)溫度=30.0℃,反應(yīng)時(shí)間=4.0h。GA的添

3、加大大提高了膠粘劑的耐水性能,在pH值為12.0時(shí),耐水膠合強(qiáng)度最高(0.68MPa,按照GB/T9846.1～9846.8-2004《膠合板》Ⅱ類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè),下同);隨戊二醛用量的增加,耐水性能逐漸提高;反應(yīng)時(shí)間為1.0h可獲得較好性能,時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)造成粘度過(guò)大而降低耐水膠合強(qiáng)度;改性后膠粘劑隨放置時(shí)間的延長(zhǎng),粘度有增大的趨勢(shì),機(jī)械攪拌處理后有剪切變稀現(xiàn)象發(fā)生,但仍保持良好粘接效果。通過(guò)TG分析看出,改性膠粘劑在220℃之前沒(méi)有發(fā)現(xiàn)熱降解

4、現(xiàn)象。FT-IR和SDS-PAGE分析結(jié)果表明,大豆蛋白質(zhì)分子間已形成化學(xué)交聯(lián)。
　　 方法二中,堿變性反應(yīng)條件(pH值、處理時(shí)間、處理溫度)對(duì)大豆蛋白質(zhì)的性能有較大影響,因此首先通過(guò)正交試驗(yàn)研究三者對(duì)豆粉變性的影響,通過(guò)方差分析發(fā)現(xiàn)pH值為顯著性影響因素,結(jié)合單因素(pH值)試驗(yàn)確定了較優(yōu)的變性條件為:pH值=9.5,反應(yīng)溫度=50.0℃,反應(yīng)時(shí)間=0.5h?；诖俗冃詶l件,又通過(guò)正交試驗(yàn)研究了MTGase催化交聯(lián)反應(yīng)條件(p

5、H值、MTGase添加量、反應(yīng)時(shí)間)對(duì)膠粘劑耐水膠合性能的影響,結(jié)果表明酶添加量對(duì)耐水性能的提高具有高度顯著的作用,當(dāng)用量為2.0U/g時(shí),膠粘劑的耐水膠合強(qiáng)度達(dá)到0.54MPa,粘度隨著MTGase用量的增加會(huì)呈現(xiàn)上升趨勢(shì);當(dāng)pH為8.0,反應(yīng)時(shí)間為75.0min時(shí),耐水膠合性能較好。改性膠粘劑出釜后放置時(shí)間的延長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致粘度變大,經(jīng)快速機(jī)械攪拌后粘度有所下降,但仍然保持上升趨勢(shì);同時(shí),膠合強(qiáng)度有較少程度的降低,但仍不低于0.50MPa