大豆基胶黏剂改性的研究进展

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大豆蛋白作为胶粘剂应用的研究进展(1)

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］。

大豆蛋白胶粘剂研究进展初稿

大豆蛋白胶粘剂的改性研究进展1、前言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,来源丰富，而且在非食品领域也有着广泛的应用。

就大豆蛋白胶粘剂而言,早在1923 年,Johnson 等人就提出豆粕制作胶黏剂的基本理论。

但由于大豆蛋白胶黏剂强度较低、生产成本过高、耐水性和耐腐性能较差未能大量推广使用。

近几十年来,基于全球石油资源的有限性和环境污染问题日益受到关注,使得大豆蛋白改性胶黏剂再次成为研究热点。

2、大豆蛋白的组成与结构利用大豆蛋白制备胶粘剂主要依赖于大豆蛋白独特的化学组成和分子结构。

在天然的大豆分子中,其多肽链上绝大多数的极性和非极性基团通过范德华力、氢键、疏水作用、静电作用等构成稳定的多级结构,进而形成致密结合的球体,但粘接作用较差。

通过水解作用,可以使蛋白质分子分散和展开,使极性和非极性基团暴露,从而能够和木材相互作用以提高其粘接强度[ 7 ] 。

2. 1大豆蛋白的组成大豆蛋白主要由11S球蛋白(可溶性蛋白) 、7S球蛋白(β2浓缩球蛋白与γ2浓缩球蛋白) 、2S和15S组成。

其中7S和11S 球蛋白占总蛋白的70%以上,11S比7S含有更多的含硫氨基酸,在色氨酸、蛋氨酸和半胱氨酸的含量上, 7S是11S的5～6倍,而且7S球蛋白是糖蛋白。

这2成分与大豆蛋白的功能性密切相关,表1列出了大豆蛋白质的组成。

2.2大豆蛋白的结构3大豆蛋白的改性机理大豆蛋白质分子中含有多种化学功能基团,能发生多种化学反应,为大豆蛋白的改性提供可能。

大豆蛋白质分子的天然状态是最稳定的状态,稳定其二级、三级、四级结构的氢键、静电作用、范德华力等作用力中,除共价键中双硫键的键能(330～380 kJ /mol)较大外,其他作用力均较小。

因而,当蛋白质分子受到如温度、辐射、酸碱等作用时,蛋白质分子二级以上的结构会发生变化,从而导致某些性质改变[ 16 ] 。

大豆蛋白胶黏剂的研究进展

科技信息MAX253、升压变压器T 、二极管桥和二个MOSFET 管组成。

此电路结构小，在+5V 供电条件下，可驱动100nF 的EL 背光屏。

（2）采用高压EL 驱动器构成高压驱动电源。

由美国IMP 公司生产的IM P803驱动器构成的EL 高压驱动电源。

其典型结构如图2所示。

４．结论电致冷光源是在低电压电场作用下冷光材料发光的一种电源，其具有效率高、能耗小、寿命长、绿色环保、控制灵活、光线质量高、光色显示纯、响应时间短、安全性能强等诸多优点，在医用、工业、家庭和民用等领域现已逐步得到广泛的应用，其作为21世纪的新光源，已是不争的事实，更是未来发展的必然趋势。

参考文献［1］胡嗣云.EL 的特性及驱动电路研究［J ］.国外电子元器件,2003(05)［2］史永基.场致发光电源电路［J ］.光电子技术,2000(12)［3］胡戎,侯文军.场致发光灯及其驱动电源［J ］.电子技术,1999(08)［4］Dave Bordui.揭开EL 背光驱动的秘密［J ］.电源技术，2003(10)（上接第96页）随着我国经济的快速发展，城镇建筑和室内外装饰装修行业发展迅速，我国胶黏剂的需求量快速增长,10多年来平均年增长率在20%左右,其中,三醛胶(脲醛、酚醛和三聚氰胺甲醛树脂胶)需求量最大,三醛胶的产量占胶黏剂总产量的40%左右。

然而,三醛胶在制造、运输和使用时由于会释放对人体有害的游离甲醛和酚而带来环境污染问题;尤其在室内装潢和家具板材中,因为甲醛并不完全缩聚,往往有相当部分以游离状态存在,会逐渐向周围发散而造成环境污染。

