细乳液聚合制备集成材用大豆蛋白丙烯酸酯复合乳液的研究

Soybean protein is rich in the amino and carboxyl groups, is a very good response group, through the coupling agent modify on soybean protein, then acrylate using miniemulsion polymerization and copolymerization , preparation of biodegradable adhesive with high performance. Through the study of soy protein modified with acrylate ratio, different reaction temperature, different dosage of emulsifier, initiator dosage for different kinetic effect, while using the SEM, TEM, DSC, TEM characterization of the interpenetrating network structure, determine the influence of the synthesis parameters on mechanical properties, reveals the advantage of the miniemulsion polymerization method for improving the stability of emulsion, the production technique of high efficient utilization easy to control. To explore a new approach of a development of green artificial plate adhesives with bio-based, to promote the sustainable development of China's wood industry has the important practical significance.

大豆蛋白具有丰富的氨基和羧基，是很好的反应基团，通过偶联剂对大豆蛋白进行表面修饰，然后运用细乳液聚合方式与丙烯酸酯发生共聚，制备高性能可降解生物胶黏剂。通过研究改性大豆蛋白与丙烯酸酯配比、不同反应温度、不同乳化剂用量、不同引发剂用量对于反应动力学的影响，同时使用SEM、TEM、DSC、TEM表征其互穿网络结构，确定合成工艺参数对其力学性能影响，揭示出细乳液聚合方式对于提高乳液稳定性、生产容易控制等高效利用技术的优势。探索出一条开发环保绿色人造板用生物质胶粘剂新途径，对促进我国木材工业的可持续发展具有重要的现实意义。

随着全世界不可再生资源的日渐枯竭和人类对环境问题的日益关注，利用大宗农产品等可再生资源生产环保型的绿色化工产品已经引起世界各国的高度重视。目前大豆蛋白的研究仅仅停留在大豆蛋白与传统胶粘剂共混的程度上。本课题着眼点在于利用大豆蛋白的高强度和丙烯酸酯的耐水性，来制备高强度高耐水性的天然高分子胶粘剂。.本课题首先在已有的丙烯酸酯乳液研究的基础上，通过细乳液聚合的方式快速制备丙烯酸酯胶黏剂，确定实验方案所需要的原料配比。其次对大豆蛋白进行提纯，将大豆蛋白分别与丙烯酸酯乳液进行共混与共聚，制备大豆蛋白-丙烯酸酯共混和共聚木材胶黏剂(游离单体低于0.1%)，加入MDI固化剂压制胶合板。最后利用SEM、TEM、TGA等手段表征乳液结构及形态，利用FTIR分析大豆蛋白表面基团的变化，利用胶合强度测定确定不同复合细乳液对同一基材的粘附性能。通过共混与共聚乳液的SEM、TEM对比观察，发现两者有明显不同的微观结构。.试验证明：（1）用大豆蛋白-丙烯酸酯复合细乳液所压制的胶合板具有胶合强度高、无游离醛和游离酚释放的特点。胶合制品的综合理化指标达到GB/T9846—2004中Ⅱ类要求，在每组32块试件中有94.5%-97.7%的到达0.7MPa以上。（2）共聚复合胶黏剂在木材胶合强度方面优于共混复合胶黏剂；（3）共聚复合细乳液的接触角均小于相应固含的共混复合细乳液；（4）由红外光谱、SEM、TEM和TGA可以看出，共聚细乳液明显优于共混细乳液，复合细乳液制备的整个过程操控方便，在木材工业用胶黏剂领域将有广阔的应用前景。