基于改性大豆蛋白胶粘剂的竹纤维板性能
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2007年第32卷第7期中国油脂大豆蛋白作为胶粘剂应用的研究进展栾建美1,蒋蕴珍1,张君慧2,吕莹果2(1.国家粮食储备局无锡科学研究设计院,214035江苏省无锡市惠河路186号;2.江南大学食品学院,214036江苏省无锡市惠河路170号)摘要:大豆蛋白作为胶粘剂应用的改性方法有盐、硫化物、碱、胰蛋白酶、尿素、盐酸胍、SDS、SDBS、酰化和磷酸化法。
简述了改性大豆蛋白作为胶粘剂的研究现状以及改性后的大豆蛋白应用在木板上的胶粘特性的变化情况。
大豆蛋白经改性后其胶粘特性有所变化,变化情况受改性剂浓度的影响,改性后蛋白质的部分二级结构展开,胶粘强度提高,同时改性可以暴露出包埋在蛋白质内部的疏水基团,提高大豆蛋白胶粘剂的耐水性。
关键词:大豆蛋白;胶粘剂;改性;7S和11S球蛋白ProgressofstudiesonmodifiedsoyproteinadhesivesLUANJian-mei1,JIANGYun-zhen1,ZHANGJun-hui2,LAYing-guo2(1.WuxiScientificResearch&DesignInstituteoftheStateAdministrationofGrain,214035JiangsuWuxi,China;2.CollegeofFoodScience,JiangnanUniversity,214036JiangsuWuxi,China)Abstract:Thestudiesofsoyproteinbasedadhesives,includingtheirdevelopmenthistory,modificationofsoyproteinsandpropertiesofadhesiveswerereviewed.Soyproteincanbemodifiedbyapproachessuchassalt,sulphurcompounds,alkali,trypsin,urea,guanidinehydrochloride,sodiumdodecylsulfate,sodiumdodecylbenzenesulfonate,acylationandphosphorylation.Comparedwithunmodifiedsoyprotein,theadhesivepropertiesofmodifiedproteinwerechangedandassociatedwithconcentrationofdenaturantagents.Secondarystructuresofglobuleproteinsmayenhanceadh-esionstrength,andtheexposureofhydrophobicaminoacidsmayenhancewaterresistance.Mod-ifiedproteinsmayhavehighercontentofsecondarystructuresandmoreexposedhydrophobicaminoacidsthanunmodifiedproteins.Keywords:soyprotein;adhesive;modification;7Sand11Sglobule文章编号:1003-7969(2007)07-0022-03中图分类号:TQ432文献标识码:A蛋白质胶粘剂是以蛋白质作为主要原料的一种胶粘剂,按蛋白质原料来源的不同,可分为动物蛋白胶(如骨胶)和植物蛋白胶(如豆胶)[1]。
竹纤维性能及其与普通粘胶纤维的比较邢金香(保定天鹅集团公司,071055)[摘要] 本文对竹纤维性能做了阐述,并将其与粘胶纤维性能、由其织成的织物与普通粘胶织物加以比较,对更好地开发利用竹纤维和粘胶纤维及织物起指导作用。
1概述竹纤维是以竹子为原料,经特殊的高科技工艺处理,把竹子中的纤维索提取出来,再经制胶、纺丝等工序制造而成的再生纤维衷纤维;是继天丝、大豆蛋白纤维、甲壳索纤维等产品之后又一种新型纺织原料。
它具有手感柔软、悬垂性好、吸湿排汗性、染色亮丽等特性,尤其是独特的抗茵、抑菌、防紫外线和易于生物降解不对环境造成污染特性,使其在纺织领域应用广泛。
竹纤维的细度、白度与普通粘胶纤维接近,强力高,耐磨性大,韧性强,染色后不易褪色.吸湿渗透性好,手感柔和光滑,富有丝质效应与感觉。
它集天然纤维与人造纤维的优点于一身,用其开发的面料,适应范围广,诸如西装(裤)、衬衫、袜子、针织内衣衫裤等,皆可有竹纤维的靓丽风姿。
与粘胶纤维一样,竹纤维为再生纤维素纤维,它们的化学组成基本相同。
其纤维结构纵向光滑,横向截面近似圆形,边沿具有不规则的锯齿形,因此具有较好的抱合力,纯纺或与其它纤维混纺效果良好。
