纳米纤维素改性豆胶的制备及其对豆胶胶合板性能影响的研究开题报告

1. 研究目的与意义

大豆蛋白是资源丰富、品质优良和价格低廉的植物性蛋白质，约占全球植物蛋白蕴藏和消费总量的60%。我国大豆资源十分丰富，产量居世界第四位，这使得大豆蛋白成为基于可再生资源、环保型天然胶黏剂的最为理想的研究对象。大豆胶粘剂是一种绿色环保胶粘剂,在人造板领域具有很大的应用潜力。

另一方面，在纳米尺寸范围操纵纤维素分子及其超分子聚集体,设计并组装出稳定的多重花样,由此创制出具有优异功能的新纳米精细化工品、新纳米材料,成为纤维素科学的前沿领域。国内纳米纤维素的研究以丁恩勇研究员为代表,在最近几年研发并实施生产。国际上是最近十几年来开始系统地研究纳米纤维素已经在制备、表面修饰、表征、复合材料和电极等功能特性应用方面做过许多尝试性的研究,有些成果已经商品化。

纳米纤维素是一种常见的材料增强用添加剂，本课题尝试以大豆分离蛋白（spi）为原料，采用纳米纳米纤维素对spi进行改性研究，研究纳米纤维素的添加量、反应温度和时间对制出的豆胶胶黏强度的影响及其对豆胶胶合板性能的影响。

2. 国内外研究现状分析

关于纳米材料增强增韧的机理,国内王仁俊曾做过此类研究，他把纳米SiO₂等纳米粒子均匀分散于环氧树脂中，当基体树脂受到外力冲击时，两者间会产生银纹。纳米粒子之间的基体树脂也产生塑性变形，吸收一定的冲击能，随着粒子的微细化，其比表面积将进一步扩大，使纳米粒子与基体树脂之间接触面积增大。当材料受到外力冲击时会产生更多的银纹及塑性变形，并吸收更多的冲击能而达到材料增韧的效果。

大豆基胶粘剂的制备中,常用化学改性、物理改性等方法对大豆蛋白进行改性以改善大豆胶的性能,这些方法既可以单独使用,也可以联合应用。物理改性方法主要有:加热、研磨、高压、冷冻、高频声波和福射等；化学改性方法主要有: (1)碱及化学修饰剂改性；(2)乙醇改性；(3)交联改性；(4) 两步法改性；(5)共混改性等。

对纳米纤维素常采用酸碱水解的方法制取。

3. 研究的基本内容与计划

以大豆分离蛋白为原料，通过添加不同含量的纳米纤维素，研究纳米纤维素对豆胶以及豆胶制备的胶合板强度的影响，以获得纳米纤维素制备豆胶工艺，为纳米纤维素改性的豆胶应用方面提供理论基础和实践依据。

具体研究内容包括：

（1）研究纳米纤维素的制备

4. 研究创新点

纳米纤维素是一种常见的材料增强用添加剂，通过这个实验期望可以利用纳米纤维素对豆胶进行改性而有效地提高其胶合板的胶合强度。