木质素复合改性大豆蛋白胶黏剂及其防霉和耐久性能研究

来源 :中国林业科学研究院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:superzergking
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随着不可再生资源的日益消耗和人类环保意识的不断增强,生物质胶黏剂的开发与应用逐渐受到人们的关注。大豆蛋白胶黏剂是一种典型的绿色生物质胶黏剂,具有原料来源丰富、可再生,制备简单、性能优良等特点,已被用于人造板的工业化生产。然而,现有报道多采用石油基交联剂制备优异耐水胶合性能的大豆蛋白胶黏剂,这不利于生物质胶黏剂的可持续发展。此外,大豆蛋白胶黏剂存在易受微生物侵害以及耐老化性能差等缺陷,在一定程度上限制了其在木材行业的广泛应用。本文首先对木质素进行接枝改性,制备高反应活性的木质素环氧接枝物(木质素-环氧大豆油体系,EHL-ESO和木质素环氧化物,EPL),并将其作为交联剂改性大豆蛋白胶黏剂,研究两种交联剂对大豆蛋白胶黏剂耐水胶合强度的影响,构建木质素环氧接枝物改性大豆蛋白胶黏剂体系,并以豆粕粉(SM)为原料制备出高性能改性豆粕胶黏剂(SM/EPL胶黏剂);然后,研究温湿处理条件对改性豆粕胶黏剂的化学结构、热稳定性、霉菌生长情况及其胶合板耐水胶合强度的影响规律,评价EPL对改性豆粕胶黏剂的防霉效果;最后,考察湿热老化处理对改性豆粕胶膜的化学结构、结晶度及热稳定性的影响,探究湿热老化处理条件下改性豆粕胶胶合板胶合性能的变化规律,评价改性豆粕胶黏剂的耐久性能。通过以上研究得出以下结论:(1)木质素环氧接枝物能显著提高大豆蛋白胶黏剂的热稳定性和胶合性能,当EHLESO用量为7%时,其改性大豆分离蛋白胶黏剂(SPI胶黏剂)的耐水胶合强度达到最大值1.07 MPa;当EPL用量为9%时,SM/EPL胶黏剂的胶合强度达到最大值1.02 MPa,且其制备方法简单、容易操作,具有工业化应用前景。(2)纯SM胶黏剂在温湿条件下易霉变,而SM/EPL胶黏剂具有优异的防霉变能力,添加复合防霉剂能进一步提高SM/EPL胶黏剂的耐霉菌能力;纯SM胶胶合板处理30天后,其胶层明显被微生物附着,且出现剥离现象,而SM/EPL胶胶合板未发现霉菌附着及胶层分离现象,表现出优异的耐霉菌性能。(3)湿热老化处理对SM/EPL胶膜主要特征结构的稳定性有显著影响,老化处理前期胶膜主要以后固化交联反应为主,而后期水解以及氧化反应占据主导,导致胶膜交联密度下降,结晶度明显降低;SM/EPL胶黏剂的耐水胶合强度随处理时间的增加而逐渐降低,但SM/EPL胶胶合板表现出良好的耐久性能,在经过1200 h的湿热老化处理后,其胶合强度仍达到国家标准GB/T 9846-2015规定的II类胶合板胶合强度的要求。
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