竹纤维和传统的普通粘胶纤维织物化学性能与棉、麻纤维织物相近,并具有棉、绢类织物的服用舒适性和外观,而且由于生产竹纤维的原料丰富,成本低,产量不受限制,可作为棉、绢类织物的替代产品。
本文着重探讨竹纤维性能与粘胶纤维及其织物性能的比较,为面料设计人员提供一定的理论知识,从而更合理地开发和利用竹纤维、粘胶纤维及织物。
2性能比较2.1纤维性能比较(1)吸湿透气性纤维吸湿性与聚合物的官能团及结构有关,天然纤维素与再生纤维紊虽有相同数量的羟基,但由于再生纤维素大分子间氢键较少,故它的吸湿性比天然纤维要大,竹纤维与粘胶纤维相比,虽然均属再生纤维紊纤维,但其结构为多孔隙网状结构,它的吸湿性透气性要比普通粘胶纤维好,给人一种排汗凉爽的感觉。
食品科学与工程专题课程论文题目竹纤维的性能、改性及其应用姓名费鹏学号2011309110056 粮食、油脂和植评分专业物蛋白工程指导教师杨宏职称教授中国·武汉二○一一年十二月竹维的性能、改性及其应用摘要:竹子是结构材料和纤维材料的理想原料。
用竹纤维代替木纤维可用于制造木塑复合材料。
此外,由于竹纤维是目前惟一的凉爽型纤维且具有绿色、环保等优良特性,现已是纺织行业纤维制衣研究与利用的热点。
为此,综述了竹纤维的结构与性能、竹纤维的制备、改性及其应用,指出了目前竹纤维研究中存在的问题,并对其应用前景进行了展望。
关键词:竹资源;竹纤维;纺织材料;木塑复合材料;改性Abstract: Bamboois good source ofconstruction and fiber materials. Bamboofiber has been used as material of WPC(Wood Plastic Composite). It has been applied as material oftextile industrybecause it belongs tocoolness type fiber and can be degraded in environment. The research on the character,preparation,modification,application of bamboofiber,as well as the major problemand perspective ofbamboofiber were reviewed in the paper.Key words: Bambooresource; Bamboofiber; Textile material;Wood Plastic Composite;Modification我国竹资源丰富。
大豆蛋白胶黏剂在胶合板中的应用综述大豆蛋白胶黏剂是一种以大豆蛋白为主要成分的胶黏剂,具有环保、无毒、无味等优点。
在胶合板领域,大豆蛋白胶黏剂的应用逐渐得到广泛关注。
目前,大豆蛋白胶黏剂在胶合板中的应用已经取得了一定的进展。
一些研究和实践表明,大豆蛋白胶黏剂可以替代传统的酚醛树脂胶黏剂,用于制造环保、无毒、高性能的胶合板。
大豆蛋白胶黏剂具有较强的粘附性和良好的耐水性,能够满足各种不同类型的胶合板制造需求。
未来,大豆蛋白胶黏剂在胶合板中的应用将会有更大的发展空间。
随着人们环保意识的不断提高和技术的不断进步,对环保、无毒、高性能的胶黏剂的需求将会不断增加。
因此,大豆蛋白胶黏剂作为一种环保、无毒、高性能的胶黏剂,将会在胶合板制造等领域得到更广泛的应用。
同时,随着大豆蛋白胶黏剂制备技术的不断改进和完善,其性能将会得到进一步提高,成本也将会逐渐降低。
因此,大豆蛋白胶黏剂在未来的发展中具有广阔的前景和潜力。
此外,大豆蛋白胶黏剂在胶合板制造中还有一些潜在的优势。
例如,它可以与其他生物质材料如木质纤维、竹纤维等结合使用,制造出具有更高强度和耐久性的胶合板。
这种结合使用可以更好地利用可再生资源,减少对环境的影响。
另外,大豆蛋白胶黏剂还可以通过化学改性的方法来提高其性能。
例如,可以引入一些功能性的基团或链段,使其具有更好的耐水性、粘附性和韧性等性能。
这些改性方法可以为大豆蛋白胶黏剂的进一步应用和发展提供更多的可能性。
综上所述,大豆蛋白胶黏剂在胶合板中的应用具有广阔的发展前景和潜力。
未来,随着技术的不断进步和人们环保意识的不断提高,大豆蛋白胶黏剂将会在更多的领域得到应用,成为一种重要的环保、无毒、高性能的胶黏剂。
此外,对于大豆蛋白胶黏剂的进一步研究和发展,还有一些值得关注的方向。
首先,是关于大豆蛋白胶黏剂的制备技术。
尽管目前已经存在一些制备方法,但如何提高制备效率、降低成本以及实现大规模生产仍然是亟待解决的问题。
这需要进一步研究和开发新的工艺和技术,以实现大豆蛋白胶黏剂的工业化生产。
