非常规蛋白基木材胶黏剂研究现状及发展前景

介绍了动物和植物型非常规蛋白资源的种类及其制备蛋白基木材胶黏剂的研究现状和存在的问题,展望了非常规蛋白胶黏剂的发展前景。     

木材胶黏剂现状与发展趋势

从木质胶黏剂的起源和发展入手,重点阐述了各种不同性质和用途胶黏剂的分类方法,根据环保要求分析了在不同行业不同产品应用领域中相应的标准;并在此基础上,根据市场需求,从六个方面提出了木材胶黏剂在未来主要的发展趋势。     

生物质基和非甲醛类木材胶黏剂

目前,木材加工业所使用的胶黏剂主要是甲醛类合成树脂胶黏剂,着眼于环保和木材加工用胶黏剂的可持续发展问题,本文阐述了生物质基木材胶黏剂和非甲醛类木材胶黏剂的开发研究和生产应用,以及存在和需要继续解决的技术瓶颈问题。     

化学改性制备豆粕基木材胶黏剂

采用化学改性剂聚乙二醇（PEG）、聚乙烯亚胺（PEI）、马来酸酐（MAH）、环氧树脂（EP）和尿素对豆粕进行改性,制备豆粕基木材胶黏剂。研究单一改性剂和复合改性剂对胶黏剂胶合强度的影响,以胶黏剂黏度值、胶合强度和固形物含量为指标,通过单因素实验和正交实验优化得到最佳改性条件。同时,采用傅里叶红外光谱（FT-IR）、扫描电子显微镜（SEM）和X-射线衍射（XRD）分析了改性机理。结果表明：化学改性制备豆粕基木材胶黏剂的最佳工艺条件为PEG与PEI质量比7∶ 8、反应时间70 min、反应温度15 ℃、豆粕质量分数25%,此条件下制得的胶合板干、湿胶合强度分别为1.93 MPa和0.86 MPa,符合国标对Ⅱ类胶合板胶合强度（湿胶合强度≥0.70 MPa）的要求。化学改性剂可以破坏大豆蛋白分子结构,暴露出分子内部的极性与非极性基团,从而通过氢键、静电相互作用等与化学改性剂交联,增加了胶黏剂的黏结特性和耐水性。     

我国“大豆基木材胶黏剂”研究的新突破

近十几年以来，人们对以再生资源为原料制造胶黏剂日益重视，一些国家掀起了对大豆蛋白胶的研究高潮，传统的大豆蛋白胶粘接性差、耐水性差、成本也较高。     

冷榨核桃饼基木材胶黏剂的制备及性能研究

为了提升蛋白基胶黏剂的耐水性,以支化聚合物(PEI)为改性剂,以160目核桃饼粉为原料,在碱性条件下进行热解处理后,考察不同反应条件及PEI添加量对胶合板胶接强度的影响。并利用差示扫描量热仪(DSC)对不同PEI添加量下胶黏剂的固化特征进行了测试,借助FT-IR分析对固化前后基团的变化进行了表征。结果表明,PEI添加量30%～40%、预处理温度90℃、预处理时间1 h条件下制备的胶黏剂可满足Ⅲ类胶合板的使用标准。总体而言PEI添加量越多,胶黏剂体系的固化峰值温度越高,说明体系中物质间的化学反应程度越高,越有利于胶接强度的提升。在胶黏剂固化过程中,PEI中的活性氨基和亚氨基与核桃饼热解液蛋白质分子中的羧基和氨基之间发生了化学键合,有助于体系胶接强度的提升和耐水性的改善。因此,PEI的使用可有效提升核桃饼基木材胶黏剂的耐水性和胶接强度。     

植物油料蛋白木材胶黏剂改性的研究进展

植物油料蛋白胶黏剂具有来源广泛、无毒、可再生及制备简单等优点,但胶接强度低、耐水性能差、易霉变等问题限制了其发展和应用。综述了近年来几种主要植物油料蛋白胶黏剂如大豆蛋白胶黏剂、花生蛋白胶黏剂、棉籽蛋白胶黏剂等在木材行业的研究和应用现状,重点阐述了提高植物油料蛋白胶黏剂耐水性能的改性方法,包括物理改性、变性剂改性、接枝改性、交联改性、仿生改性、酶改性、纳米材料改性、复合改性等,指出了植物油料蛋白胶黏剂存在的问题,并对未来发展方向和应用前景进行了展望。     

木材工业胶黏剂的现状与未来

介绍了我国木材工业胶黏剂的应用概况,分析了国内外木材工业胶黏剂的研究进展,总结了木材工业胶黏剂的发展趋势,并针对我国木材工业胶黏剂发展过程中的主要问题,提出建议。     

