大豆蛋白分子组装及其制备耐水性胶粘剂的机理研究

大豆蛋白原料来源广，环保性能好，用它制成的胶粘剂干状胶合强度高，但不耐水，限制了大豆胶的应用。本项目以脱脂大豆粉为原料，对大豆蛋白分子进行组装，采用化学方法改变大豆蛋白的分子结构，使其适当解卷，部分活性反应点外露，增加分子间反应的结合点，在此基础上再接入带有特定官能团的化合物，使其形成耐水性的高聚物。经组装后，大豆蛋白降低了与水的结合能力，提高了用其所制成的胶粘剂的耐水胶合强度。采用x－射线光电子能谱、红外光谱、核磁共振等多种仪器对大豆蛋白分子处理、改性、接枝等组装过程各个阶段的产物进行分析，表征组装大豆蛋白的分子结构，研究其活性基团和化学键的变化与性能的关系，剖析其耐水性增强的机理，为用大豆蛋白制备高性能胶粘剂提供理论依据。

本课题以脱脂豆粉为研究对象，对豆粉中的大豆蛋白分子进行改性、接枝组装，提高其耐水性能；借助仪器分析，揭示改性接枝效果，阐明其耐水性提高的机理；并用改性接枝组装后的大豆胶压制胶合板，以检验其耐水胶合强度。. 经理化性能分析，脱脂豆粉中含有粗蛋白53%，这是制胶的有效成分。但大豆蛋白是两性分子，用它制成的胶粘剂耐水性差。用酸盐碱联合改性豆胶，能提高改性豆胶的耐水胶合强度。经优化，最佳的配方是各成份质量比为，脱脂豆粉:水: 38%酸:盐: 30%碱=100: 400: 11.9: 0.01: 39.9。对酸盐碱改性豆胶制备过程的各产物进行红外光谱和X射线光电子能谱分析显示，大豆蛋白经酸与金属盐改性后，发生了蛋白质高级结构的破坏及少量酰胺键酸水解和部分羧基的脱羧反应，碱的加入在终止酰胺键酸水解的同时会导致碱水解的发生，固化后的改性豆胶有新的酰胺键生成。改性豆胶的耐水胶合性能可达到Ⅱ类胶水平，但稳定性差。. 选用活性接枝物对改性豆胶中的大豆蛋白进行分子组装，结果是双氰胺的效果最好。最佳接枝改性豆胶各组份质量比为，脱脂豆粉: 水: 38%酸: 盐: 双氰胺: 30%碱=100: 400: 11.9: 0.01: 4.5: 39.9。对接枝改性豆胶各阶段的样品进行红外光谱和X射线光电子能谱分析发现，双氰胺酸水解生成的伯氨基与改性大豆蛋白分子中的亲水性基团-COO-结合形成-COONH3-结构，使疏水结构向外，提高了接枝改性豆胶的耐水性和稳定性。热重分析显示，接枝改性后的豆胶对水分形成的束缚力减小，耐水性更好。.用接枝改性豆胶压制胶合板，最佳热压工艺为：热压温度140℃、单位压力1.0MPa、热压时间1.25min•mm-1，胶合强度0.89MPa，达到国家标准GB/ T 9846-2004规定的Ⅱ类胶合板的要求。重复试验表明，接枝改性豆胶的稳定性好。. 本课题的研究在国内外核心期刊上发表了10余篇论文，其中3篇被SCI收录，2篇被EI收录。在国际和全国性学术会议上分别作1次和2次会议分组报告。. 申请国家发明专利8项，其中4项已获得授权。 培养博士生2名，硕士生5名。 研究成果转让给“福建省尤溪县三林木业有限公司”，转让费100万元。