而且,石油基胶黏剂属于非生物可降解材料,长期大量使用会形成难降解的废物堆积，进而使环境恶化。

因此,一些发达国家先后都制定了严格的限制措施。

大豆资源丰富、产量高,大豆蛋白又是油脂加工的副产品,植物蛋白含量丰富。

早在1923年,O.Johnson 等人就提出豆粕制作胶黏剂的基本理论。

但由于大豆蛋白胶黏剂强度较低、耐水性差和生产成本过高未能大量推广使用。

大豆胶的改性原理及应用情况简介

Ｐｌｙｗｏｏｄ＆ＶｅｎｅｅｒＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎｏｆＮｏｒｔｈ
Ａｍｅｒｉｃａ）估计，２０１０年，北美使用豆胶制造的阔叶木胶合板占５０％以上。随着
俄勒冈州立大学（ＯｒｅｇｏｎＳｔａｔｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ）
宁波材料所朱锦、东北林业大学高振华、
甲醛超标事件层出不穷，对我国人造板
行业造成很大冲击，直接影响到出口企
北京林业大学李建章、中国林科院于文吉、福建农林大学林巧佳等团队都发表了大量关于改善大豆胶耐水性的文章，经过改性后大豆胶的耐水性能完全满足

出了巨大贡献。但随着国际国内经济形
势的变化，人造板行业竞争日趋激烈，
且发表了多篇文章对其粘接机理及产业
化应用做了阐述［１－４］。朝露大豆胶产品已经在德尔地板、大自然地板、兔宝宝
组、美国的林产品实验室（ＦｏｅｓｒｔＰｒｏｄｕｃｔｓＬａｂｏａｒｔｏｒｙ）、Ａｓｈｌａｎｄ．Ｈｅｒｃｕｌｅｓ公司等单位的深入研究，关于大豆胶的新型改性方
据４
差
露新材料有限公司（以下简称中科朝露）
在大豆胶产业化方面做了大量工作，并
的ＬｉＫａｉｃｈａｎｇ课题组、堪萨斯州立大学

改性大豆蛋白基胶粘剂耐霉变性能研究

Ｏ前言
以可再生资源为原料制备木材胶粘剂的研究，已成为人造板领域的热点之一ｌｌ－２］。２００３年我国已成为
东烟台万华聚氨酯股份有限公司；十二烷基硫酸
钠（ＳＤＳ）、十二烷基苯磺酸钠（ＳＤＢＳ），分析纯，北京化学试剂公司；防霉剂Ａ（ＷＰＤ一１，主要成分为山梨酸钾）、防霉剂Ｂ（ＷＰＤ一２，主要特征基团为磷酸基），
胶粘剂的储存时间、胶接性能等影响，以期为进一
步制备粘接性能、防霉效果及防霉耐久性俱佳的可
将ＳＤＳ和ＳＤＢＳ按比例溶解在水中，形成均匀无沉淀的溶液；然后加入适量的脱脂豆粉，适宜温度
摘
要：胶合板用大豆蛋白基价格低廉和无甲醛释放等优点，但其
仍存在储存时间短、易霉变等缺点。采用单因素试验法探讨了防霉剂种类及含量对大豆蛋白基胶粘剂储
存时间和胶合板耐霉变性能的影响。结果表明：当胶液中Ｗ（防霉剂Ｃ）：１．００％、胶液储存时间为１ — １４ｄ时，胶合板经２８℃／相对湿度９２％霉变处理４２ｄ后，其胶接强度分别为０．８５ＭＰａ（比无霉变处理体系降低１５％，此时胶液储存１ｄ）、０－８８ＭＰａ（比无霉变处理体系提高４２％，此时胶液储存１４ｄ）或变化不大（胶液储存４～１０ｄ），说明含防霉剂Ｃ胶液的防霉耐久性相对最好。关键词：大豆蛋白基胶粘剂；防霉剂；胶接强度；储存时间；霉变处理中图分类号：ＴＱ４３２．７３文献标志码：Ａ文章编号：１００４ — ２８４９（２０１３）叭一０００５ — ０４

大豆蛋白基人造板胶黏剂改性技术研究进展

·25·收稿日期：2018-05-31；修改日期：2019-02-18基金项目：河南省中原学者项目“豆粕基绿色木材胶黏剂的创制”（豫科人组[2015] 2号）；河南工业大学谷物资源转化与利用省级重点实验室2017年度开放课题“超声波联合化学改性大豆蛋白基木材胶黏剂的研究”（PL2017007）。

作者简介：王海杰（1991—），女，河南工业大学硕士研究生。

责任作者：卞科，男，河南工业大学教授。

讨论与建议 DOI:10.19455/j.mcgy.20190206大豆蛋白基人造板胶黏剂改性技术研究进展王海杰，李萌萌，关二旗，卞科（河南工业大学粮油食品学院；谷物资源转化与利用省级重点实验室，河南郑州 450001）摘要：绿色环保型大豆蛋白胶黏剂在人造板生产领域中具有很大的应用潜力，但其胶接强度和耐水性能有待进一步提高。