我国木材工业用胶黏剂研究与应用现状及发展趋势

介绍了我国木材工业用胶黏剂在生产原料、工艺与技术、工业化设备等方面的研究与技术革新,重点综述了环保型脲醛树脂、酚醛树脂、异氰酸酯类胶黏剂、大豆蛋白胶黏剂、淀粉胶黏剂以及高性能、多功能胶黏剂的研究进展与应用现状,并对我国木材工业用胶黏剂的发展趋势进行了展望。     

木材工业用胶黏剂低毒化研究进展

从合成树脂型胶黏剂的改进和生物质胶黏剂开发利用两方面,总结了木材工业用胶黏剂的低毒化研究进展,并提出根据我国国情着力发展生物质胶黏剂的建议。     

Moisture adsorption behaviour of esterified rubber wood (Hevea brasiliensis)

) esterified with acetic anhydride, maleic anhydride and phthalic anhydride was studied for moisture adsorption behaviour. FTIR spectroscopic technique was used to analyse the chemical changes in the wood through the correspondent reactions. Spectra indicated increasing intensity of the C=O and C-O stretching bands, and reduction in O-H stretching vibrations that reflects formation of less hygroscopic ester bonds with hydroxyl groups of cell wall polymers. Moisture adsorption isotherms show low equilibrium moisture content in esterified wood at all relative humidity values as compared to a control. The adsorption data was analysed by applying Hailwood-Horrobin theory which separated the adsorbed water into hydrated water and dissolved water corresponding to mono-layer and multi-layer adsorption. Curve for M_h and M_s were similar in pattern for esterified wood and control with different magnitude. Low M_h and M_s in esterified wood indicate reduction in moisture adsorption sites. Inaccessible fraction of wood for water vapour was increased by 43%, 32% and 26% in acetic, maleic and phthalic anhydride treated wood, respectively, compared to the control. Acetic anhydride treatment was found most effective in reducing hygroscopicity of wood.     

Moisture adsorption behaviour of esterified rubber wood (Hevea brasiliensis)

Hevea brasiliensis ) esterified with acetic anhydride, maleic anhydride and phthalic anhydride was studied for moisture adsorption behaviour. FTIR spectroscopic technique was used to analyse the chemical changes in the wood through the correspondent reactions. Spectra indicated increasing intensity of the C=O and C-O stretching bands, and reduction in O-H stretching vibrations that reflects formation of less hygroscopic ester bonds with hydroxyl groups of cell wall polymers. Moisture adsorption isotherms show low equilibrium moisture content in esterified wood at all relative humidity values as compared to a control. The adsorption data was analysed by applying Hailwood-Horrobin theory which separated the adsorbed water into hydrated water and dissolved water corresponding to mono-layer and multi-layer adsorption. Curve for M_h and M_s were similar in pattern for esterified wood and control with different magnitude. Low M_h and M_s in esterified wood indicate reduction in moisture adsorption sites. Inaccessible fraction of wood for water vapour was increased by 43%, 32% and 26% in acetic, maleic and phthalic anhydride treated wood, respectively, compared to the control. Acetic anhydride treatment was found most effective in reducing hygroscopicity of wood.

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Hevea brasiliensis ) wurde verestert mit Anhydriden der Maleins?ure, Essigs?ure und Phtals?ure. Das Adsorptionsverhalten bei verschiedenen Feuchten wurde mit FTIR-Methoden untersucht, um die entsprechenden chemischen Abl?ufe zu erfassen. Intensivere C=O, und -C-O- Streckschwingungen sowie reduzierte OH-Schwingungen reflektieren die neu gebildeten, weniger hygroskopischen Esterbindungen. Bei allen modifizierten Proben ergaben sich niedrigere Gleichgewichtsfeuchten. Die Adsorptions-Isothermen wurden mit Hilfe der Hailwood-Horrobin Theorie analysiert, um adsorbiertes (M_h) und gel?stes (M_s) Wasser zu unterscheiden. Der Kurvenverlauf für M_h und M_s für modifiziertes und unbehandeltes Holz war qualitativ ?hnlich, und unterschied sich nur quantitativ. Geringe Werte für M_h und M_s zeigen eine Verringerung der m?glichen Adsorptionsstellen an. Der nicht zug?ngliche Anteil des Holzes, bezogen auf Kontrollproben, verringerte sich auf 43% (Acetanhydrid), 32% (Maleins?ureanhydrid) und 26% (Phthals?ureanhydrid). Acetanhydrid erwies sich als das effektivste Mittel, um die Hygroskopizit?t zu erniedrigen.

