基于多重网络结构的生物质胶黏剂研究进展

现代加工制造业中消耗量最大的醛基胶黏剂,依赖于化石资源并且存在甲醛释放问题。开发环保可再生的生物质资源制备胶黏剂对现代工业发展具有重要意义和应用前景。但利用生物质资源制备的胶黏剂存在涂覆性能差、耐水胶接性能不理想、防霉性能不佳、抗冲击能力差、产品稳定性差等缺点。对此,一系列采用不同改性手段提高胶黏剂性能的研究相继发表,其中很多研究是通过共价键、次价键连接构建多重网络结构提高胶黏剂的物理化学性能及使用应用性能。综述了大豆蛋白胶黏剂、淀粉基胶黏剂、木质素胶黏剂、单宁胶黏剂研究中通过构建多重网络结构提高性能的方案方法,探讨了生物质胶黏剂研究前景和开发应用趋势,对生物质胶黏剂规模化应用提供参考和助力,以期提高生物质胶黏剂替代醛基胶黏剂应用于现代加工制造业的可能性。

大豆蛋白基生物质胶黏剂的合成及热力学性能

以大豆蛋白为原料,研究了生物质大豆蛋白胶黏剂(SPA)的合成及热力学性能。在单因素试验基础上,采用GL9(34)正交平衡区组设计试验,对改性SPA的合成工艺进行了优化。结果表明:改性SPA优化合成工艺条件为硫脲用量1.5 mol,二氧化硅质量0.5 g,三聚磷酸钠质量3 g,最佳工艺下SPA(OSPA)胶接木质材料湿状胶合强度达1.01 MPa,与正交平衡区组设计第7组SPA(SPA7)相比,其胶合强度降低了10%,但胶合板压缩率减少了29.35%,多次验证,湿状胶合强度变异系数为1.7%,具有较高的实用性和稳定性。差示扫描量热仪(DSC)曲线上出现结晶吸热峰,且OSPA起始温度降低,峰值温度略提高,其热焓值由83.89 J/g升高到99.61 J/g;热重分析(TG)表明OSPA分解温度向高温偏移,至800℃时残炭率为25.20%,热稳定性提高。扫描电镜(SEM)分析表明OSPA界面出现诱发银纹,断面层形貌结合致密,改善了大豆蛋白基生物质胶黏剂的胶合强度及耐水性。

生物质胶黏剂的研究进展

综述了胶黏剂工业的生产应用现状;详述了近年来改性生物质胶黏剂的研究进展及在木材行业中的应用,特别是对蛋白和淀粉胶黏剂作了详细介绍;指出了生物质胶黏剂当前存在的问题并对其发展方向与前景进行了展望。

豆粕粉制备胶合板用生物质胶黏剂的研究

采用氢氧化钠和乙醇改性剂处理豆粕粉(SBM),用硫脲作交联剂,选用十二烷基硫酸钠(SDS)表面活性剂制备出具有较好耐水性能的木材用胶黏剂。研究p H、乙醇、硫脲及SDS用量对杨木胶合板耐水胶合强度的影响,并结合浴比(物料质量比)因素,探讨退粘剂(硫酸)对反应体系黏度和胶合强度的作用机理。借助扫描电子显微镜(SEM)分析手段阐明退粘剂对豆粕粉胶黏剂黏度及耐水性增强效应。结果表明:当p H13、乙醇用量15%、硫脲用量7%及SDS为5%,浴比为1∶3.5(豆粕粉质量为基准)时,耐水胶合强度可达0.98 MPa,当加入0.5%退粘剂后,黏度由84 520 m Pa·s降低至1 239 m Pa·s,胶接强度增加18.07%。SEM结果发现豆粕粉胶黏剂固化断面胶接致密,有效改善了胶液黏度和耐水胶合性能。

国内外生物质胶黏剂的研究与应用

具体介绍了生物质胶黏剂中的几大胶种,主要包括蛋白质胶黏剂、淀粉胶黏剂、木质素胶黏剂和热解生物油胶黏剂,并详述了各类胶黏剂的优缺点与国内外近几年来关于它们的改性研究。

