本研究以深化对大豆球蛋白和淀粉两类生物质的理化性质的研究入手，在绿色化学理念和现代木材胶合理论的指导下，创新出了大豆球蛋白和淀粉变性的新方法。分别建立了以低温豆粕为主要原料开发耐水性大豆基无甲醛木材胶粘剂，和以玉米淀粉为主要原料开发耐候性淀粉基无甲醛木材胶粘剂的新方法。 1 耐水性无甲醛大豆基木材胶粘剂研究 本研究发现传统豆胶制备工艺中加碱量过大，残碱对大豆蛋白的碱性降解严重是造成豆胶耐水性差，使用期短，防腐难度大以及强碱性豆胶引起木材碱伤的核心问题。提出了把豆粕变性阶段和均质阶段分两步进行的豆胶生产新工艺，使大豆蛋白变性要求的强碱性与大豆蛋白多肽链的保护以及豆胶防腐要求的近中性条件得到了有机统一。实现了在完全不依赖甲醛、异氰酸酯、环氧化合物以及其他合成树脂的条件下成功制备耐水性大豆基无甲醛木材胶粘剂的目标。 1．1 阐明低剂量高强度的碱变性技术对大豆蛋白的变性作用规律：系统研究了碱对大豆蛋白的变性效果及其关键性影响因素，以及残碱对豆胶性能的影响。碱的变性作用使大豆球蛋白解聚，表现为粘度的提高、以及活性巯基数量的增加。碱的另一个作用是引起大豆蛋白中游离氨基的分解...
摘要5-8
Abstract8-22
第一章 绪论22-60
    1 本研究课题的学术背景及理论与实际意义22-25
    2 国内外文献综述25-31
        2.1 国内外木材胶粘剂的发展趋势分析25-27
            2.1.1 国内外木材胶粘剂行业发展动态25-26
            2.1.2 木材胶粘剂行业的特点26
            2.1.3 国内外为降低甲醛释放量所做的努力26-27
        2.2 木材胶粘剂的发展历程27-29
            2.2.1 以天然聚合物为主的时代27-28
            2.2.2 合成树脂时代28
            2.2.3 合成树脂和天然高分子共存时代28
            2.2.4 生物质转化高性能无甲醛木材胶粘剂时代28-29
        2.3 以生物质作为木材胶粘剂的生产原料的现状29-30
            2.3.1 以蛋白质为原料转化木材胶粘剂29-30
            2.3.2 以淀粉为原料转化无甲醛木材胶粘剂30
            2.3.3 以木质纤维素为原料转化木材胶粘剂30
        2.4 生物质转化木材胶粘剂总体发展趋势30-31
            2.4.1 短期趋势30
            2.4.2 长期趋势30-31
    3 大豆基木材胶粘剂的发展状况31-40
        3.1 大豆基木材胶粘剂研发概况31
        3.2 十九世纪七十年代以前大豆基木材胶粘剂开发应用31-32
        3.3 十九世纪九十年代以来国外大豆基木材胶粘剂研发重新升温32-34
            3.3.1 利用大豆产品作为合成树脂的填充剂或改良剂32-33
            3.3.2 以大豆产品为主要原料制备无甲醛的木材胶粘剂33-34
        3.4 国内近年来在植物蛋白胶领域的研究结果34-35
        3.5 大豆基木材胶粘剂开发中的关键性理论与方法35-39
            3.5.1 大豆基木材胶粘剂开发的基本原理35-36
            3.5.2 制胶工艺中大豆蛋白主要的改性方法36-38
            3.5.3 提高耐水性的措施38
            3.5.4 抑制脲酶活性38
            3.5.5 主要的防腐措施38
            3.5.6 蛋白胶粘度的调节措施38-39
            3.5.7 科学评价大豆蛋白胶的耐水性39
        3.6 大豆基木材胶粘剂发展趋势展望39-40
    4 淀粉基木材胶粘剂的发展状况40-45
        4.1 概述40-41
        4.2 早期的一些研究结果41
            4.2.1 淀粉作为辅助成分在耐水性木材胶粘剂中的应用41
            4.2.2 淀粉转化多羟基化合物可以用于制备聚氨酯胶粘剂41
        4.3 双醛淀粉尿素木材胶粘剂41-43
            4.3.1 双醛淀粉的制备原理41-42
            4.3.2 双醛淀粉的特性42
            4.3.3 双醛淀粉尿素胶粘剂制备42
            4.3.4 双醛淀粉尿素胶粘剂效果与问题42-43
        4.4 淀粉基耐水型木材胶粘剂开发的几种尝试43-44
            4.4.1 共混交联型43
            4.4.2 氧化降解接枝改性聚氨酯型43-44
            4.4.3 淀粉/不饱和植物油转化多元醇聚氨酯型木材胶粘剂44
        4.5 淀粉基聚酯型的木材胶粘剂44-45
        4.6 展望45
    5 对生物质基木材胶粘剂研发有重要影响的新概念45-49
        5.1 概述45-46
        5.2 生物质导向经济理念46-47
            5.2.1 生物质的定义46
            5.2.2 生物质导向经济是人类社会可持续发展的必由之路46
            5.2.3 生物质转化工程技术46-47
        5.3 绿色化学理论47-48
        5.4 木材粘合理论的发展48-49
            5.4.1 传统木材粘合理论48-49
            5.4.2 非传统粘合技术或无胶粘合技术49
    6 本研究课题的来源及主要研究内容49-53
        6.1 本研究课题的来源49
        6.2 本研究的目的49-50
        6.3 本研究的两个主要目标50
        6.4 本研究的主要内容与技术路线50-53
            6.4.1 耐水性大豆基无甲醛木材胶粘剂研究50-51
            6.4.2 耐候性无甲醛淀粉基木材胶粘剂研究51-53
    7 本研究课题的主要创新性53-54
    参考文献54-60
第二章 碱对低温豆粕的变性作用研究60-82
    1 前言60-62
        1.1 大豆球蛋白的特性60-62
        1.2 本章要解决的关键技术问题62
    2 试验部分62-70
        2.1 供试原材料与化学药品62-63
        2.2 试验仪器与设备63
        2.3 试验工艺步骤63-64
        2.4 检测方法64-67
            2.4.1 豆粕粗蛋白测定法64
            2.4.2 豆胶固体含量(R)的测定64-65
            2.4.3 豆胶中活性巯基测定法65
            2.4.4 豆胶蛋白碱性水解度(DH)测定法65
            2.4.5 豆胶释氨速率的测定65-66
            2.4.6 豆胶酸碱度的测定66
            2.4.7 胶合强度测定66-67
            2.4.8 粘度测定67
        2.5 试验方法67-70
            2.5.1 加碱量对豆胶粘度的影响试验67
            2.5.2 加碱量对豆胶蛋白活性巯基含量的影响试验67
            2.5.3 豆粕粒度对碱变性效果的影响试验67-68
            2.5.4 碱变性剂作用时间的影响试验68
            2.5.5 变性阶段液比对碱变性效果的影响试验68
            2.5.6 豆胶固含量对豆胶粘度的影响试验68
            2.5.7 调节豆胶酸碱度对豆胶粘度的影响试验68-69
            2.5.8 添加邻苯二酚对豆胶粘度的影响试验69
            2.5.9 加碱量对豆胶胶合强度的影响试验69
            2.5.10 豆胶在储藏过程中PH值的变化试验69
            2.5.11 豆胶在储藏过程中发生的碱性水解试验69-70
            2.5.12 豆胶的碱解脱氨现象观察70
            2.5.13 豆胶储藏对胶合强度的影响试验70
    3 结果与讨论70-79
        3.1 加碱量对豆粕的变性效果的影响70-72
            3.1.1 加碱量对豆胶粘度的影响70-71
            3.1.2 加碱量对豆胶蛋白活性巯基含量的影响71-72
        3.2 几个主要工艺参数对豆粕碱变性效果的影响72-76
            3.2.1 豆粕粒度的影响72-73
            3.2.2 碱变性剂作用时间的影响73
            3.2.3 变性阶段液比的影响73-74
            3.2.4 豆胶固含量的影响74-75
            3.2.5 调节豆胶酸碱度对豆胶粘度的影响75
            3.2.6 添加邻苯二酚对豆胶粘度的影响75-76
        3.3 加碱量对豆胶胶合强度的影响76
        3.4 残碱对豆胶在储藏过程中理化性能变化的影响76-79
            3.4.1 豆胶在储藏过程中pH值的变化76-77
            3.4.2 豆胶在储藏过程中发生的碱性水解77-78
            3.4.3 豆胶的碱解脱氨现象78-79
            3.4.4 豆胶储藏时间对胶合强度的影响79
    4 本章小结79-80
    参考文献80-82
第三章 脲对低温豆粕的变性作用研究82-89
    1 前言82
        1.1 研究现状82
        1.2 本章要解决的主要问题82
    2 试验部分82-85
        2.1 豆胶的脲酶活性测定83