     

Resistance of preservative treated rubber wood (Hevea brasiliensis) to marine borers

The susceptibility of rubber (Hevea brasiliensis) wood to marine borer attack limits its use for marine purposes. In the present study three types of biocides viz. copper creosote, arsenical creosote and a dual preservative treatment with copper- chrome- arsenic and creosote were selected for comparing their relative efficacy in preventing biodeterioration. The treated panels were exposed at the test site in Cochin harbour. The extent of internal damage through marine borer attack was assessed through visual observations, X-ray photographs and mechanical strength testing. The untreated test panels were destroyed within six months whereas it was found that preservative treatment prevented biodeterioration under marine conditions. This was confirmed by radiographic studies and comparison of compressive stress at maximum force. The service life of this cheaply and easily available timber can be increased to meet the growing demand of timber in the small-scale fisheries sector.

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Resistenz von behandeltem Gummibaumholz gegen Bohrmuscheln

Zusammenfassung Die Anfälligkeit von Gummibaumholz gegen den Angriff von Bohrmuscheln begrenzt seine Verwendung für die Seefahrt. In dieser Studie werden drei Typen von Bioziden ausgewählt, nämlich Kupfer-Kreosot, Arsen-Kreosot und eine zweifache Schutzbehandlung mit Kupfer-Chrom-Arsen und Kreosot. Die entsprechenden Schutzwirkungen gegen biologischen Abbau wurden ermittelt und verglichen. Die behandelten Platten wurden im Hafen von Conchin zur Prüfung ausgesetzt. Das Ausmaß der Schädigung durch Bohrmuscheln wurde visuell, mittels Röntgenaufnahmen sowie durch Prüfen der mechanischen Festigkeit bestimmt. Die unbehandelten Proben waren innerhalb von sechs Monaten zerstört, während die Schutzbehandlung den biologischen Abbau im Meer verhinderte. Das wurde bestätigt durch radiographische Untersuchungen und Drucktests bei maximaler Last. Die Lebensdauer dieses billigen und leicht erhältlichen Schnittholzes kann soweit erhöht werden, dass die Anforderungen des kleinen Wirtschaftssektors der Fischerei erfüllt werden.

     

Determination of fiber length and juvenile and mature wood zones from Hevea brasiliensis trees grown in Brazil

The aim of this study was to verify the average fiber length and the juvenile and mature wood zones from Hevea brasiliensis proveniences from a reforestation area in Sao Paulo, Brazil. For this purpose, five Hevea brasiliensis trees were randomly collected from a 50-year-old plantation, located in Balsamo, Sao Paulo, Brazil. The trees were cut and five flat sawn boards were obtained. The juvenile and mature wood zones were determined by fiber length measurement from the pith to the bark. The results showed that: (a) the juvenile wood of this species occurred approx. between 40 and 55 mm, from the pith, and from this point forward, the mature wood zone was found; (b) there was a significant difference between the average fiber length of juvenile wood (1.26?mm) and mature wood (1.51?mm).     

淀粉基木材胶粘剂研究进展

阐述了淀粉经改性后在木材胶粘剂中复合各类聚合物的制备工艺及研究现状,介绍了淀粉基木材胶粘剂存在的不足,并提出了相应的解决建议,为淀粉在这一领域的应用发展提供参考。     

Quebracho based polyphenols for use in wood panel adhesive system

Colatan polyphenols are available in sufficient quantity. They meet the expected future needs of glue and binder producers for a raw material enabling them to satisfy the requirements for a low fuming moisture resistant chipboard and medium density fibreboards (MDF) binders. The development of such glue systems using Colatan as a sole binder or as a binder additive by the phenolic and amino resin producers has already begun, and promises a bright future for Colatan.     

花生蛋白基胶黏剂应用于胶合板热压工艺研究

为了推广花生蛋白基胶黏剂在胶合板中的应用以减少甲醛的释放,优化花生蛋白基胶黏剂应用于杨木胶合板热压条件,分析热压条件对胶合板湿态胶合强度的影响。结果表明:4个因素对湿态胶合强度的影响大小依次为:热压温度热压时间涂胶量热压压力;胶合板的最佳热压条件为热压温度120℃、热压时间8 min、热压压力1. 2 MPa、涂胶量220 g/m~2,在此条件下制备的胶合板湿态胶合强度为1. 09 MPa,符合GB/T 9846—2015中I类胶合板的要求(≥0. 70 MPa),且该热压工艺条件在工业化生产中能够实现。红外光谱分析表明固化后花生蛋白基胶黏剂亲水性基团减少,同时酰胺键增加,说明内部基团发生交联反应。