从大豆蛋白的改性原理、改性方法以及大豆蛋白胶在人造板胶黏剂中的应用等方面，进行归纳总结，分析研究中存在的问题，并提出相应的发展建议。

关键词：大豆蛋白；改性技术；胶黏剂；人造板中图分类号：TS653；TQ433 文献标识码：B 文章编号：1001-8654（2019）02-0025-05Review on R & D of Modification Technologies of Soybean Protein Adhesivesfor Wood-based PanelsWANG Hai-jie ，LI Meng-meng ，GUAN Er-qi ，BIAN Ke（Provincial Key Laboratory for Transformation and Utilization of Cereal Resource ，Henan University of Technology ，College of Food Science and Technology ，Zhengzhou 450001，Henan ，China ）Abstract ：Soybean protein adhesives are green and environmentally-friendly, which has a broad application prospect in wood-based panel manufacturing. However, strength and water resistance of the adhesives should further improve. In this paper, principles and methods of soybean protein modification technologies and application of the adhesives in wood-based panel manufacturing were reviewed and summarized. Existing problems and suggestions for future research and development were presented. Key words ：soybean protein ；modification technology ；adhesive ；wood-based panel大豆作为一种高蛋白质原料，在我国东北及华北地区广泛种植。

酸改性对大豆基胶粘剂流变性能的影响

ａｄｈｅｓｉｖｅｓ
ｍｏｄｉｆｉｅｄｗｉｔｈａｃｉｄ
最大，达到７．２７９Ｐａ·Ｓ（ｙ＝１４．８０Ｓ）。其次依次是ＨＮＯ３、Ｈ３ＰＯ４、Ｈ２ＳＯ４、Ｉ－Ｉ３ＢＯ３。可能原因是ＨＣ１处理后胶液ｐＨ最低，大豆蛋白分子舒展程度最大，蛋白分子间的相互作用最强，黏度最大。Ｔａｂ．２为不同酸处理后胶液ｐＨ值，从表中可以看出，ＨＣＩ处理后胶液ｐＨ值最低，为１．９，之后依次是Ｈ２ＳＯ４、ＨｒｑＣｈ、Ｈ３ＰＯ４、Ｈ３￣：ｈ。主要原因是酸浓度和用量相同时，ＨＣＩ可电离的Ｈ最多。’根据参考文献［１０］，酸改性ＤＳＦ胶粘剂ｐＨ值在１～２范围时，胶合强度最佳。因此选用ＨＣ１作为改性剂进一步研究大豆基胶粘剂的流变性能。
然而经过改性的大豆基胶粘剂往往黏度较大，限制其工业应用。了解大豆基胶粘剂的流动类型，测量或计算出溶液的流变参数，对于加工设备的设计，加工过程的控制、管理、降低能耗以及降低黏度，提高固含量、胶合强度等具有十分重要的意义ｌ８ｌ。
大豆蛋白是典型的两亲分子，在强酸作用下蛋白质结构会发生一定伸展，释放内部的活性基团与疏水基团，并且其中的质子能与活性基团发生质子化作用，提升豆胶的胶合性能以及耐水性［。Ｌｉｎ等利用酸碱盐联合改性豆胶，结果表明改性后豆胶耐水胶合强度有了显著提升，达到国家标准ＧＢ／Ｔ９８４６—２００４中 Ⅱ 类胶合板的要求ｌ２ｊ。然而，这些研究主要专注于大豆基胶粘剂的胶合性能，未涉及黏度等流变学特性，影响
了大豆基胶粘剂的应用。本文采用酸处理大豆蛋白原料制备大豆基胶粘
剂，研究不同种类及浓度的酸处理后胶液的流变性；并通过仪器表征胶液的粒径大小分布，表面微观形貌，以及分子结构变化，揭示酸处理对豆胶流变性能的影响机理。为此类大豆基胶粘剂的推广应用提供参考。

