玉米芯木质素的改性及其对豆粕基木材胶黏剂性能影响的研究

来源 :中国林业科学研究院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hellojie
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,由于醛基木材胶黏剂在生产与使用过程中持续释放甲醛带来的环境问题以及其原料的不可再生性,学术界与工业界研究探寻以生物质基胶黏剂部分替代石油基胶黏剂。豆粕胶黏剂(豆粕胶)是最具有前景的胶黏剂之一,然而目前仍存在胶合性能差、黏度大、固体含量低等问题,因此需要对其进行改性,以适应工业化应用的需求。本论文工作的研究思路是:以生物质玉米芯木质素为原料,利用木质素中丰富的羟基基团以及苯环的活性位点对木质素改性,并将改性木质素用于制备豆粕胶,以探究其对豆粕胶的湿态胶合强度、黏度、固体含量以及初粘性等性能的影响。具体内容如下:(1)研究不同粒度豆粕粉对豆粕胶的黏度及其制备的胶合板胶合强度的影响,同时通过FT-IR、元素分析、GPC对4种不同来源的木质素磺酸钠进行物理化学性质分析,并将其与水性聚酰胺(PAE)协同改性豆粕胶黏剂,利用测试接触角、剪切黏度和湿态胶合强度考察改性前后胶黏剂的浸润性、流变特性、以及所得胶合板的湿态胶合强度。结果表明,160目豆粕粉制得豆粕胶的黏度为6 326 m Pa·s,压制胶合板的胶合强度为0.76 MPa;红外谱图中在1 065 cm-1附近出现了磺酸基的振动吸收峰,证明木质素经过磺化反应或磺甲基化反应得到木质素磺酸钠;木质素磺酸钠中磺酸基的含量越高,经其改性的豆粕胶黏剂的零剪切黏度越低且在木材表面的润湿性越好,接触角从95°降到61°;与水性聚酰胺协同改性后的豆粕胶制得胶合板的胶合强度达到0.92 MPa,合格率为100%,满足国家Ⅱ类胶合板的标准要求(胶合强度≥0.70 MPa,合格率≥90%)。(2)以玉米芯木质素为原料,采用曼尼希法合成木质素胺(AL),将其与水性聚酰胺(PAE)、聚乙二醇二缩水甘油醚(PEGDE)用于复合改性高固体含量的豆粕胶,木质素胺AL中的胺值为81.6。木质素胺化前后的红外谱图及元素分析表明,氨基成功引入到木质素大分子上;复合改性豆粕胶固化后的红外光谱图中出现了酰胺Ⅰ带吸收峰由1 632 cm-1蓝移至1 640 cm-1及酰胺Ⅱ带的吸收峰1 533 cm-1蓝移至1 538 cm-1的现象,说明固化豆粕胶中形成了结构致密的网状结构;改性豆粕胶黏剂的固体含量高达42.5%,而表观黏度仅为3 746 m Pa·s,适于工业化应用;所得胶合板的胶合强度为0.86 MPa,合格率100%,符合国家Ⅱ类胶合板的标准要求(≥0.70 MPa,合格率≥90%)。(3)采用RAFT乳液聚合法,以玉米芯木质素为原料制备一种具有压敏性能的木质素基嵌段共聚物,并研究其对豆粕胶初粘性的影响。首先采用一锅法合成木质素链转移剂lignin-CTA,以该链转移剂对甲基丙烯酸甲酯(MMA)进行可逆加成-断裂链转移(RAFT)细乳液活性自由基聚合,将制备的接枝共聚物木质素-聚甲基丙烯酸甲酯(lignin-g-PMMA)作为大分子链转移剂,加入第二单体甲基丙烯酸月桂酯(LMA)进行扩链反应制得木质素基嵌段共聚物(lignin-g-PMMA-b-PLMA),并对lignin-CTA、木质素基共聚物进行结构与性能分析。