生物质环氧化物对大豆蛋白胶黏剂的影响

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为提高大豆蛋白胶黏剂胶接性能,解决使用交联剂对化石资源依赖的问题,并且赋予大豆蛋白胶黏剂新性能,本研究利用木糖醇和大豆苷元与可来源于生物质的环氧氯丙烷反应制备环氧化木糖醇(EX)和大豆苷元二缩水甘油醚(DDE)作为大豆蛋白胶黏剂交联剂,并对其进行了表征。利用合成产物与大豆分离蛋白(SPI)制备全生物质大豆蛋白胶黏剂,研究合成产物及加入量对大豆蛋白胶黏剂黏度、防霉性、适用期、官能团变化、热稳定性、断面形貌等的影响,并利用改性胶黏剂制备杨木胶合板表征其胶合板干状/耐水胶合强度、木破率。最后通过单因素实验确定最佳热压工艺参数。所得的主要结论如下:1.木糖醇和大豆苷元上羟基与环氧氯丙烷反应成功制备环氧化木糖醇(EX)和大豆苷元二缩水甘油醚(DDE),其中4%EX改性的大豆蛋白胶黏剂制备胶合板的干状/耐水胶合强度分别达到1.96 MPa和1.36 MPa,较未改性胶黏剂分别提高55.6%和138.6%;8%DDE改性的大豆蛋白胶黏剂制备胶合板的干状/耐水胶合强度达到2.23 MPa和1.63 MPa。两种改性胶黏剂制备的胶合板均满足国家II类胶合板的标准要求(B/T 17657-2013)。2.两种改性胶黏剂的耐水胶接性能提高的原因为EX和DDE上的环氧基团与蛋白质分子链上的活性基团(如氨基、羧基等)发生交联反应形成稳定的交联网络结构,同时,木糖醇的长链结构和大豆苷元二缩水甘油醚自交联形成的双重网络结构在体系受力时提供更好的能量耗散,对大豆蛋白胶黏剂韧性增强。3.4%的EX添加可以将大豆蛋白胶黏剂的黏度从41879 m Pa·s降低到6539m Pa·s。而DDE的添加可以有效提高大豆蛋白胶黏剂防霉的性能,延长大豆蛋白胶黏剂的适用期,制备好的改性大豆蛋白胶黏剂在放置12小时后依然满足使用要求。这些都为大豆蛋白胶黏剂的工业化生产和应用提供了帮助。4.EX改性大豆蛋白胶黏剂制备胶合板时的最佳热压工艺参数为:130°C、1.8 min/mm、1.0 MPa;DDE改性大豆蛋白胶黏剂制备胶合板时的最佳热压工艺参数为:140°C、1.3 min/mm、1.0 MPa。
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