大豆基胶粘剂的研究进展

leiwen67163com表1原料北美市价美元kg374242220176154143099077043033022022胶着抗水性耐水级室内级室内级防水级耐水级耐水级室内级耐水级室内级室内级室内级防水级间苯二酚酪蛋白精炼大豆蛋白聚醋酸乙烯酯异氰酸酯三聚氰胺血粉喷雾干燥苯酚血粉气干脱脂大豆粉低脂大豆粉尿素注
疏水基团接到蛋白质分子上，改变蛋白质的３级结
其组成、构和性质基本上代表了纯大豆蛋白质，结在
（京林业大学信息学院，苏南京２０３）南江１ｏ７
摘要：介绍了大豆蛋白的结构与组成，综述了近年来国内外大豆基胶粘剂的发展概况和改性进展，提
出了研发中存在的问题以及发展大豆基胶粘剂的意义。关键词：豆蛋白；粘剂；大胶改性；展进中图分类号：Ｑ３．３文献标识码：文章编号：０４２４（０８Ｏ — ０８０Ｔ４２７Ａ１０ — ８９２０）５０３ — ６
石油资源而言，利用农业资源生产可再生的、环境友大豆基胶粘剂可以代替脲醛树脂胶粘剂用于室内建好型胶粘剂则越来越受到人们的重视。低廉，以制胶用的蛋白原料（所如血粉、脱脂大豆粉设和家具行业等领域中，从而避免了脲醛树脂胶粘
２１１大豆蛋白的物理改性．．
１２￥Ｉ组成与结构【．Ｐ的７】
由于ＳＩＰ中含有９％以上的大豆蛋白质，所以２

无醛型大豆蛋白基胶粘剂固化过程反应动力学研究

Vol.45，No.5Oct . ，2018第45卷，第5期2018年10月湖南林业科技Hunan Forestry Science & TechnologyWANG Yong 1,2，CHEN Siqing 3，DENG Layun 1，FAN Youhua 1无醛型大豆蛋白基胶粘剂固化过程反应动力学研究王　勇1,2，陈仕清3，邓腊云1，范友华1（1. 湖南省林业科学院林产工业研究所，湖南长沙 410004；2. 中南林业科技大学材料科学与工程学院，湖南长沙 410004；3. 中国林业科学研究院木材工业研究所，北京 100091）摘　要：本文利用非等温差式扫描量热分析对改性大豆蛋白基胶粘剂体系的固化反应过程进行研究。

利用Kissinger 方程及 Crane 方程对固化反应过程进行了动力学分析。

结果显示，改性大豆蛋白基胶粘剂的固化反应活化能为 0. 926 kJ/mol，反应级数为 0. 756，最佳固化温度为 133 ℃。

关键词：大豆基胶粘剂，改性，固化动力学，人造板中图分类号：TQ 432. 7+3 文献标识码：A 文章编号：1003-5710（2018）05-0078 -04doi：10. 3969 / j. issn. 1003-5710. 2018.05. 014（1. Institute of Forest Products and Industry，Hunan Academy of Forestry，Changsha 410004，China；2. College of Materials Science and Engineering，Central South University of Forestry and Technology，Changsha 410004，China；3. Research Institute of Wood Industry，Chinese Academy of Forestry，Beijing 100091，China）Abstract：The non-isothermal differential scanning calorimeter analysis was applied to perform the research on the curing dynamics of soy-based adhesives. The kinetics analysis of curing process was analyzed by using Kissinger equation and Crane equation. The results showed that the apparent activation energy of curing process was 0. 926 kJ ·mol -1，while the reaction order was 0. 756 and the optimum curing temperature was 133 ℃.Key words：soy-based adhesive；modification；curing dynamics；panels收稿日期：2018-07-22基金项目：中央财政林业科技推广示范资金项目（[2016]XT006）；湖南省林业科技计划项目（XKL201713）；湖南省科技计划项目重点研发计划（2016NK2160）作者简介：王勇（1986-），男，湖北省崇阳县人，博士生，助理研究员，主要从事胶粘剂和木材改性研究；E-mail：satanwy@通讯作者：范友华，副研究员；E-mail：yh_fan@Research on reaction dynamics of curing process of formaldehyde-free soy protein-based adhesives 目前，在人造板生产制造中大量应用“三醛胶”，其价格低廉，性能优异，使其应用广泛［1］。