结果表明,lignin-CTA中黄原酸酯含量1.44mmol/g,lignin-g-PMMA的反应动力学数据显示lignin-CTA对MMA的RAFT乳液聚合具有良好的链转移特性,所得lignin-g-PMMA-b-PLMA的相对分子质量显著增加,相对分子质量分布变宽;DSC结果表明嵌段共聚物lignin-g-PMMA-b-PLMA的玻璃化转变温度Tg为-24°C,“环形法”测试嵌段共聚物的最大力值为0.79 N,贴面实验表明,lignin-g-PMMA-b-PLMA乳液的添加量10%时,饰面板不会产生翘曲。
其他文献
檫木(Sassafras tzumu(Hemsly)Hemsly)是我国亚热带地区珍贵彩色树种。本研究利用江西省吉安市永丰县李山林场天然檫木群体为研究对象,基于SSR和EST-SSR分子标记技术,结合林木遗传学与群体遗传学手段,开展檫木天然群体遗传多样性水平和空间遗传结构等研究,提出檫木天然群体遗传多样性原地保存策略;同时构建檫木叶片主要表型性状近红外模型,开展檫木优良家系选择。通过本研究为檫木遗
学位
针对毛竹(phyllostachys edulis)林经营过程中出现的劳动力缺乏、经营成本持续上升、竹材价格持续低迷、毛竹林经营效益低下,毛竹林弃管现象日趋严重等问题,亟需通过新的经营模式切实提高竹林经营综合效益。本研究根据毛竹林下空间充足和土地资源利用率低的现状,开展毛竹林食用菌复合经营模式研究,筛选优质竹屑基质发酵配方、优化毛竹林下适生食用菌(竹荪Dictyophora indusiata)栽
学位
局域群落内多个物种的共存是探究生物多样性分布的维持机制的核心内容和生态学研究中的热点问题。由于不同的自然生态系统间物种丰富度差异明显,因而不同森林类型中可能存在不同的物种共存维持机制,因此在不同的森林内需要开展具体的相应研究。当前有关物种共存维持机制的研究主要集中在热带或亚热带森林,而对物种简单的寒温性针叶林(北方森林或泰加林)研究较少。通常认为资源竞争是促进物种多样性的重要因素,但是在自然条件相
学位
生长和材性性状是桉树重要的经济性状,挖掘其数量性状位点(QTL)及候选基因对桉树遗传改良至关重要。本研究以尾叶桉(Eucalyptus urophylla)和细叶桉(E.tereticornis)F1全同胞子代群体为研究对象,对其8年生树高(H)、胸径(D)、木材基本密度(BD)、纤维素含量(CC)、半纤维素含量(HC)、木质素含量(LC)、紫丁香基和愈创木基木质素比(S/G)等性状开展表型遗传分
学位
随着全球气候变化和人口不断增长,粮食供应短缺问题将会愈发严重。壳斗科(Fagaceae)植物果实有替代传统粮食作物的潜力,可开发为一种新的淀粉来源和功能性食品。我国栎属(Quercus)果实年产量巨大,但目前开发利用程度却远远滞后。本研究以栓皮栎(Q.variabilis)和蒙古栎(Q.mongolica)为对象,首先对不同种源果实性状进行比较分析,然后分析栓皮栎果实在发育阶段,不同组织中多酚含量
学位
学位
近年来,伴随国产电动汽车行业的快速发展,国内电动汽车的保有量不断增加。出于多方面考虑,越来越多的消费者选择购买二手电动汽车作为其日常出行工具,这导致二手电动汽车的交易量不断增长,二手电动汽车市场的规模不断扩大。伴随着二手电动汽车市场规模不断扩大,二手电动汽车行业也暴露出一些问题。例如,二手电动汽车市场缺乏统一的保值率评估体系,这是影响二手电动汽车市场健康发展的主要原因之一。目前,在我国,二手电动汽
学位
学位
学位
学位