為了解決石油基膠黏劑有毒有害及原材料日益短缺的問題,本論文采用玉米淀粉、木素、有機硅、衣康酸等綠色生物質原料,在合成過程中不使用或較少使用有機溶劑,分別制備了兩種不同的可降解、無揮發(fā)性毒物的生物基膠黏劑,即木素改性玉米淀粉制備生物膠黏劑和衣康酸-有機硅改性玉米氧化淀粉膠黏劑。首先,采用淀粉和木素為原料,以水為溶劑,制備木素改性玉米淀粉制備生物膠黏劑（St-SLS）。實驗探討了不同因素條件對該膠黏劑的粘度和干膠合強度的影響,并得出最佳制備工藝條件如下:m_（H2O）/m_（St）為15:1,m_（SLS）/m_（St）為0.15:1,m_（APS）/m_（St）為0.02:1,反應溫度為80℃,反應時間為6h,p H=3～5時,在上述條件下St-SLS膠黏劑的粘度為1434m Pa·s,干膠合強度可以達到3.229MPa。另外,實驗采用多種測試表征手段對淀粉和木素在引發(fā)劑作用下的反應機理進行研究。通過FT-IR以及UV-VIS圖譜分析證明了淀粉接枝了木素,通過TG分析說... 

【文章來源】：齊魯工業(yè)大學山東省

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

淀粉基本化學結構

第1章緒論61.3木質素在膠黏劑制備中的應用木質素是目前僅次于纖維素的第二大生物質原料，其基本結構單元為苯丙烷，按照單體不同可分為三類：愈創(chuàng)木基木質素（G）、紫丁香基木質素（S）、對羥基苯基木質素（H）。木質素具有良好的性能：（1）木素具有酚羥基、醇羥基等多種官能團（圖1.2），羥基中的氫原子、羧基中的氫原子、α-H原子、酚羥基鄰位和對位上的氫原子，均是活潑氫原子，可以與多種物質發(fā)生化學反應；（2）木素的網(wǎng)狀結構有利用提高材料的力學強度和熱穩(wěn)定性[26]；（3）木素中鄰苯二酚結構上的酚羥基能夠終止光熱等氧化產(chǎn)生的自由基，提高材料的抗氧化能力、熱穩(wěn)定性和耐水性能[27-29]；（4）木素添加到聚合物中，其固有的特性使該材料具有生物降解性；（5）具有其他性能，例如無毒、耐候、優(yōu)良的熱塑性和光穩(wěn)定性、抗微生物等[30]。圖1.2木素的化學結構、基團及連接方式木質素廣泛存在于植物體內(nèi)，與纖維素、半纖維素等交織在一起，自然界中沒有單獨存在的木質素，這也是木質素難以高效利用的主要原因。在制漿造紙工業(yè)中，木質素及其衍生物常以黑液的形式排放掉，這不僅造成環(huán)境污染，而且浪費了相當多的木質資源。迄今為止，全球每年生產(chǎn)的工業(yè)木質素僅有20%得到有效利用。木質素分子中含有酚羥基、醇羥基、甲氧基、羧基、共軛雙鍵等眾多不同類型的活性基團，同時具備無毒無害、生無可降解、可持續(xù)發(fā)展等環(huán)境友好性優(yōu)點，被視為優(yōu)良的綠色環(huán)