大豆蛋白胶粘剂的化学改性研究进展

目前公认的是在ｐ为ｌＨ０，温度为５０℃所得胶粘剂性能最好１］７。－８
１大豆蛋白胶粘剂性能
大豆蛋白胶粘剂的性能主要取决于胶粘剂的粒度大小，面原始状况，白质结构，度及过程参表蛋粘数如加压温度、力和时间［压３１。
１２底物及其表面原始状况＿
脂等。由于这些产品在使用过程中不断挥发出甲醛，严重影响了人们的健康。另一方面，由于胶粘剂对石
油有很强的依赖性，着世界石油的短缺，油价格随石
胶粘剂的性能也取决于底物的原始表面状况。如表面过于粗糙或光滑，都会导致粘接失效［５１粘。胶剂和木材之间的粘接力主要来源于机械粘附力和分子间吸附力。ａｐｔｙ等同现，软槭木作底物有Ｋｌａｈａ发用高的粘接强度（８，２０Ｎ）而坚硬的胡桃木，接强度粘会降低（３；果是黄松木和白杨软木则粘接强１５Ｎ）如度很低甚至为零。外，此木材孑隙度和表面粗糙程度Ｌ及底物的含水量也会对粘接强度产生影响。
１３粘度．
的上涨，得胶粘剂的市场成本上升，机重重。因使危此，们越来越倾向于使用无毒害、再生来源生产人可的无醛胶粘剂。常用于合成胶粘剂的天然可再生物质主要有：素、宁、白质以及淀粉、聚糖等多糖木单蛋壳

基于改性大豆蛋白胶粘剂的刨花板性能研究

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。

大豆基胶黏剂在秸秆人造板中的应用研究进展

不断提高，秸秆产量也随之增加ｊ。农作物秸秆资源是农作物秸秆主要包括粮食作物秸秆，如稻秆、麦秆、玉宝贵的可再生资源， “ 用则利，弃则害” ，加快推进秸米秆、高粱秆等；经济作物秸秆，如麻秆、棉花秆、油
基金项目：中央财政林业科技推广示范资金项目 “ 无醛胶黏剂制造浸渍纸饰面细木工板集成技术应用及示范”（ｆ２０１６］ＸＴ００６）；湖南省林业
。
通过化学改性，可使大豆球蛋白分子展开并部分降
酸酯为胶黏剂，但其价格较贵，使得秸秆人造板在成本解，使其疏水基团和活性反应基团外露，与木材大分子上难以与传统木质人造板竞争。近年来，研究人员尝试上的’ 活．Ｉ生反应基团之间充分接触并相互反应，从而提高
生 ” 。将改性大豆基胶黏剂应用在秸秆人造板的生产中，取得大豆基胶黏剂的耐水陛和胶合Ｉ
ＡｂｓＷａｃｔＴｈｅｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｃｒｏｐｓｓｔｒａｗ，ｔｈｅｍｏｄｉｉｆｃａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｓｏｙ－ｂａｓｅｄａｄｈｅｓｉｖｅｓａｎｄｔｈｅｉｒａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｔｏｓｔｒａｗｐｎｅａｌｓ．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｈｅｄｔｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｐｒｏｓｐｅｃｔｏｆｓｔｒａｗｐｎｅａｌｓａｐｐｌｙｉｎｇｓｏｙ－ｂａｓｅｄａｄｈｅｓｉｖｅｓｗａｓｂｒｉｅｌｆｙｒｅｖｉｅｗｅｄ．

大豆基胶黏剂流变性能研究进展

大豆基胶黏剂流变性能研究进展郑培涛;陈奶荣;魏起华;林巧佳【期刊名称】《福建林业科技》【年(卷),期】2013(000)003【摘要】从物理改性和化学改性方面综述了国内外有关大豆基胶黏剂流变性能的研究现状，分析存在的问题，并提出未来研究方向：研究大豆基胶黏剂的流变性能，应该结合大豆基胶黏剂的改性方法，对在不同改性条件下大豆基胶黏剂的流变性能进行多元分析，同时通过改进测量仪器，结合微观分析和仪器分析，表征大豆基胶黏剂的结构和流变性能之间的关系，为大豆基胶黏剂的改性制备提供理论依据。

%In this paper , a present research situation of the rheological properties of soy-based adhesive from physical and chemical modification was reviewed , and its problems and future research aspect were also analyzed , rheological properties of soy-based adhe-sive was researched , Modification methods should be combined with soy-based adhesives , the rheological properties multivariate a-nalysis of soy-based adhesives was made under the condition of different modified , by improving the measuring instrument at the same time, combined with microscopic analysis and instrument analysis , the relationship between the structure and rheological properties of soy-based adhesives was showed , this paper provided the theory basis for the soy-based adhesives modified preparation .【总页数】6页(P222-227)【作者】郑培涛;陈奶荣;魏起华;林巧佳【作者单位】福建农林大学材料工程学院，福建福州350002;福建农林大学材料工程学院，福建福州350002;福建农林大学材料工程学院，福建福州350002;福建农林大学材料工程学院，福建福州350002【正文语种】中文【中图分类】TQ432.7+3【相关文献】1.稳定剂对大豆蛋白基胶黏剂性能的影响 [J], 吴志刚;雷洪;曹明;席雪冬;廖晶晶;杜官本2.稳定剂对大豆蛋白基胶黏剂性能的影响 [J], 吴志刚;雷洪;曹明;席雪冬;廖晶晶;杜官本;3.大豆蛋白基人造板胶黏剂改性技术研究进展 [J], 王海杰;李萌萌;关二旗;卞科4.协同交联型大豆胶黏剂的流变与固化性能研究 [J], 王广彬;王利军;陈家宝;李玲;王春鹏;储富祥;许玉芝5.改性大豆蛋白基胶黏剂的研究进展 [J], 张泽宇;林玥彤;王堡;庞久寅因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