水稻播种用生物质胶黏剂的研究

介绍了一种用于制备水稻直播种纸的生物质胶黏剂,并对其合成工艺进行了研究。通过对玉米淀粉进行糊化、氧化、交联等化学改性,并以碱性稻草浆作为添加剂,研制出满足使用要求的生物质胶黏剂。探讨了氧化剂及交联剂对胶黏剂性能的影响,得出合成工艺条件为:氧化温度为50℃,氧化时间为120 min,氧化剂用量为6%(占淀粉的质量分数),交联剂与淀粉的质量比为2∶5,并对产物结构的红外光谱特征进行了分析。最后育种试验表明胶黏剂对种子生长无毒害作用。

基于SCI的木材用生物质胶黏剂技术文献计量分析

近年来木材用生物质胶黏剂迅速成为全世界的研究热点,其性能决定人造板的性能及使用环境。笔者采用文献计量学方法对全球范围内的木材用生物质胶黏剂技术相关的SCI文献进行统计分析,揭示了木材用生物质胶黏剂技术的发展态势,并特别对比分析了我国在该领域的研究现状,最后提出了我国木材用生物质胶黏剂发展的对策和建议。

木材用生物质胶黏剂技术专利分析

对世界范围内的木材用生物质胶黏剂技术专利文献进行搜集整理,采用定量分析、定性调研与专家咨询等方法,从总体趋势、区域分布、主要申请人、重点专利等多角度分析,揭示木材用生物质胶黏剂技术专利的发展态势,并比较我国与全球其他国家申请专利现状的差异,为我国相关机构开展技术研发和专利布局提供参考。

生物质胶黏剂在烟包内衬纸纸铝复合的可行性研究

目的将生物质胶粘剂作为纸基-金属复合的粘合剂应用于烟包内衬纸生产,分析生物质胶黏剂应用于烟包内衬纸复合工艺的可行性。方法运用现有烟包内衬纸复合设备制备天马胶黏剂内衬纸和生物质胶黏剂内衬纸,对制备内衬纸的特定参数、重金属及微生物含量、挥发性有机物VOCs(Volatile Organic Compounds)含量进行检测,经过对比实验分析,综合判断其可行性。结果使用生物质胶黏剂生产的内衬纸的特定参数除含水率6.8%略高于国家烟草专卖局所规定的标准范围(4.0±1.5)%外,其余各参数均在规定的标准范围内;其重金属及微生物含量低于使用天马胶生产的内衬纸,且其VOCs总含量为0.31mg/m^2,比使用天马胶生产的内衬纸减少了约47.28%。结论烟包内衬纸复合中采用生物质胶黏剂具有可行性,且具有重金属及微生物减排特性、VOCs减排特性和环境友好性,但胶水配制的比例、工艺参数不是最佳,仍可进行优化。

生物质基无甲醛胶黏剂的研究进展

木材加工行业当前使用的胶黏剂原料主要来自石油资源,石油资源的不可再生性和人们对环境问题以及胶黏剂中甲醛等有毒挥发性物质的日益关注,迫使人们寻找可再生的无甲醛木材胶黏剂。利用价格低廉的可再生资源开发无甲醛环保型胶黏剂是我国木材胶黏剂行业的研发方向。因此,研究生物质基无甲醛木材胶黏剂具有重要的科学意义和应用前景。生物质胶黏剂普遍存在黏度大、胶合强度低、耐水性差等问题,围绕如何解决这些问题,研究人员进行了大量的研究。主要介绍了大豆蛋白基无甲醛胶黏剂、淀粉基无甲醛胶黏剂、木质素基无甲醛胶黏剂的国内外研究现状,并对其存在的问题及解决对策进行了分析,同时,对无甲醛胶黏剂的前景进行了展望,以期为生物质基无甲醛胶黏剂在木材加工领域的应用提供参考。

