提高淀粉基木材胶粘剂耐水性的工艺优化

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1、第25卷第7期农业工程学报Vol.25No.72009年7月TransactionsoftheCSAEJul.2009299提高淀粉基木材胶粘剂耐水性的工艺优化※李丽霞，贾富国，孙培灵，赵立军（东北农业大学工程学院，哈尔滨150030）摘要：为解决淀粉代替石油产品制取胶粘剂胶接木质材料后耐水性差的问题，该研究用玉米淀粉、聚乙烯醇、异氰酸酯和羧基丁苯胶乳等原料合成胶粘剂过程中各因素对胶接后湿强度的影响规律。采用二次旋转正交组合试验方法设计试验，并用SAS软件和Matlab软件处理数据，分析了原料配方和反应温度对胶粘剂胶接木质材料后湿强度的影响，优化了淀粉胶粘剂的工艺参数，淀粉质量分数13

2、%，聚乙烯醇质量分数4%，异氰酸酯质量分数5%，胶乳质量分数3%；反应温度58℃。并通过扫描电子显微镜进行了微观结构分析，揭示了淀粉胶粘剂湿强度提高的机理。关键词：玉米淀粉，胶粘剂，工艺，湿强度doi：10.3969/j.issn.1002-6819.2009.07.054+中图分类号：TP391.41，TP242.62文献标识码：A文章编号：1002-6819(2009)-7-0299-05李丽霞，贾富国，孙培灵，等.提高淀粉基木材胶粘剂耐水性的工艺优化[J].农业工程学报，2009，25(7)：299－303.LiLixia,JiaFuguo,SunPeiling,etal.Opt

3、imizationoftechnologyforimprovingwaterresistanceofstarch-basedwoodadhesive[J].TransactionsoftheCSAE,2009,25(7)：299－303.(inChinesewithEnglishabstract)通过对淀粉变性等复合处理依然是该领域改善胶粘剂耐0引言水性能的主要途径。2007年中国人造板使用的木材胶粘剂年用量已达本文针对耐水性问题研究高湿强度淀粉胶粘剂，用500多万t，脲醛树脂系列胶粘剂存在消耗不可再生的石玉米淀粉、聚乙烯醇、异氰酸酯和羧基丁苯胶乳等原料油资源、且污染环境、危害人体健

4、康等无法避免的问题。合成接枝淀粉胶粘剂，并分析胶合过程中各因素对胶接淀粉等生物质基胶粘剂具有价格低廉、安全无污染、可木质材料后湿强度的影响，从而优化其原料配方和反应再生等优点，因此研究开发生物质胶粘剂作为新型环保温度等工艺参数。[1]胶粘剂具有广阔的市场前景。目前，由于淀粉基胶粘1材料与方法剂胶接木质材料时存在耐水性差、湿强度低的弱点，胶合产品的湿强度指标不能满足行业需求，因此研究淀粉1.1材料及主要仪器基胶粘剂合成过程的各因素对胶接木质材料后的湿强度原料：玉米淀粉，工业级（黑龙江镜泊湖开发股份具有重要意义。有限公司）；聚乙烯醇（1788，分析纯，天津市科密欧淀粉是价格低廉的可再生资源

5、，同时也成为现代有化学试剂开发中心）；双组分聚异氰酸酯乳液型胶粘剂[2]机化工和高分子化工的主要原料之一。以天然淀粉为prefere6150，（太尔化工（上海）有限公司）；羧基丁苯原料制成胶粘剂，生产工艺简单、使用方便、环保无毒胶乳NipolLX473D，（上海立深化工有限公司）。而倍受亲睐。SyedH.Imam等用淀粉与聚乙烯醇等共混，仪器：HH.SY11-Ni电热恒温水浴锅（北京市长风仪[3-4]合成胶粘剂。WeakleyFB用双醛淀粉与蛋白质合成器仪表公司），JJ-1型增力电动搅拌器（江苏省金坛市医[5]了淀粉胶粘剂；时君友对玉米淀粉进行酯化处理，制疗仪器厂），三口烧瓶（250m

6、L，四川蜀玻有限责任公成双组分无醛耐水的水性高分子——异氰酸酯胶粘司），温度计（100℃），量筒（100mL），JM1102电子[6][7-8]剂；李兆丰，卢利明等采用氧化淀粉合成胶粘剂；天平（余姚市纪铭称重校验设备有限公司），WDW-100D[9]刘玉环将淀粉酸化、氧化处理得到淀粉基多元醇与多微机控制电子式万能力学试验机（济南试金集团济南试元酸预聚制成胶粘剂。上述对于淀粉基木材胶粘剂的研验机厂），扫描电子显微镜及E-1010离子溅射仪（日本究均取得了重要进展，但仍存在或淀粉质量分数较少、Hitachi公司），移液器（20～200µL，上海大龙医疗设或成本较高或耐水性差等问题，尚处于试

7、验研究阶段，备有限公司）。1.2试验方法收稿日期：2008-11-04修订日期：2009-06-19淀粉胶粘剂的工艺流程：在装有搅拌器和温度计的基金项目：黑龙江省“十一五”攻关课题项目（GB06B501-2-2）三口烧瓶中将聚乙烯醇和水升温至80℃使之完全溶解，作者简介：李丽霞（1983－），女，黑龙江人，从事农产品加工与贮藏研究。降温至50℃加入淀粉，然后升温至反应温度，使淀粉部哈尔滨东北农业大学工程学院，150030分糊化，反应结束后降温至