大豆胶的改性原理及应用

大豆胶的改性原理及应用1. 导语大豆胶是一种常用的天然胶体材料，具有良好的稳定性和生物相容性。

为了改善其性能和拓宽应用领域，人们通过改性来提升其功能性。

本文将介绍大豆胶的改性原理及应用。

2. 改性原理大豆胶的改性主要通过增加功能性基团或调整分子结构来实现。

下面列举了几种常见的大豆胶改性原理：• 2.1 交联改性交联改性是通过引入交联剂将大豆胶链条连接起来，形成三维网状结构，提高大豆胶的力学强度和稳定性。

常见的交联剂有硫酸铵、醛类化合物等。

• 2.2 掺杂改性掺杂改性是通过向大豆胶中掺入其他成分，使其具有特定性能。

例如，添加纳米材料可以增强大豆胶的导电性和力学性能；添加抗菌剂可以赋予大豆胶抗菌功能。

• 2.3 表面改性表面改性是通过改变大豆胶表面的性质来提升其附着性和润湿性。

例如，可以通过等离子体处理、化学修饰等方法来改善大豆胶的表面性能，使其更适用于特定应用领域。

3. 应用领域改性后的大豆胶拥有更广泛的应用领域。

以下列举了几个常见的应用领域：• 3.1 医疗领域大豆胶经过改性后，具有生物相容性和生物可降解性，可用于制备医疗用品，如人工器官、缝线等。

此外，大豆胶还可以作为药物缓释系统的载体，用于控制药物释放速度。

• 3.2 食品领域由于大豆胶具有优良的胶凝性和稳定性，可用作食品添加剂。

例如，大豆胶可以用于制备凝胶状食品、增稠剂和稳定剂，提高食品质地和口感。

• 3.3 纺织领域大豆胶经过交联改性后，可用于纺织品的抗皱整理和防静电处理。

此外，大豆胶还可以修复纺织品的损伤，提高其耐久性。

• 3.4 化妆品领域大豆胶可以用作化妆品的增稠剂和保湿剂。

其独特的胶凝性能可以改善化妆品的质地和延展性，提高用户使用的舒适性。

4. 结语通过改性，大豆胶的性能得到了显著提升，应用领域也更加广泛。

在医疗、食品、纺织和化妆品等领域，大豆胶的应用前景非常广阔。

随着技术的不断进步，相信大豆胶的改性和应用将会有更多的突破和创新。

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第28卷　第1期2009年 2月大豆科学S OY BE AN SC I E NCEVol 128　No 11Feb .　2009大豆基胶黏剂改性的研究进展收稿日期:2008207228基金项目:国家十一五科技支撑计划资助项目(2006BAD18B 0905)。

作者简介:韩彦雪(19852),女,硕士,研究方向为生物质能源利用。

E 2mail:hyx .m.s@ 。

韩彦雪,张求慧,赵广杰,张天昊(北京林业大学材料科学与技术学院,北京100083)摘　要:大豆蛋白的凝胶性能够使大豆分离蛋白具有较高的粘度、可塑性和弹性,由大豆分离蛋白形成的胶黏剂不会释放甲醛等有害气体,是高环保型胶黏剂。

但是普通大豆胶黏剂耐水性差、胶合强度低,而且耐腐蚀性差、易于生物降解,所以需要进行改性处理以期提高耐水性以及胶合强度。

常用改性方法包括:物理改性、化学改性、仿生改性、酶改性等,通过对大豆蛋白改性处理方法的归纳,介绍了大豆胶的最新研究动态,以及国内外大豆胶改性的先进技术,从而总结出适宜的改性方法,为实际的生产与应用提供依据。