C EREALS AND OILS PROCESSING基于改性大豆蛋白胶粘剂的刨花板性能研究方坤盛奎川席雷蓝天李永辉(浙江大学生物系统工程与食品科学学院)【摘要】研究了改性大豆蛋白胶粘剂的流变特性及基于改性大豆蛋白胶粘剂的刨花板力学性能。
结果表明,NaOH、十二烷基硫酸钠(SDS)及脲改性,均使大豆蛋白胶粘剂的黏度增大,NaOH和SDS的改性效果优于脲。
相比于未改性的大豆蛋白胶粘剂刨花板,NaOH和SDS的改性明显提高了刨花板的静曲强度、弹性模量及抗拉强度,所制刨花板已达到美国标准ANSIA208.1中M-S级刨花板性能指标的要求。
选用粒度范围为2~5mm的中刨花时,刨花板的力学性能最好,当刨花粒度过小(0~2mm)或过大(5~8mm)时,刨花板的力学性能指标均减小。
基于NaOH改性大豆蛋白胶粘剂的木刨花板力学性能优于竹刨花板及稻秸刨花板。
【关键词】生物质胶粘剂;大豆蛋白;化学改性;刨花板;力学性能中图分类号:TS222.1文献标识码:A文章编号:1673-7199(2008)11-0074-04刨花板是由木材碎料(木刨花、锯末或类似材料)或非木材植物碎料(亚麻屑、甘蔗渣、麦秸、稻草或类似材料)与胶粘剂一起热压而成的板材。
目前广泛用于刨花板生产的胶粘剂主要是脲醛树脂(UF),来源于不可再生的化石资源,并且在湿热条件下,脲醛树脂分子之间的醚键(-CH2-O-CH2)容易破裂而释放出游离甲醛,严重污染环境,危害人类健康。
近年来,基于可再生资源的环境友好型胶粘剂和人造板的研究在很多国家越来越得到重视,取得了一定成果,并且显示出强劲的发展态势。
其中,大豆蛋白胶粘剂因其显著的优点倍受关注,如原材料充分而且价格相对低廉,黏度相对较低易于加工处理,使用时热压冷压均可,即使应用于湿度20%~35%的胶合板也不会裂开等。
天然蛋白质通过改性,能改变其内部分子结构,失去生物活性,并改变其化学和物理性质。
Kalapathy等人研究了碱改性、酶改性以及盐离子的作用对大豆蛋白胶粘剂在胶合板应用时的胶接强度和耐水性的影响。
第26卷 第6期Vol 126 No 16材 料 科 学 与 工 程 学 报Journal of Materials Science &Engineering 总第116期Dec.2008文章编号:167322812(2008)0620900205基于改性大豆蛋白胶粘剂的竹纤维板性能吕谷来,傅 立,盛奎川,钱湘群,李建平(浙江大学生物系统工程与食品学院,浙江杭州 310029) 【摘 要】 热压温度、热压时间和板坯含水率是影响纤维板力学性能的重要因素。
本文采用二次回归通用旋转组合设计试验方法,研究了热压温度、热压时间和板坯含水率对基于改性大豆蛋白胶粘剂的竹纤维板力学性能的影响规律,获得最佳工艺条件为热压温度167℃,热压时间7.8min ,板坯含水率34.2%。
在此条件下,竹纤维板的静曲强度达16.5MPa ,弹性模量1032.6MPa ,抗拉强度10.4MPa ,厚度膨胀率31.0%。
【关键词】 生物质材料;大豆蛋白胶粘剂;竹纤维;中密度板中图分类号:TS664.1;TS102.2 文献标识码:AProperties of B amboo Fiberboard B ased on Modified Soy Protein AdhesiveL V G u 2lai ,FU Li ,SHENG K ui 2chuan ,QIAN Xiang 2qun ,L I Jian 2ping(School of Biosystems E ngineering and Food Science ,Zhejiang U niversity ,H angzhou 310029,China)【Abstract 】 Press temperature ,press time and moisture content are three important factors affecting the physical andmechanical properties of fiberboard.In this paper ,the effect of press temperature ,press time and moisture content on the properties of fiberboard was evaluated based on the quadratic general rotary unitized design.According to the results of response optimizer ,optimal properties of fiberboard was obtained with moisture content of 34.2%,press temperature of 167℃and press time of 7.8min.At the optimal conditions ,modules of rupture reached 16.5MPa ,modules of elasticity reached 1032.6MPa ,tensile strength reached 10.4MPa ,and 24h thickness swell reached 31.0%.