论文部分内容阅读
目前人造板仍然主要采用“甲醛胶”制造,存在释放游离甲醛的问题,甲醛浓度超标对从业人员和消费者造成的伤害引起了越来越多的关注,各国政府相继出台法律对人造板甲醛释放进行严格规定。解决游离甲醛释放问题的根本途径是使用无醛大豆胶等无甲醛的胶黏剂。无醛大豆胶在实际应用中,必须要解决耐水性差的问题,因而人们对大豆胶的研究多集中在大豆分离蛋白(SPI)及脱脂豆粉(SF)的耐水改性,但没有人从大豆胶及SF的实际组成、结构与性能关系出发,对大豆胶的粘接机理进行深入研究,也没有构建大豆胶“组成——胶层稳定性——耐水性能”之间的关系,没有为大豆胶的配方设计提供理论支撑。为此,本论文从大豆胶及SF的实际组成出发,研究了影响大豆胶耐水性能的关键因素,提出用大豆胶“组成——胶层稳定性——耐水性能”关系原理对大豆胶的配方设计进行指导,并用实验结果和实际配方验证了这种关系。主要就以下方面开展工作: 1.用传统的改性方法,如碱、尿素、聚酰胺胺-环氧氯丙烷树脂对SPI进行改性,探索各种改性方法之间的差异;结果显示,SPI本身具有较好的耐水性能,不改性的SPI胶湿强度高达0.82 MPa,能满足Ⅱ类胶合板的使用要求;碱、尿素、聚酰胺胺-环氧氯丙烷树脂能提高SPI的耐水强度至1.0 MPa左右;用钠基蒙脱土对SPI改性,改性后湿强为0.95 MPa。各种改性方法之间没有表现出明显差异,不利于分析造成豆胶耐水性差的主要因素。 2.以蔗糖、可溶性大豆多糖、不溶性大豆纤维、甘氨酸、大豆分离蛋白(SPI)为原料,模拟各组分对豆胶粘接的影响,初步探明:可溶性大豆多糖、甘氨酸对豆胶的黏度没有影响,但造成SPI耐水性的下降;不溶性大豆纤维对SPI的黏度和涂覆性能有不利影响,但对耐水性没有影响。 3.用“碱溶——酸沉”方法,去除豆粉中的可溶性糖类和乳清蛋白,即得到耐水性优良的胶黏剂,湿强达到1.02MPa,证实了可溶性糖和小分子蛋白质是造成豆胶耐水性差的主要因素。通过对胶层稳定性的分析,得出大豆胶“组成——胶层稳定性——耐水性能”之间的关系:提高胶黏剂固化后的水不溶物含量是增强胶层稳定性和耐水性的有效手段。 4.合成了一种高固含(50%)、低黏度(270 cP)的聚酰胺多胺树脂(PADA)溶液,将其与马来酸酐(MA)一起作为豆胶的交联剂,制胶时豆粉/PDAD/MA的最佳质量比为40/7/1.68,此配比制得的胶合板Ⅱ类湿强达到0.82MPa。PADA与MA在热压固化后能形成不溶于水的交联结构,水不溶物含量比氢氧化钠改性豆胶高16%,具有交联结构的胶层经历水煮时更稳定,从而耐水强度能超过0.7MPa。 5.以可再生资源衣康酸为原料,合成一种衣康酸基聚酰胺胺-环氧氯丙烷树脂(IA-PAE)溶液,IA-PAE溶液具有高固含(50%)、低黏度(144cP)的特点,IA-PAE对豆胶耐水性的增强效果与商业PAE相当,湿强度为0.95 MPa。结果表明:IA-PAE-SF胶在热压时能形成稳定的交联结构,致使胶层经历水煮测试时,可溶于水的成分减少,水对胶层的破坏程度有限,胶层能稳定附着在木材表面,从而胶合板的湿强能超过0.7MPa,达到Ⅱ类板的使用要求。 6.通过添加固化后不溶于水的胺类高分子,得到贴面专用豆胶(ZYDJ),与朝露(@)胶相比,ZYDJ固化后具有更高的水不溶物含量,能稳定应用于2.0mm各树种的贴面,证明了大豆胶“组成——胶层稳定性——耐水性能”关系原理具有指导实际配方设计的可行性。