关键词:大豆分离蛋白;豆胶;改性处理中图分类号:T Q432.7 文献标识码:A 文章编号:100029841(2009)0120164203Progress on Soybean 2ba sed Adhesi ve M od i f i ca ti onHAN Yan 2xue,Z HANG Q iu 2hui,Z HAO Guang 2jie,Z HANG Tian 2hao(College of Materials Science and Technol ogy in Beijing Forestry University,Beijing 100083,China )Abstract:The gel of s oy p r otein gives it high viscosity,elasticity and p lasticity,the adhesive makes with the for mati on of s oy p r otein will not f or maldehyde or other har mful gases,it is a high 2envir on ment 2p r otecti on adhesive .But ordinary ad 2hesive s oybean is poor in water resistance,l ow in adhesive strength,poor in corr osi on resistance,and easy t o be bi odegrada 2ti on,s o it should be modified with the vie w t o i m p r oving water resistance and the adhesive strength .Modificati on methods commonly used include physical modificati on,che m ical modificati on and bi onic modificati on,et al .This article su mmarized the latest research devel opment on s oybean glue,then su mmed up the app r op riate modificati on methods suitable f or the actu 2al p r oducti on and app licati on of p ractical basis .Key words:Soy p r otein is olate;Modificati on;Soybean p lastic 天然高分子胶黏剂是由天然产物(动、植物等)提取的原料加工而成的,植物蛋白质胶黏剂以大豆分离蛋白(SP I )制成的大豆基胶黏剂为代表,具有价廉、量广、可再生等特点,可用于热压和冷压,但是存在粘接强度低、耐水性差、抗微生物降解能力低等问题,尤其是耐水胶合强度差的缺陷使其达不到工业应用的要求,阻碍了豆胶的推广[1]。

为了克服这些问题,有关人员对大豆蛋白改性进行了相关的研究。

1　大豆蛋白的改性研究大豆蛋白改性就是通过改变蛋白质的一个或几个理化性能,达到加强或改善蛋白质功能性的目的,同时抑制酶的活性或除去有害物质,达到除去异味和提高营养利用率的目的。

其实质就是改变大豆蛋白的分子结构,进而改变其理化性质,达到功能性质改变的结果[2]。

1.1　热改性热改性属于物理改性,热处理是大豆发生胶凝的必要前提。

适当的热烘处理能提高大豆蛋白的表面活性和乳化性,有利于凝胶作用,同时加工过程中的热处理能钝化大豆中对人体不利的酶或蛋白[3-4]。

1.2　碱改性碱处理有助于大豆球蛋白解聚,暴露出极性和非极性基团,再与木材反应,使胶的强度和耐水性都能得到改善,但也缩短了胶的使用期限。

Hettiarach 2chy 等[5]用碱改性大豆蛋白,发现其粘接强度和耐水性比未改性的大豆蛋白胶有了明显的提高。

但是通常Na OH 改性蛋白质溶液因为其不断水解而不稳1期韩彦雪等:大豆基胶黏剂改性的研究进展165　定,加入甲醛可以稳定变性的蛋白溶液,使其具有良好的储存稳定性[6]。

1.3　磷酸改性大豆蛋白与粘胶的共混性不好会导致大豆蛋白大量流失,造成资源的浪费,磷酸根基团的引进可以增加蛋白质的电负性,提高蛋白质分子之间的静电斥力,使之更易分散,从而提高溶解度、改善起泡性。

利用尿素引入磷酸根对SP I 进行改性,可以有效地改善SP I 与粘胶机制的共混性能。

Sun 等[7]发现用尿素对大豆蛋白改性制作胶黏剂比用碱改性的胶黏剂具有更强的耐水性。

Huang 等[8]通过用不同浓度的尿素和盐酸胍对大豆蛋白改性制作木材胶黏剂,结果表明尿素和盐酸胍的浓度对胶黏剂的性质和功能有明显的影响,溶解性、乳化能力和持水性有明显提高。

1.4　酶改性酶改性是通过酶部分降解蛋白质,改变蛋白质的功能性质。

其过程所需条件温和,有害副产物少,并且通过对酶解条件的控制可以有效地控制蛋白质的水解度,甚至可以有目的地选择肽链断开的位置[9]。

1.5　酰化改性蛋白质的酰化改性是指蛋白质分子的亲核基团(如氨基或羟基)与酰化试剂相互反应,从而导入新功能基团的过程,其优点是反应条件温和、酰化试剂容易制得、反应可逆[10]。

酰化后的蛋白质分子表面负电荷增多,多肽链伸展,空间结构也发生了较大的改变,导致分子柔韧性提高,从而增强了蛋白质的溶解性、持水性以及持油性,同时也改善了其乳化性以及起泡性。

