耐水性大豆蛋白木材膠黏劑用功能改性劑的制備與表征.pdf

1、隨著人們對(duì)居住環(huán)境的要求不斷提高，對(duì)于室內(nèi)建筑裝修和家具制造所使用人造材的安全性越來越重視，開發(fā)環(huán)境友好型生物質(zhì)基木材膠黏劑已成為必然趨勢(shì)。大豆蛋白作為生物質(zhì)材料的代表，來源廣泛、可再生，可以為制備新型木材膠黏劑提供新方向。由于大豆蛋白的復(fù)雜四級(jí)結(jié)構(gòu)以及分子量巨大，所制備的大豆蛋白膠黏劑存在固含量低、粘度大、耐水性能及膠合性能差的不足，使實(shí)際應(yīng)用受到很大限制。本文提出以堿降解液化蛋白(D-SPI)、酸熱處理蛋白粉(A-SPI)和聚酰胺多

2、胺環(huán)氧氯丙烷（PAE，作為交聯(lián)改性劑）復(fù)配，制備一種固含量較高、粘度較低、膠合性能、耐水性和工藝使用性能優(yōu)良的大豆蛋白膠黏劑，重點(diǎn)就交聯(lián)改性劑的制備與性能優(yōu)化進(jìn)行研究。
　　本文首先就PAE的合成工藝進(jìn)行優(yōu)化，采用兩步合成法，先后探究了多胺種類、多胺/己二酸摩爾比、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、環(huán)氧氯丙烷/多胺摩爾比、烷基化工藝以及終止酸的種類和用量(pH值)對(duì)所制備PAE性能影響，最終優(yōu)化出了最佳制備工藝:PA中間體合成時(shí)，己二酸/二乙烯

3、三胺摩爾比為1∶1.05，聚酰胺多胺(PA)中間體制備時(shí)先在125℃充分鹽化溶解后，再逐步升溫至185℃下保持2h;烷基化反應(yīng)時(shí)，環(huán)氧氯丙烷與二乙烯三胺的摩爾比為1∶1，在35℃保持0.5h后再于50℃下反應(yīng)至目標(biāo)粘度;反應(yīng)終點(diǎn)時(shí)，使用甲酸與硫酸調(diào)節(jié)產(chǎn)品pH值至3.5。此工藝下制備的PAE樹脂性能最優(yōu)，在保證體系交聯(lián)程度的同時(shí)，盡可能提高環(huán)氧氯丙烷支化程度和陽離子含量，且產(chǎn)品固含量高、儲(chǔ)存期長(zhǎng)。
　　將所優(yōu)化的PAE樹脂用于對(duì)大豆

4、蛋白膠黏劑的改性，并與其他三種常見改性劑（乙二醛、環(huán)氧樹脂及異氰酸酯）進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果證明:PAE樹脂可以很好的提高膠黏劑性能，在膠合強(qiáng)度及耐水性能方面優(yōu)于脲醛樹脂，壓制的膠合板濕強(qiáng)度達(dá)到1.12MPa，滿足GB/T17657-1999《人造板及飾面人造板理化性能試驗(yàn)方法》中對(duì)于Ⅰ類膠合板的性能要求，為大豆蛋白膠黏劑在木材加工領(lǐng)域取代醛基類合成膠黏劑提供技術(shù)支持。
　　同時(shí)，本文還利用傅立葉紅外光譜(FT-IR)、核磁共振分析儀(N

5、MR)、熱重分析儀(TG)、掃描電子顯微鏡(SEM)結(jié)合壓板實(shí)驗(yàn)，對(duì)PAE改性大豆蛋白膠黏劑的配方進(jìn)行了優(yōu)化，并對(duì)相關(guān)的改性機(jī)理進(jìn)行了探究，結(jié)果證明:PAE中氮雜環(huán)丁烷等活性基團(tuán)可以與大豆蛋白及木材中的胺基、羥基、羧基發(fā)生反應(yīng)，使三者固化后形成穩(wěn)定的耐水耐熱性能良好的空間結(jié)構(gòu);最佳的PAE改性大豆蛋白膠黏劑的配方為:D-SPI/A-SPI質(zhì)量比為1∶3，PAE添加比例為膠黏劑蛋白含量的30％，以此配方制備的PAE改性大豆蛋白基木材膠黏劑