全  站关键词

目前,我国木材用胶粘剂中“三醛”胶占据统治地位。“三醛”胶在制造和使用过程中会不断释放甲醛,污染环境,危及人体健康。近年来,考虑到环境污染问题和高质量的生活要求,树脂类胶粘剂逐渐丧失了胶粘剂的高端市场。植物蛋白胶粘剂由于具有来源丰富、无毒无害、可再生的优点,得到了世界各国的广泛认可。早在1923年,Johnson研制出以大豆蛋白为原料制备胶粘剂,并首次申请了大豆蛋白胶粘剂的专利。国际上对改性大豆蛋白在胶粘剂方面的应用研究较多,发现用碱、胰蛋白酶、尿素、盐酸胍、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、酰化和磷酸化改性的大豆蛋白胶粘强度和耐水性都比未改性的大豆蛋白好。Sun等研究发现,碱改性是提高大豆蛋白胶粘强度和耐水性较好的一种方法。碱改性的蛋白质胶粘剂具有较高的黏度。这是由于展开的蛋白质分子过多而增加了分子间作用力的缘故,而黏度过大会影响胶粘剂的流动性。因此,笔者通过改变分子量将蛋白质的黏度和浸润性调至适宜的范围以满足使用要求。该研究首次使用麻疯树种子制备胶粘剂,充分利用麻疯树种子提油后的副产物,通过改善工艺得到黏度适宜的胶粘剂配方,提高了麻疯树种子的综合利用价值。

1材料与方法

1.1试验材料供试麻疯树种子由江苏省沭阳东湖花卉园艺中心提供。

1.2试验方法

1.2.1原料的预处理。将麻疯树种子去壳,晾在通风处1~2d后用粉碎机粉碎,注意每次粉碎4~5s以免高温下蛋白质变性,然后用石油醚多次浸提籽粕脱除油脂,最后将提取后的籽粕真空干燥即得原材料。

1.2.2蛋白质的提取。蛋白质的提取分别采用缓冲溶液提取法和碱提酸沉法。后者导致部分蛋白质变性水解,但提取过程简单,提取率高。

1.2.2.1缓冲溶液提取法。取100g去油粉碎的籽粕,加入500ml0.04mol/L磷酸缓冲溶液与17.5gNaCl于冰水浴中搅拌。2h后用10层纱布抽滤,滤渣加250ml0.04mol/L磷酸缓冲溶液与8.75gNaCl重复前面操作。合并2次滤液。加入相当于滤液体积60%g(NH4)2SO4,搅拌密封置冰箱冷藏过夜。次日将混合液进行冷冻离心,去除上中层,在下层固体中加入少量蒸馏水,装入透析袋中用去离子水冷藏透析48h。最后,在真空干燥箱内用聚乙二醇6000吸水,可得干燥的蛋白质。

1.2.2.2碱提酸沉法。将籽粕加入到10倍质量的去离子水中,用NaOH调节pH值为9.5(当pH值大于10,碱性条件下易引起脱氨、脱羧、肽键断裂等反应,生成有毒化合物),在冰水浴中搅拌20min后取出,然后在10℃,2000r/min的条件下离心20min,倒入烧杯分3层,上层漂浮着少许泡沫、麸皮,中层为透明液体,下层为白色固体层。此时,将上清液冰箱保存,将下层固体再添加同样质量的去离子水,重复上述步骤,仍取上清液,将2次上清液混合,加入盐酸调节pH值为4.5,低温离心蛋白质沉淀,低温干燥。

1.2.3蛋白质改性方法。将蛋白质和水混合,在水浴锅上用搅拌子搅拌10min,搅拌速度为60~80r/min。再将调好的石灰乳加入,搅拌5min。加入NaOH,搅拌3~5min。加入Na2SiO3,继续搅拌10min,成胶后10~20min即可使用,然后测其胶合强度。其中,NaOH的作用是改性蛋白质,石灰乳促使蛋白质成胶,提高凝胶速度,Na2SiO3增加胶液黏度,延长活性期。研究表明,碱可能促进蛋白质分子的打开,使蛋白质与木材的表面接触面积增加,暴露出更多的蛋白质亚基及其内部包围的疏水基团。

1.2.4热压工艺。由于各组蛋白胶的总量较少,试验采用三合板。预压、热压公式为: