1. 研究目的与意义
纸张涂料是一种典型的非牛顿型流体,其粘度随剪切速率的变化而改变,涂料的流变性是影响涂布加工纸质量的重要因素之一. 涂料是由颜料、胶粘剂和水组成的分散体系,这种体系可看作悬浮体的多相体系,在剪切力作用下,其结构形态的改变及流动规律具有特殊的性质.本论文针对涂料配方,研究了涂料中添加大豆蛋白对涂料流变性能。保水性能及涂布后纸页表面性能的影响,并分析了涂料在中低剪切速率条件下流变性能的变化情况.
通过实验中大豆蛋白替代部分胶乳的加入,来实现减少胶乳用量的同时能获得替换之前相同性能的目的,从而改良涂料配方,改善涂布运行性,提高涂布纸质量,降低生产成本。
2. 国内外研究现状分析
国外对大豆蛋白胶黏剂的研究较多,研究焦点主要集中在大豆蛋白的改性上。蛋白胶的粘接强度取决于蛋白胶在水中的分散性以及蛋白质的极性和非极性基团同粘接基材的相互作用,而蛋白质改性为此提供了可能。
国内外大豆蛋白基胶黏剂产品的研究与开发才刚刚起步,绝大多数产品仍处于研究阶段。2000 年,美国dupont 公司收购了pti 公司,成立了专门研制非食品用途植物蛋白化工产品的soypolymer 公司,主要产品为替代酪蛋白的各种蛋白基粘合剂系列产品。该公司2001 年研制的pro- cote大豆聚合物是一种特别设计的多功能化学改性大豆分离蛋白,作为酪蛋白的替代物,可用于涂料、胶合板的粘接等许多领域。graham等发明了一种含有大豆蛋白的胶黏剂,用于纸张涂布。此种胶黏剂是热敏性的,尤其适合铸涂。bassi发明了蛋白质/ 淀粉纸张涂料,用于牛皮纸的涂布。所用谷朊蛋白的平均分子质量小于1 000 kda,且是还原改性蛋白,至少质量分数为5%的二硫键断裂。milagros研制了一种大豆蛋白基胶合板用胶黏剂,成本低于血胶。
近些年,我国在大豆蛋白胶黏剂方面的研究开发虽已开始起步,但目前参与的单位还很少,力度还比较弱。兰辉研究了大豆粉含量约为20%的木材胶黏剂,通过酰化试剂和交联剂改性提高大豆蛋白胶黏剂的粘接性与抗水性。赵科等对大豆分离蛋白聚乙烯醇、大豆分离蛋白白乳胶复合胶黏剂进行了研究,为制造一次性植物纤维快餐盒提供有较高初粘力的环保胶。李永辉等应用十二烷基硫酸钠对spi 进行化学改性,显著提高了spi 胶粘剂在木片胶合中的粘接性能、耐候性能和耐水性能。张忠惠等研究了尿素改性对大豆分离蛋白粘接强度及对蛋白分子结构的影响。田少君等采用三氯氧磷对大豆分离蛋白进行磷酸化改性。贺宏彬等以尿素和亚硫酸钠改性大豆蛋白,与醋酸乙烯酯等复合单体在过硫酸铵引发下进行接枝共聚,合成了性能较好的醋酸乙烯酯- 大豆蛋白接枝共聚乳液胶黏剂,剪切强度可达7.5mpa。用琥珀酐或者醋酸酐对大豆分离蛋白进行处理,能显著提高豆胶的耐水性官能团性质和表面疏水性,适用于做纸张涂层的胶黏剂。刘景顺等用海藻钠对大豆蛋白进行改性,也能明显提高spi 的粘度。刘玉环等人采用低碱量低液比高强度变性和均质处理分两段进行的工艺技术,制备了符合国标Ⅱ类(耐热水)的大豆基木材胶粘剂。
3. 研究的基本内容与计划
想要用实验测定大豆蛋白加入替代部分胶乳对涂料性能产生的影响,可以通过几个对比实验来得出结论。
实验1、cmc对涂料性能的影响
1.1、实验方法和检测仪器
4. 研究创新点
本课题明为大豆蛋白聚合物优化涂料配方的研究,即通过加入大豆蛋白聚合物代替部分胶乳,研究加入后对涂料性能的影响,减少胶乳的加入量,降低成本,优化涂料配方,改善涂布的运行性能。
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