【摘 要】
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大豆蛋白胶黏剂具有原料来源广,可降解,绿色环保等优点,但是由于其耐水胶接强度差,胶层硬脆,防霉性差等问题限制了它在实际生产中的应用。本研究以脱脂豆粉为原材料,以1,6-己二醇二缩水甘油醚(HDE)为交联剂,利用蚕丝、血粉和金属离子协同增强增韧大豆蛋白胶黏剂,研究不同种类的蛋白质和金属离子对大豆蛋白胶黏剂耐水性、胶合强度、胶层韧性、热稳定性和防霉性的影响。通过SEM、XRD、FTIR、TG、DSC分
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大豆蛋白胶黏剂具有原料来源广,可降解,绿色环保等优点,但是由于其耐水胶接强度差,胶层硬脆,防霉性差等问题限制了它在实际生产中的应用。本研究以脱脂豆粉为原材料,以1,6-己二醇二缩水甘油醚(HDE)为交联剂,利用蚕丝、血粉和金属离子协同增强增韧大豆蛋白胶黏剂,研究不同种类的蛋白质和金属离子对大豆蛋白胶黏剂耐水性、胶合强度、胶层韧性、热稳定性和防霉性的影响。通过SEM、XRD、FTIR、TG、DSC分析及力学性能测试等对胶黏剂的微观形貌、结构、官能团、热行为、胶接性能进行测试分析,解明蚕丝蛋白和血蛋白与金属离子协同增强大豆蛋白胶黏剂的作用机制。主要研究结论如下:(1)丝素溶液与大豆蛋白具有良好的相容性,利用丝素溶液改性的大豆蛋白胶膜强韧性显著提高。蚕丝蛋白和PEI之间的静电相互作用和氢键作用构筑物理交联网络,同时蚕丝优异的力学性能对蛋白膜起到了很好的增强作用,丝素改性蛋白膜的拉伸强度达16MPa,相比于对照组提高了136%;利用丝素溶液及钙离子协同改性的大豆蛋白胶膜中,钙离子与蛋白的金属配位作用提高了交联密度,使得胶膜的韧性明显改善,拉伸应变最大为158%。(2)蚕丝纤维对大豆蛋白胶黏剂显示出优异的增强效果。扫描电子显微镜显示蚕丝纤维与大豆蛋白基质之间具有良好的界面结合,蚕丝纤维作为增强相有效传递应力,二者之间强大的机械互锁改善了胶黏剂的胶接性能,添加2.5%蚕丝纤维的大豆蛋白胶黏剂制备的胶合板耐水胶合强度可达1.16MPa,相比于对照组提高了52.6%,胶黏剂的热稳定性也明显提高。(3)血粉和金属离子协同改性的大豆蛋白胶黏剂具有优异的胶接强度和防霉性能。血粉中可溶性部分为化学交联和金属配位提供活性位点,不溶部分具有较高的强度,可以分散应力。加入HDE、钙离子、锌离子构建多重网络结构,赋予大豆蛋白胶黏剂较好的力学性能和防霉性能。所制备胶黏剂的耐水胶合强度从0.48MPa提高至1.1MPa,防霉作用时间从1天延长至14天,此外胶黏剂的吸湿率从14.61%降低至11.86%,热稳定性增加,固化胶膜的裂纹明显减少。
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