酚醛预聚体对乳清蛋白胶黏剂的改性研究

论文摘要

乳清是一种奶酪加工副产品,由于种种原因,相当部分仍未得到有效利用,所含乳清蛋白等组分的高附加值应用研究亟待开展。为此本文以乳清蛋白为原料,通过低分子量酚醛预聚体的改性,研制耐水环保的胶合板用乳清蛋白胶黏剂。论文首先采用温和的热变性处理手段,打破乳清蛋白的高级结构,并通过黏度追踪及胶合实验确定最佳的热变性工艺,以提高乳清蛋白胶黏剂的胶接强度。然后,采用常规化学分析、差示扫描量热及高效液相色谱等分析手段,优化乳清蛋白胶黏剂改性用酚醛预聚体的合成工艺。继而通过黏度测试及胶合实验,在评价甲醛吸收剂的复配方案以及聚乙烯醇的添加比例对酚醛预聚体改性乳清蛋白胶黏剂的时效性、胶接性、耐水性及环保性影响的基础上,优选出酚醛预聚体最适宜的后处理工艺。最终获得乳清蛋白胶黏剂最优改性工艺,并采用红外光谱、扫描电子显微、高效液相色谱等方法对改性乳清蛋白胶黏剂的固化特性、固化胶黏剂的微观形貌进行了表征。按照ASTM D906-98和JIS K6806-2003标准,测试最终优化的低分子量酚醛预聚体改性乳清蛋白胶黏剂胶接的桦木胶合板,其干态胶合强度2.29MP,28h煮-烘-煮湿强度为1.98MPa,改性胶黏剂的胶接强度和胶接耐久性明显高于未改性的乳清蛋白胶黏剂,可用作结构胶合板用胶黏剂；按照JIS A1460：2001标准,采用干燥器法测定其甲醛释放量为0.149mg/L,达到日本F☆☆☆☆级环保板材要求；对于这种低分子量酚醛预聚体改性乳清蛋白胶黏剂,无论固化与否高效液相色谱分析都没有检测出的游离苯酚。本研究研发出了一种可用于结构胶合板制备的安全环保乳清蛋白胶黏剂,为乳清蛋白的高附加值利用探索出了一个新方向。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 蛋白质梗概
• 1.1.1 结构
• 1.1.2 非食品应用
• 1.2 乳清蛋白概述
• 1.2.1 组成
• 1.2.2 应用及研究
• 1.3 蛋白质胶黏剂概况
• 1.4 乳清蛋白胶黏剂改性研究
• 1.4.1 前期探索
• 1.4.2 新的研究思路
• 1.5 本文研究的意义
• 2 乳清蛋白水溶胶体的变性
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 实验试剂及仪器
• 2.1.2 实验方法
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 变性对黏度的影响
• 2.2.2 变性对胶接强度及耐水性的影响
• 2.3 本章小结
• 3 酚醛预聚体改性乳清蛋白胶黏剂的初步探索
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 实验试剂及仪器
• 3.1.2 实验方法
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 酚醛预聚体后处理工艺条件的确定
• 3.2.2 改性剂用量对胶黏剂胶接性、耐水性及环保性的影响
• 3.3 本章小结
• 4 酚醛预聚体合成工艺优化
• 4.1 实验部分
• 4.1.1 实验试剂及材料
• 4.1.2 实验方法
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 反应时间酚醛预聚体性质的影响
• 4.2.2 反应温度对酚醛预聚体性能的影响
• 4.2.3 F/P对酚醛预聚体性质的影响
• 4.3 本章小结
• 5 酚醛预聚体后处理工艺优化
• 5.1 实验部分
• 5.1.1 实验试剂及仪器
• 5.1.2 实验方法
• 5.2 结果与讨论
• 5.2.1 甲醛吸收剂的初步确定
• 5.2.2 聚乙烯醇添加比例的确定
• 5.2.3 亚硫酸钠用量的优选
• 5.2.4 酚醛预聚体改性剂的固化
• 5.3 本章小结
• 6 改性乳清蛋白胶黏剂制备工艺的优化及其表征
• 6.1 实验部分
• 6.1.1 实验试剂及仪器
• 6.1.2 实验方法
• 6.2 结果与讨论
• 6.2.1 PFO改性剂用量的优化选择
• 6.2.2 改性胶黏剂固化红外分析
• 6.2.3 固化改性胶黏剂断面形貌
• 6.2.4 苯酚残留测试
• 6.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