【K ey w ords 】 bio 2based materials ;soy protein adhesive ;bamboo fiber ;medium density fiberboard收稿日期:2008201226;修订日期:2008202226基金项目:浙江省科技厅新苗人才计划资助项目(2007G 60G 2010041)和浙江省教育厅资助项目(G 20050412)作者简介:吕谷来(1984-),硕士生,主要从事生物质材料研究。
通讯作者:盛奎川(1963-),男,浙江绍兴人,教授,博士生导师,主要从事生物质材料和生物质能源研究。
E 2mail :kcsheng @ 。
1 引 言纤维板结构均匀、表面平滑光整,具有良好的加工性能,因此被广泛用于家具制造业和建筑业。
目前制备纤维板的主要原料为木质纤维和脲醛树脂胶粘剂。
随着森林资源的过渡砍伐,如何保证充足的原料供给,已成为一个重要的社会和经济问题。
另外,脲醛树脂来源于不可再生的石化资源,在湿热环境下容易释放出游离甲醛,严重污染环境,危害人类健康。
随着原油价格的不断上涨和人们对自身及环境安全问题的日益关注,这一问题变得更为严峻。
竹子生长快、产量高,与木材相比,具有强度高、韧性好等特点,是纤维板的理想原料。
中国竹资源丰富,有竹子40属500多种,面积800万hm 2,占世界竹林面积的40%[1],现有竹材加工厂数千家,竹林年采伐量达4亿株,1200万t ,在竹加工产业中有大量的纤维残余被废弃而没有被充分利用。
大豆蛋白是油脂加工的副产品,来源丰富。
改性大豆蛋白胶粘剂无毒,是一种环境友好型产品。
Sun 等[2,3]利用脲、SDS 、SDBS 、盐酸胍对大豆蛋白改性,提高了其粘接性能。
洪一前等[4]利用氢氧化钠溶液对大豆分离蛋白改性,获得了粘接性能较佳的胶粘剂。
李永辉等[5]运用SDS 改性的大豆分离蛋白胶粘剂,显著提高了其在胶合板的粘结性能、耐候性能和耐水性能。
但针对改性大豆蛋白胶粘剂的竹纤维板制备及工艺未见相关研究报道。
目前纤维板主要采用干法工艺制备,其中,热压温度、热压时间和板坯含水率是影响纤维板性能的重要因素。
本文采用二次回归通用旋转组合设计实验方法,研究热压温度、热压时间和板坯含水率等因素对基于改性大豆蛋白胶粘剂的竹纤维板的力学性能的影响规律,为工业化生产提供理论依据和工艺措施。
2 材料与方法2.1 试验材料大豆分离蛋白由山东东营万得福植物蛋白科技有限公司提供,蛋白含量约90%;竹纤维由杭州双绿纺织品有限公司提供,长度为10~20mm ;氢氧化钠(浓度为0.2%)、防腐剂、脱模剂等均为国产。
2.2 仪器设备CN T4204型微机控制电子万能材料试验机,深圳新三思公司;水冷式电动加硫成型机,高铁检测仪器(东莞)有限公司;B20型搅拌机,广州市番禺力丰食品机械厂;JJ 21型精密增力电动搅拌器,江苏金坛市江南仪器厂;自制成型模具等。
2.3 试验方法2.3.1 竹纤维板制备 0.2%氢氧化钠溶液[4]150ml →加大豆分离蛋白16.5g 和防腐剂1.6g →搅拌2h 至均匀→与155g 竹纤维混合→搅拌15min →调节板坯含水率→铺装→热压成型。
2.3.2 力学性能检测 测试的力学性能指标为静曲强度、弹性模量、抗拉强度及厚度膨胀率等,按G B489721992推荐性标准测定。
每项指标重复测试4次,取算术平均值。
2.3.3 二次回归通用旋转组合设计 选取对竹纤维板性能有影响的热压温度(X 1)、热压时间(X 2)和板坯含水率(X 3)3个因素,确定其适宜范围分别为150~180℃、5~10min 、15%~30%。
根据前期研究,固定热压压力为5MPa ,施胶量为11%,板尺寸为152.4mm ×152.4mm ×8mm ,目标密度为0.75g/cm 3,以静曲强度(Y 1)、弹性模量(Y 2)、抗拉强度(Y 3)及厚度膨胀率(Y 4)为响应值,根据三因子中心复合设计原理,设计20个试验点。
数据由美国宾夕法尼亚州立大学开发的MINITAB14软件进行处理和分析。
3 结果与分析3.1 试验结果用响应曲面分析法对热压温度、热压时间和板坯含水率三因素进行优化,试验设计及结果见表1。
模型显著性检验结果见表2。
本试验所选用的静曲强度模型中,相关系数R 2=0.925,校正决定系数adjR 2=0.857,说明该模型拟合程度好,试验误差小,模型是合适的。