        2.2 试验方法83-85
            2.2.1 碱脲复合变性剂中脲对大豆蛋白的变性作用试验83-84
            2.2.2 碱脲复合变性豆胶中脲酶活性测定84
            2.2.3 碱脲复合变性时脲用量对豆胶耐水性胶合强度的影响84-85
    3 试验结果与讨论85-87
        3.1 碱脲复合变性剂中脲对大豆蛋白的变性作用85-86
            3.1.1 碱脲复合变性剂中脲对粘度的影响85
            3.1.2 碱脲复合变性剂中脲对大豆蛋白活性巯基含量的影响85-86
        3.2 碱脲复合变性豆胶中脲酶活性测定86
            3.2.1 供试原料豆粕的脲酶活性测定86
            3.2.2 加碱量对豆胶中脲酶活性的影响86
        3.3 碱脲复合变性时脲用量对豆胶耐水性胶合强度的影响86-87
    4 本章小结87
    参考文献87-89
第四章 耐水性大豆基木材胶粘剂生产工艺优化研究89-102
    1 前言89
    2 试验部分89-90
        2.1 试验仪器与设备89
        2.2 工艺步骤89-90
        2.3 数据分析90
    3 试验方法90-92
        3.1 新法豆胶生产工艺四因素二次回归正交试验90-91
        3.2 验证试验91
        3.3 新法制胶与传统制胶方法的对比试验91-92
    4 结果与讨论92-100
        4.1 新法豆胶生产工艺四因素二次回归正交试验结果92-98
            4.1.1 豆胶粘度试验结果分析92-97
            4.1.2 对豆胶胶合强度的回归分析97-98
        4.2 制备耐水性豆胶的工艺参数验证试验98-99
        4.3 新法制胶与传统制胶方法的对比试验99-100
    5 本章小结100-101
    参考文献101-102
第五章 大豆基木材胶粘剂长效防腐研究102-117
    1 前言102-105
        1.1 传统的豆胶防腐技术的局限性102
        1.2 防腐技术的发展趋势102
        1.3 木材胶粘剂防腐的特点与防腐机理102-105
            1.3.1 木材胶粘剂防腐的基本原理102-103
            1.3.2 对木材胶粘剂防腐剂基本要求103-104
            1.3.3 木材胶粘剂防腐剂失效的原因及其克服办法104
            1.3.4 微生物的抗药性形成的机理及其对策104-105
        1.4 本章要解决的重要问题105
    2 试验部分105-108
        2.1 供试原材料与化学药品105
        2.2 试验仪器与设备105
        2.3 试验工艺步骤105
        2.4 检测方法105
        2.5 试验方法105-108
            2.5.1 储藏期间豆胶酶解脱氨现象观察105
            2.5.2 环境柔和型抗菌剂的初步筛选105-106
            2.5.3 豆胶中杂菌基数的影响试验106
            2.5.4 抗菌剂的初始浓度对豆胶防腐时间的影响试验106-107
            2.5.5 环境pH对豆胶防腐时间的影响试验107
            2.5.6 环境温度对豆胶防腐时间的影响试验107
            2.5.7 抗菌剂的复配增效作用试验107
            2.5.8 三因素Box-Behnken法优化豆胶长效防腐技术研究107-108
    3 试验结果与讨论108-114
        3.1 储藏期间豆胶的微生物脱氨现象观察108-109
        3.2 环境柔和型抗菌剂的初步筛选109
        3.3 豆胶中杂菌基数对防腐保存时间的影响109-110
        3.4 抗菌剂的初始浓度对豆胶防腐保存时间的影响110-111
        3.5 环境pH对豆胶防腐时间的影响111
        3.6 环境温度对豆胶防腐保存时间的影响111
        3.7 抗菌剂的复配增效作用111-112
        3.8 三因素Box-Behnken法优化豆胶长效防腐策略112-114
    4 本章小结114-115
    参考文献115-117
第六章 淀粉固相氧化方法研究117-137
    1 前言117-118
        1.1 淀粉的理化特性117-118
        1.2 淀粉变性技术比较118
    2 试验部分118-125
        2.1 供试原材料与化学药品118-119
            2.1.1 试验原材料118-119
            2.1.2 化学试剂119
