异氰酸酯改性苜蓿蛋白制备胶黏剂的探究开题报告
2021-08-08 03:18:05
全文总字数:736字
1. 研究目的与意义
随着世界人口的增长和人民生活水平的不断提高,人类对蛋白质需求的矛盾也日益突出。我国由于人口众多,蛋白质资源的缺乏尤为严重,积极寻找新型蛋白质,开辟蛋白质资源,是缓解我国蛋白质资源短缺的有效途径。绿色植物是生产叶蛋白的巨大资源宝库,也是获取叶蛋白最廉价的途径之一,绿叶单位面积蛋白质产量是粮食的2~4倍。苜蓿因蛋白质含量高、粘性成分少、再生能力强且适应性强等特点而被认为是植物蛋白的首选材料。 高等植物蛋白被认为是最有前途的蛋白质资源,它们能够满足人类和家畜的需求。
木材工业用胶的主要原料来自不可再生的石油,而石油的消耗会威胁胶黏剂产业的可持续发展,同时,胶黏剂中的甲醛、苯酚等有毒有害物质的释放也对人体和环境的健康产生恶劣影响。目前,研究绿色环保型的木材用胶黏剂已成为一种趋势。生物质胶黏剂的开发和利用有利于资源的节约和环境的保护,是符合胶黏剂可持续发展的重要趋势之一。
目的是寻求可再生资源满足生活的需要,从而降低人类对不可再生资源的依赖,走一条绿色环保之路。
2. 国内外研究现状分析
国外对叶蛋白的研究已有70余年的历史,最初开始研究工作的是匈牙利(1924~1925),之后是英国(1936~1939),1942年英国利用超声波从草叶中分离叶蛋白添加到食品中销售。到上个世纪80年代初,国际上专门成立了绿色植物研究协会(sgvr),负责叶蛋白的研究与开发。随后,法国建立了世界上饲用叶蛋白生产规模最大的苜蓿公司。此后,英国、丹麦、澳大利亚、新西兰等国也成立了规模较大的叶蛋白生产工厂,其产品主要是供国内和出口所需。我国叶蛋白的研究工作相对而言比较晚,主要集中在上个世纪90年代。主要工作是基于国外的研究,探寻一些植物蛋白分离及提取的新技术及新方法。
目前国内外还没有学者做关于苜蓿蛋白胶的研究,主要研究集中在大豆蛋白胶上。世界上最早的工业化大豆蛋白胶黏剂出现在1923年,主要用于胶合板行业,这为大豆蛋白胶黏剂的发展奠定了理论基础。随着豆胶的发展,到1942年,美国西海岸几乎每个胶合板厂采用的都是大豆蛋白胶黏剂,那段时期豆胶占领了美国胶合板市场的85%。1947年大豆蛋白主要是与其他蛋白质混合制作特种胶黏剂。后来由于石油基胶黏剂的出现,其在成本、胶接性能等方面与大豆蛋白胶黏剂相比均体现除了明显的优越性,所以到20世纪70年代,豆胶的使用几乎为零。1976年kayl.franze和john e.kinsella对大豆蛋白质进行了琥珀酰化和乙酰化改性,这两种改性方法,大豆蛋白胶黏剂的粘接强度和耐水性比未改性的蛋白作胶黏剂都有明显的提高,尤其是碱改性蛋白胶黏剂。目前,由于以不可再生石油为原料生产的胶黏剂具能够产生苯酚、甲醛等有害气体,对环境和人体的健康都产生了较为严重的影响,研究绿色环保的木材胶黏剂将成为一种趋势,所以国内外研究者对蛋白基化工产品的研究又重新开始。国内关于这方面的研究比较少,北京农业大学薛培元利用豆粕作原料,用氢氧化钠使部分蛋白质变性制成蛋白质溶胶,再配合消散剂对木材有很好的粘合的效用。其他对蛋白质胶黏剂的研究主要集中在用sds、sdbs、尿素、硫化物、酰化和磷酸化等方法使蛋白质变性或与某些合成胶合剂进行共混、共聚来改善胶接性能。
3. 研究的基本内容与计划
天然蛋白质本身就具有一定的黏度,但是如果用于实际生活中,完全达不到要求,所以必须对其进行改性实验。本文采用异氰酸酯对苜蓿蛋白进行改性,异氰酸酯中具有多个活性基团(-NCO)能够和苜蓿蛋白进行反应,从而达到胶粘的效果。
通过实验制备出目的蛋白质胶粘剂,并用一系列检测手段和设备测试其改性效果。期望能有新的突破。
4. 研究创新点
在目前国内外的天然蛋白质胶粘剂改性中,大都是对大豆蛋白胶的改性研究,此实验则是首个利用天然苜蓿叶蛋白制备胶粘剂并用对许多化合物都有很高的反应活性的异氰酸酯对其进行改性。
开此领域之先河。
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