摘要
油茶饼粕是油茶籽榨油后的副产物,具有制备胶黏剂的条件和潜力,不仅可以降低人造板行业对石化资源为基础的合成树脂型胶黏剂的依赖程度,相对于甲醛基胶黏剂更具有环保、可再生、原料来源广泛等优势,对生物质胶黏剂的发展具有重要意义。本文以油茶饼粕为原料,分别研究了油茶饼粕降解、降解交联联合改性及蛋白多肽稳定增强改性油茶饼粕胶黏剂,对改性后的胶黏剂的化学成分、固化性能、耐水性能、耐热性能等进行分析并对其制备的胶合板胶合性能进行测试,得到如下结果: (1)分别以热降解、酸降解、碱降解和酶降解处理改性制备油茶饼粕胶黏剂。结果表明:降解有效地打破了蛋白质多肽链之间结构性连接键和相互作用的同时,暴露出更多的疏水基团,有利于耐水性能的提高,同时,蛋白质球体结构的打破,暴露出活性基团,产生活性点。热降解的油茶饼粕胶黏剂黏度较高,为708.3 mPa·s,而酸和酶降解的油茶饼粕胶黏剂黏度较低,分别为311.6 mPa·s和324.3 mPa·s。所有处理方式制得的胶合板均满足国家标准胶合强度性能要求的0.70 MPa,酸降解的油茶饼粕胶黏剂胶合强度最高,为1.36 MPa;酶处理降解后的油茶饼粕胶黏剂胶合强度最低,为0.82 MPa,且胶黏剂晶体化程度更高、胶合性能更好。碱降解的油茶饼粕胶黏剂反应活性相对较高,是油茶饼粕较为有效的降解方法。 (2)深入探讨不同NaOH添加量对油茶蛋白水解度和降解液甲醛反应能力、黏度和胶黏剂胶合性能的影响。结果表明:NaOH加量小于8%时,降解度先急增后平缓上升。碱加量为5%时,降解度达25.18%,表明NaOH可使油茶饼粕有效降解,并产生活性基团和活性点。加入碱之前的甲醛反应能力为13.1 mg·g-1。加入碱(5%)的甲醛反应能力增加最为显著,达44.2 mg·g-1。经碱降解制备的油茶饼粕木材胶黏剂,湿木破率都达到60%以上。结合降解度、黏度和甲醛反应能力和胶合强度的结果,NaOH加量为7%时得到的降解液具有较高的反应活性、较大的内聚强度、较好的施胶性能和优良的胶合性能。 (3)针对碱降解油茶饼粕胶黏剂的初黏性和稳定性差问题,将油茶饼粕粉分别与脱脂大豆蛋白、分离大豆蛋白、低聚肽以及酪蛋白混合,再通过碱降解和交联的方法制备胶黏剂。结果表明:脱脂大豆蛋白、分离大豆蛋白、酪蛋白和低聚肽改性的油茶饼粕蛋白胶黏剂固化反应温度更低、放热量显著增加,胶黏剂初黏性和稳定性增加,适用期缩短。改性后的胶黏剂整体柔韧性增强,交联产物之间能够更好的弹性接触和规则排列,交联结构和交联密度得到进一步强化,固化后的胶层形成致密和紧凑的网状结构,改性后的胶黏剂胶合强度均满足GB/T 17657-2013中Ⅱ类胶合板强度要求(≥0.70MPa),尤以脱脂大豆蛋白改性的油茶饼粕胶黏剂胶合强度最大,达0.93MPa。