超声/高压均质改性豆粕胶黏剂研究

来源 :北京林业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zmeng1984
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为解决豆粕胶黏剂粒度大且分布不均匀、溶解性差导致固化后易出现弱界面层,耐水胶接性能差的问题,论文以豆粕为原材料,利用超声和高压均质两种物理方法处理后与环氧交联剂TGA共混制备不同豆粕胶黏剂。通过对豆粕粒径分布、胶黏剂耐水性、固化胶黏剂的官能基团和热稳定性以及断面形态、制备胶合板胶合强度表征,研究不同超声细胞破碎时间、高压均质时间与压强对豆粕胶黏剂耐水胶接性能的影响与增强机理。主要研究结论如下:1.超声处理后,豆粕颗粒粒径随处理时间增加而减小,从85.6~119.4μm降低至16.6~29.0μm,分布更均匀。超声处理使蛋白变性,蛋白结构内部亲水基团暴露,有利于与TGA反应形成酯键,胶黏剂交联密度提高,从而提高胶黏剂耐水性。超声改性后胶黏剂热稳定性提高、固化胶层断面更加平整光滑且孔隙减少,有效防止水分侵入,从而进一步提高胶黏剂耐水性;处理后胶黏剂制备胶合板胶合强度随处理时间增加先增加后降低,处理时间为20分钟时,胶黏剂残留率提高15.8%,吸水率降低22.3%,制备胶合板胶合强度达1.03MPa,较未处理提高368.2%。2.高压均质处理后,豆粕颗粒粒径随处理时间增加而减小,从91.6~134.4μm降低至13.9~27.3μm,蛋白分子链展开,内部亲水基团暴露,随处理时间延长,亲水基团增加。在20MPa下均质7分钟,蛋白吸水率增加54.9%,有利于蛋白与交联剂反应形成交联网状结构,处理后使胶黏剂残留率提高14.0%,胶黏剂结构变致密。均质处理后形成的交联结构提高胶黏剂稳定性并且使固化后胶黏剂断面平整、表面凸起以及孔洞裂纹减少,进一步提高胶黏剂耐水性,制备胶合板胶合强度达1.03MPa,较未处理提高212.1%。3.随高压均质压强提高,豆粕颗粒受剪切、撞击力作用粒径分布先减小,在20MPa压强下均质5分钟,豆粕粒径从80.7~138.3μm降低至15.6~25.4μm;吸水率增加至5.47%,较未处理提高42.1%;胶黏剂残留率达81.6%,相较未处理提高18.1%;制备胶合板胶合强度达l.01MPa,相较未处理提高215.6%。继续提高均质压强至80MPa,蛋白小分子随压强增加重新聚集而变大,蛋白表面疏水区域增加,蛋白吸水率降低9.7%,与TGA反应活性降低,制备胶合板胶合强度下降26.7%。
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