各项回归系数显著性检验表明,回归系数X 2、X 21、X 22、X 23项的p 值都小于0.01,呈现表1 竹纤维板的工艺参数响应曲面设计及结果T able 1 Design and results of process parameter of b amboo f iberboard with response surface methodologyExpermentX 1/℃X 2/min X 3/%Y 1/MPa Y 2/MPa Y 3/MPa Y 4/%1165(0)7.5(0)22.5(0)13.4886.59.752.72165(0)7.5(0)22.5(0)13.9832.09.953.43150(-1)5(-1)10(-1) 1.860.10.9189.04165(0)7.5(0)43.5(1.7)12.8740.17.146.05165(0)7.5(0)22.5(0)13.5805.59.759.96150(-1)10(1)10(-1) 1.9106.2 1.9244.07165(0)11.7(-1)22.5(0) 6.4563.6 2.7117.08150(-1)10(1)35(1)8.2708.3 4.763.09180(1)10(1)10(-1) 1.542.00.8330.010139.8(-1.7)7.5(0)22.5(0) 5.4261.1 3.487.011150(-1)5(-1)35(1)10.9692.4 6.360.012180(1)5(-1)35(1)11.6755.37.261.013165(0)7.5(0)22.5(0)13.2855.69.655.114180(1)5(-1)10(-1) 2.6103.1 1.1311.015180(1)10(1)35(1)16.4979.7 6.550.016165(0)7.5(0)22.5(0)13.7813.99.6104.017165(0)7.5(0)22.5(0)13.5843.19.559.518165(0)7.5(0) 1.5(-1.7)0.9 5.00.7305.019165(0) 3.3(-1.7)22.5(0) 4.6210.7 2.9116.020190.2(1.7)7.5(0)22.5(0)2.797.11.1136.0 注:()内为编码・109・第26卷第6期吕谷来,等.基于改性大豆蛋白胶粘剂的竹纤维板性能 表2 回归方程系数显著性检验 T able2 T est for signif icance of regression coeff icientsCoefficientY1regressioncoefficientPY2regressioncoefficientPY3regressioncoefficientPY4regressioncoefficientPConstant-336.9020.001-24448.50.001-301.7510.0001941.320.016 X1 4.0810.863288.30.745 3.4470.214-19.210.579 X2 2.3230.000253.20.000 5.7490.000-68.070.029 X3-0.1180.51415.50.3100.4000.004-3.620.062 X21-0.0130.004-0.90.005-0.0110.0000.060.000 X22-0.3900.000-20.50.000-0.3510.000 2.530.019 X23-0.0130.001-0.90.006-0.0120.0000.230.010 X1X20.0200.1670.30.388-0.0020.1930.170.050 X1X30.0060.6010.20.5310.0020.255-0.080.745 X2X30.0120.308 1.00.802-0.0120.8550.070.375 注:Y1=-336.902+4.081X1+2.323X2-0.118X3-0.013X21-0.390X22-0.013X23+0.020X1X2+0.006X1X3+0.012X2X3 Y2=-24448.5+288.3X1+253.2X2+15.5X3-0.9X21-20.5X22-0.9X23+0.3X1X2+0.2X1X3+X2X3Y3=-301.751+3.447X1+5.749X2+0.4X3-0.011X21-0.351X22-0.012X23-0.002X1X2+0.002X1X3-0.012X2X3Y4=1941.32-19.21X1-68.07X2-3.62X3+0.06X21+2.53X22+0.23X23+0.17X1X2-0.08X1X3+0.07X2X3极显著,其余项不显著。