图1　酰化改性反应原理[11]Fig .1　The reacti on p rinci p le of acylase modified1.6　仿生改性贻贝是一种海洋软体动物,它可以分泌出胶液与任何表面坚硬的潮湿表面牢固的粘接,而且耐盐水腐蚀[12-13]。

贻贝胶能粘附与不经过特殊处理的潮湿、不规则表面,并且具有很高的抗生物降解性,但是它的生产困难且昂贵,如果赋予豆蛋白一些海洋生物蛋白具有的官能团,便可以将豆胶改性成具有胶合强度高、耐水性好的木材胶黏剂[14]。

将多巴胺通过氨基接枝到SP I 上,赋予SP I 类似海洋生物蛋白胶具有的酚羟基官能团,用这种改性SP I 胶合的木质复合材料便具有了较高的胶合强度和耐水性。

图2　反应式:将多巴胺接枝到分离豆蛋白上[15]Fig .2　Sche me p reparati on of dopa m ine 2grafted s oy p r otein is olate (SP I 2DA )1.7　其他方法改性1.7.1　烷基改性　大豆蛋白硅烷化用32(22氨基乙基)2氨基丙基三甲基硅烷作偶联剂,以增强大豆膜和玻璃纤维之间的界面粘附力,制成用于纸张涂布的胶黏剂[16]。

1.7.2　氮气改性　由于加热处理和氮气处理共同作用,氮气改性能够大大地提高SP I 的凝胶性。

在充氮情况下经60℃以上温度处理SP I 的凝胶性变化不大;60℃时,凝胶性比50℃时提高14%,因此,适宜的氮气改性温度为60℃。

在充氮60℃条件下,经不同时间处理SP I 凝胶性变化不大,在其他条件不变时,随着充氮量的增大凝胶性逐渐增加,充氮量为9L ・m in -1时凝胶最大,适宜的充氮量为9L ・m in -1。

2　大豆基胶黏剂存在的问题首先,就大豆胶本身来说,其中的大豆球蛋白要在碱性环境下才能把蛋白分子中和分子间的连接键松解,发挥其胶黏性,而碱液又会使肽键发生水解,碱性太高还会使薄单板的表层变色,因此胶合表层单板不易薄于2mm 。

变稀的豆胶不能使用,一般的豆胶储存期都比较短,调好后只能存放一天[16]。

到166　大豆科学1期图3　大豆蛋白硅烷化Fig.3　The silane of s oy p r otein目前为止,大豆基胶黏剂仍然存在胶合强度低、耐水性差以及抗微生物降解能力低等缺点仍然没有得到很好地解决。

虽然通过改性处理时豆胶的性能有所提高,但是同时也增加了生产成本,且改性过程中使用的苯酚、甲醛等有机溶剂会对环境造成一定的危害。

另外,豆胶的应用范围比较狭窄,目前仅用于单板粘接而不能用于建筑等其他行业,这些都是无法通过简单的改性处理解决的。

其次,从改性方面来讲,国内对大豆蛋白的改性研究起步较晚,且多数研究仅限于对SP I(蛋白质纯度在90%以上)的改性。

尽管通过实验已经证实SP I在耐水胶合强度指标上已取得一定的突破,但是成本相对昂贵,难以广泛应用。

通过对用经过苯酚改性的豆渣液化物制得的胶黏剂胶合强度的研究,考察改性对大豆基胶黏剂胶合强度的影响。

以热压温度、热压时间、热压压力和涂胶量作为考察因素,设计三水平四因素正交试验,结果证明经过改性的大豆胶无论是耐沸水胶合强度,还是耐冷水胶合强度,其平均水平都在0.8以上,满足国标中对胶黏剂胶合强度的要求。

但是通过酚醛改性虽然能跨越式的提高大豆基胶黏剂的耐水胶合强度,然而酚醛类产品毒性比较大,应尽量减少其使用。

3　研究前景出于保护资源和环境的目的,木材胶黏剂急需找到新的原料来替代目前普遍应用的“三醛胶”,大豆生产周期短,来源丰富,生产、加工过程以及废弃物均无毒,只要找到合理的改性方法改善大豆胶的性质就可以广泛应用于日常生活以及工业化生产之中。

所以各国学者对大豆蛋白的改性技术和制造胶黏剂方法已做了大量的研究工作,充分利用各种先进的分析仪器,了解大豆蛋白的组成和空间结构,掌握导致大豆蛋白胶黏剂性能缺陷的成因及其影响因素,对进一步改性大豆蛋白具有重要的指导作用。