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1. 研究目的与意义

随着全世界不可再生资源的日渐枯竭和人类对环境问题的日益关注,如何利用大宗农产品等可再生资源生产环保型的绿色化工产品已经引起世界各国工业界的重视。植物蛋白是大宗农产品加工的主要副产品,有丰富的来源。植物蛋白不仅是重要的食品原料,而且在非食品领域也有广泛的应用。就在豆蛋白胶粘剂而言,早在1923年,Johnson申请了大豆蛋白胶粘剂的专利。1930年大豆蛋白脲醛树脂木板胶粘剂(杜邦公司),由于粘接强度较弱及生产成本过高,未能大量使用。大豆蛋白胶粘剂粘接强度低且耐水性差,而合成粘合剂克服了上述缺点。资料显示,冷轧大豆蛋白胶粘剂市场占有率1954年为28%,而到1970年几乎为零。但是,合成胶粘剂在生产、运输和使用时有的会释放酚和甲醛,带来环境问题。近几十年来,特别是对于木材胶粘剂,由于胶粘剂市场的扩展,全球石油资源的有限性和环境污染问题日益受到关注,使得胶粘剂工业重新考虑新型天然胶粘剂,致使大豆蛋白胶粘剂再次成为研究热点。

重要的是,蛋白质改性技术的发展为改善大豆蛋白胶粘剂的性能提供了可能。例如化学交联的大豆蛋白水解物具有均匀和稳定的分散性以及在纸张成型中的热稳定性,可作为涂料配方中的胶粘剂和束缚剂,可明显改善纸张的印刷性能。国外诸多文献报道显示,改性大豆蛋白胶粘剂的粘接强度、黏度稳定性、耐水性等都较未改性的有所改善,有的甚至可以与商业用酚醛树脂胶粘剂媲美;且研究木材及纸张涂料用胶粘剂较多,而国内几乎没有研究,停留在传统的豆胶阶段。因此,本文综述了制备大豆蛋白胶粘剂相关的大豆蛋白改性技术、大豆蛋白胶粘剂的特性及其应用。

2. 国内外研究现状分析

周翠等选用硅烷偶联剂KH560作为改性剂,对碳酸钙晶须进行表面改性。研究了经KH560改性的碳酸钙晶须对大豆分离蛋白(SPI)胶黏剂粘接性能和耐水性的影响,考察了KH560用量和碳酸钙晶须用量对胶黏体系性能的影响。利用万能试验机测试对胶黏剂体系的剪切强度进行了测试,借助差示扫描量热仪(DSC)对胶黏剂热性能进行了分析。结果表明:当 KH560用量为4%(wt)、碳酸钙晶须用量为2%(wt)、SPI含量为10%(wt)时体系的粘接性能和耐水性最好,与未改性SPI胶黏剂相比,干剪切强度提高了28.88%,浸泡后剪切强度提高了71.41%,湿剪切强度提高了76.68%;变性温度与未改性SPI胶黏剂相比有所下降。

Guangyan Qi,Xiuzhi Susan Sun对用亚硫酸氢钠改性的大豆蛋白胶（MSP）介于纸张和玻璃基板之间粘合剂的剥离性能进行了研究。结果表明，与SPI和SF悬浮体系相比，用亚硫酸氢钠改性的大豆蛋白胶（MSP）有较高的固化速度，更好的耐水性，较长的纸张玻璃标签保质期。固化温度对MSP的固化速度的显著影响，需要较高的固化温度以降低固化时间。在这项研究中使用的所有大豆蛋白基胶粘剂中，聚醋酸乙烯酯有较慢的固化速度和较差的耐水性。MSP显示出了与聚醋酸乙烯酯的良好的相容性。两者的混合胶缩短了MSP的固化时间，提高了耐水性，并减少了聚醋酸乙烯酯的表观粘度。热和形态的研究表明，大豆蛋白分子和聚醋酸乙烯酯之间不发生任何化学反应。

3. 研究的基本内容与计划

第一阶段

根据不同配方制备大豆蛋白胶黏剂

第二阶段

4. 研究创新点

纯大豆蛋白胶黏剂的粘结性能和耐水性都较差，不利于工业应用。

本实验用不同质量分数的氢氧化钠及苯丙胺对大豆蛋白进行改性，以提高大豆蛋白胶的粘结强度和耐水性。