抗菌交联剂改性大豆蛋白胶粘剂的制备及性能研究

来源 :四川农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sunlongjun
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大豆蛋白(SP)胶粘剂具有可再生、可生物降解、无毒、来源丰富和低成本等优点,在代替甲醛基胶粘剂方面展现了极大的潜力。然而,SP胶粘剂除了耐水性差和胶合强度低之外,抗霉菌性也不足,不能满足实际工业应用的需求。因此,本研究开发了多种具有抗菌和交联性能的改性剂用于SP胶粘剂,以制备具有高强度和长抗霉菌期限的SP胶粘剂。主要研究结果如下:(1)以L-酪氨酸和甲醛为原料合成的羟甲基L-酪氨酸(TYF)被用于增强SP胶粘剂的抗霉菌性和胶合强度。结果表明,由于TYF与SP发生交联反应使胶粘剂形成稳定的交联网络结构,由6 wt%TYF改性的SP胶粘剂粘接的胶合板,其干、湿剪切强度分别比未改性的SP胶粘剂提高了49.3%和110.1%,达到了2.15和1.45 MPa。除此之外,TYF分子不稳定,其通过水解反应形成L-酪氨酸席夫碱或者产生游离甲醛,它们皆具有抗菌和杀菌的作用。因此,在引入TYF后,SP胶粘剂的抗霉菌性得到了明显改善。(2)以L-酪氨酸和环氧氯丙烷为原料合成了具有多个环氧基团的四环氧L-酪氨酸(ETY),然后通过涂布平板法证明了ETY的抗真菌性能,其抑菌率达到98.3%。ETY的添加能显著提高胶粘剂的干湿剪切强度和抗霉菌性能。当ETY的添加量为3 wt%时,与未改性的SP胶粘剂相比,改性的SP胶粘剂粘接的胶合板,其干、湿剪切强度分别从1.38和0.68 MPa提高到2.19和1.83 MPa,增加了58.7%和169.1%,这是由于ETY的多个环氧基团与蛋白质分子反应形成了稳定的三维互穿交联网络结构。在28°C和80%湿度的环境条件下,未固化和固化的SP胶粘剂(含3 wt%ETY)的抗霉菌期限均增加到了30天以上。(3)为了进一步探究环氧交联剂的抗真菌性,同时降低交联剂的成本,将低成本的草酸通过环氧氯丙烷处理转化为环氧草酸(EOA)。通过涂布平板法测试了环氧交联剂的抗真菌性能,结果表明,EOA和其他环氧交联剂均表现出优异的抗真菌性能,尤其是EOA,其抗真菌率超过99.93%。将EOA引入到SP胶粘剂中,EOA与SP分子的游离氨基和低反应性基团(如-CO-NH-、-COOH等)发生交联反应,从而在SP分子之间建立了大量稳定而牢固的共价键桥,进而促进了稳定紧密的交联网络的形成。与未改性的SP胶粘剂相比,由1 wt%EOA改性的胶粘剂(SPI/1%EOA)粘接的胶合板,其干、湿剪切强度分别提高了49.0%和139.7%。此外,由EOA改性的SP胶粘剂具有较长的抗霉菌期限,未固化和固化的SPI/1%EOA的抗霉菌期限分别从2天和4天增加到26天和30天以上。
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