乙二醛在木材胶黏剂领域的应用研究

概述了胶黏剂在人造板行业的使用情况,阐述了乙二醛在水溶液中的存在形式以及与单宁、木质素、大豆蛋白等反应制备生物质木材胶黏剂,与尿素、三聚氰胺、苯酚等反应生成共缩聚树脂木材胶黏剂的应用,以期为绿色环保型木材胶黏剂的发展提供一定的参考。

玉米酒精粕基木材胶黏剂的制备及其性能

以玉米酒精粕(DDGS)为原料、聚酰胺环氧氯丙烷树脂(PAE)为交联剂、水溶性豆粕(SM)为增强剂制备玉米酒精粕基木材胶黏剂,对比了DDGS与SM蛋白质含量及其氨基酸种类与含量,测试了胶黏剂黏度与制备胶合板的胶合强度,表征了固化胶黏剂功能性基团、热稳定性、断面形态,解析了DDGS基胶黏剂组分对性能的影响规律与增强作用机制。结果表明:与SM相比较,DDGS中蛋白含量低46.3%,蛋白质亲水侧链氨基酸含量低22.0%,疏水侧链氨基酸高43.4%,DDGS蛋白溶解性和反应活性低于SM蛋白;当原料m(DDGS)∶m(SM)=3∶1时,胶黏剂制备胶合板耐水胶合强度为0.91 MPa,较DDGS胶黏剂提高727.3%,达到国家Ⅱ类胶合板标准要求,同时原料成本降低29.2%;相比SM胶黏剂,m(DDGS)∶m(SM)=1∶3时,胶黏剂制备胶合板耐水胶合强度提高7.5%,达1.43 MPa,其原因是SM的加入提高了胶黏剂交联密度;胶黏剂黏度降低了32.4%,更容易渗透到木材孔隙中形成机械结合力;DDGS中含有7%纤维,可以对胶黏剂产生物理增强作用,阻碍裂隙延伸,提高内聚力。因此,利用DDGS为原料可有效制备耐水木材胶黏剂并用于胶接人造板,有利于推动蛋白基木材胶黏剂的工业化应用。

花生壳苯酚液化产物制备高耐水性木材胶黏剂的研究

以花生壳苯酚液化产物(PL)为主要原料,采用正交试验研究了加成反应的低温反应时间、缩聚反应的高温反应时间以及反应结束时的温度对花生壳苯酚液化产物-甲醛(PLPF)树脂胶合性能的影响,优化了树脂合成工艺,研究了三聚氰胺改性树脂及其PLPF的共混改性工艺,制备出了高耐水性生物质基木材胶黏剂。研究结果表明:当高温反应时间为40 min,最终反应温度为70℃时,可以获得性能优良的PLPF树脂。通过与三聚氰胺改性树脂共混改性PLPF胶黏剂所制试件的胶合强度可知:将PLPF树脂与三聚氰胺以7∶3的质量比共混,可以将共混改性PLPF树脂所制试件的平均胶合强度提高到1.1 MPa;而将改性树脂单独用于胶合板制备时,胶合性能较差。全反射红外光谱图显示,三聚氰胺与PLPF树脂会发生交联反应,改性PLPF树脂的图谱中存在明显的三聚氰胺特征结构,同时,也保留了部分PLPF树脂的特征结构。DSC分析显示,改性PLPF树脂与PLPF树脂相比,固化温度范围变小,反应热降低,热固化反应程度降低。

胶黏剂在人造板上的应用现状

分析了胶黏剂在人造板行业的利用情况,阐述了环保型胶黏剂、生物质黏剂及其它胶黏剂的研究进展和应用现状,以期为木材胶黏剂的发展提供了一定的参考。

一种无醛添加刨花板生产工艺技术开发

分别以桉木和杨木刨花为原料,以生物质胶黏剂和异氰酸酯分别为表层刨花和芯层刨花用胶黏剂,探讨了一种无醛添加刨花板的制备工艺,并在连续压机生产线上进行中试试验,结果表明该种工艺可行。