        2.2 试验仪器与设备119-120
            2.2.1 常用仪器设备119-120
            2.2.2 大型检测设备120
        2.3 试验工艺步骤120-122
            2.3.1 淀粉基耐候性无甲醛木材胶粘剂制胶工艺流程图120-121
            2.3.2 耐候性杨木三合板制备工艺121-122
        2.4 主要检测方法122-124
            2.4.1 羰基值的测定122
            2.4.2 液化产物羟基值的测定122
            2.4.3 液化产物酸度值的测定122-123
            2.4.4 液化产物及胶粘剂的粘度测定123
            2.4.5 酯化产物的乙醇不溶残渣率的测定123
            2.4.6 胶合板的胶合强度测定123-124
            2.4.7 氧化淀粉的红外光谱分析124
        2.5 试验设计124-125
            2.5.1 稀硫酸扩散试验124
            2.5.2 酸化剂/淀粉重量比对酸扩散均匀性的影响试验124
            2.5.3 淀粉固相氧化单因素试验124-125
    3 试验结果与讨论125-135
        3.1 稀硫酸向淀粉粒内部的扩散规律125
        3.2 酸化剂/淀粉重量比对酸扩散均匀性的影响试验125-126
        3.3 硫酸固相氧化淀粉的红外图谱分析126-128
            3.3.1 玉米原淀粉与双醛淀粉比较126-128
            3.3.2 硫酸固相氧化条件对淀粉大分子的降解作用的影响128
        3.4 淀粉固相氧化单因素试验结果128-135
            3.4.1 加酸量对氧化淀粉以及胶粘剂特性的影响128-130
            3.4.2 淀粉变性温度对氧化淀粉及胶粘剂特性的影响130-133
            3.4.3 淀粉变性时间对氧化淀粉及胶粘剂特性的影响133-135
    4 本章小结135
    参考文献135-137
第七章 氧化淀粉常压快速液化方法研究137-146
    1 前言137
    2 试验部分137-138
        2.1 材料与设备137
        2.2 试验方法137-138
            2.2.1 氧化淀粉的液化反应机理的红外光谱分析137
            2.2.2 氧化淀粉常压快速液化单因素试验137-138
    3 试验结果与讨论138-145
        3.1 氧化淀粉的液化反应机理初步分析138
        3.2 氧化淀粉常压快速液化单因素试验结果138-145
            3.2.1 乙二醇/氧化淀粉质量比的影响138-141
            3.2.2 液化时间的影响141-143
            3.2.3 液化温度的影响143-145
    4 本章小结145
    参考文献145-146
第八章 淀粉基木材胶粘剂生产工艺及应用技术参数研究146-159
    1 前言146
    2 试验部分146-148
        2.1 试验材料、仪器设备与检测方法146
        2.2 试验方法146-148
            2.2.1 二次回归通用旋转中心组合设计146-147
            2.2.2 液化产物羟基/马来酸酐羧基的摩尔比对胶粘剂性能的影响试验147
            2.2.3 稀释倍数及乙醇稀释剂含水率对胶粘剂性能的影响试验147
            2.2.4 板材含水率对胶合板强度的影响试验147-148
            2.2.5 新型木材胶粘剂固化反应动力学研究试验148
            2.2.6 新型木材胶粘剂应用技术参数正交试验148
    3 试验结果与讨论148-158
        3.1 制胶工艺优化试验回归方程的建立148-151
        3.2 液化产物羟基/马来酸酐羧基的摩尔比对胶粘剂性能的影响151-152
        3.3 稀释倍数及乙醇稀释剂含水率对胶粘剂性能的影响152
        3.4 板材含水率对胶粘剂胶合性能的影响152-153
        3.5 胶合机理及胶合过程动力学研究153-156
            3.5.1 胶粘层的金相显微观察153-154
            3.5.2 用热重分析法研究新型木材胶粘剂固化反应动力学154-156
        3.6 热压参数156-158
    4 本章小结158
    参考文献158-159
第九章 全文总结159-162
第十章 结论与展望162-167

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