強度達到0.7MPa，24h吸水率為31%。時君友[42]等人采用有機硅改性酚醛樹脂（PF）制備膠黏劑來壓制稻秸稈人造板，有機硅改性PF膠黏劑壓制的稻秸稈人造板，其各項力學性能均滿足《GB/T4897.3-2003刨花板》的標準要求，甲醛釋放量均低于0.5mg/100g。綜上所述，大多數(shù)有機硅應用于改善膠黏劑強度或耐水性，都是以共混的形式添加；但是涉及有機硅與淀粉合成反應的研究不多，且對反應機理解釋不夠清楚。1.5衣康酸在膠黏劑制備中的應用衣康酸，又稱亞甲基丁二酸，是一種有機不飽和二元酸，具有活潑的化學性質，其分子結構式如圖1.3所示。目前國內(nèi)外衣康酸的生產(chǎn)方式都主要采用衣康酸曲霉和土曲霉發(fā)酵法，由此可見，衣康酸是一種可持續(xù)發(fā)展的綠色生物基化工原料，并且被美國能源部稱之為十二種最有價值的生物基平臺化合物之一，并且應用在在乳膠漆和紙涂料上，具有廣闊的發(fā)展前景。衣康酸作為一種基礎生物質化學品，在分子結構上含有兩個羧基和一個不飽和雙鍵，可以進行酯化和自由基共聚等化學反應。中科院寧波材料所朱錦團隊關于衣康酸生物基熱固性樹脂的研究發(fā)表過相關報道。MaS[43]等人以衣康酸（IA）和環(huán)氧氯丙烷圖1.3衣康酸分子結構

【參考文獻】：
期刊論文
[1]NaClO用量對氧化-酯化改性淀粉膠黏劑性能的影響[J]. 張彥華,譚海彥,呂閃閃,顧皞.  東北林業(yè)大學學報. 2019(12)
[2]協(xié)同交聯(lián)型大豆膠黏劑的流變與固化性能研究[J]. 王廣彬,王利軍,陳家寶,李玲,王春鵬,儲富祥,許玉芝.  生物質化學工程. 2019(05)
[3]有機硅改性木薯淀粉膠粘劑的制備及性能研究[J]. 程昊,李利軍,黃文藝,孔紅星,戴振潯,郭寧.  中國膠粘劑. 2017(12)
[4]工業(yè)木質素磺酸鈉中磺酸鹽組成與結構的初步分析[J]. 方紅霞,崔朋,錢晨,劉良歡.  天然產(chǎn)物研究與開發(fā). 2017(01)
[5]淀粉基API木材膠黏劑制備與表征[J]. 王淑敏,時君友,徐文彪.  林產(chǎn)工業(yè). 2015(05)
[6]膠粘劑和膠粘帶行業(yè)“十三五”發(fā)展規(guī)劃預測[J]. 王晨.  精細與專用化學品. 2014(09)
[7]漆酶改性木質素磺酸鈉的結構表征及吸附特征[J]. 周海峰,楊東杰,伍曉蕾,邱學青.  高等學�；瘜W學報. 2013(01)
[8]高強耐水PVA/淀粉木材膠黏劑的制備與性能表征[J]. 張新荔,吳義強,胡云楚,劉曉梅.  中南林業(yè)科技大學學報. 2012(01)
[9]我國膠粘劑市場及“十二五”發(fā)展規(guī)劃[J]. 龔輩凡.  粘接. 2011(01)
[10]有機硅改性酚醛樹脂膠粘劑壓制稻秸桿人造板的研究[J]. 時君友,蘇勇.  中國膠粘劑. 2010(07)

博士論文
[1]淀粉基API木材膠黏劑抗?jié)駸崂匣芯縖D]. 王淑敏.東北林業(yè)大學 2016

碩士論文
[1]蔗渣硫酸鹽木質素基酚醛樹脂膠黏劑的制備及其應用的研究[D]. 賈轉.廣西大學 2019
[2]納米纖維素改性木質素—酚醛復合膠黏劑的研究[D]. 李君彪.南京林業(yè)大學 2017
[3]耐水型硅酸鹽木材膠黏劑制備及性能研究[D]. 劉曉梅.中南林業(yè)科技大學 2014
[4]淀粉基木材膠黏劑的合成及應用[D]. 周慶.合肥工業(yè)大學 2012
[5]大豆分離蛋白的接枝改性及其溶液行為研究[D]. 孫超.江南大學 2005



本文編號：3141537