植物纤维增强增韧大豆蛋白胶黏剂及作用机制研究

发布时间：2025-01-01 05:01

　　大豆蛋白胶黏剂被认为是甲醛树脂胶黏剂的有效替代品。目前,大豆蛋白胶黏剂已在人造板企业工业化应用,但在实际应用中仍然存在耐水胶接强度较差、固化胶层硬脆以及胶接界面抗冲击性差等问题。为此,本研究以天然植物纤维为增强体,通过对植物纤维进行功能化修饰,并构筑多相复合体系,协同增强增韧大豆蛋白胶黏剂。研究功能化植物纤维多相复合体系对大豆蛋白胶黏剂的胶接性能、耐水性能、胶层韧性以及热稳定性等的影响,通过研究改性大豆蛋白胶黏剂微观形貌、胶接界面形态、胶接界面应力集中与缓释,解析植物纤维多相复合体系改性大豆蛋白胶黏剂的增强增韧机理。论文主要结论如下:（1）利用聚多巴胺包覆的纳米纤维素和巯基化氧化石墨烯作为一维/二维增强相改性大豆蛋白复合材料,构筑的三元复合体系具有多重共价/非共价化学交联结构,基于基元和界面协同增强作用,大豆蛋白复合材料的拉伸强度达11.10 MPa,比对照组高2.81倍。水蒸气透过率为3.91,比对照组降低64.70%。（2）不同植物纤维对大豆蛋白胶黏剂显示出不同的增强效果。洋麻纤维和废纸纤维改性大豆蛋白胶黏剂的胶合强度分别为0.76 MPa和0.82 MPa,较对照组分别增加了18....

【文章页数】：140 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图5-2 KF、TKF和TKF-s-CZ的电镜图(a)和热重曲线图(b)以及KF和TKF-s-CZ表面的S2p分峰拟合曲线(c)

采用扫描电镜对改性前后KF的表面形貌进行表征,结果如图5-2(a)所示。从图中看出,与KF相比,TKF中可以看到纤维表面附着CaCO3颗粒。而对于TKF-s-CZ,其形态比较复杂,表面有大量不规则凸起。进一步采用热重分析改性后纤维表面的负载量,图5-2b为KF、TKF和TKF-s....

图5-3不同改性大豆蛋白胶黏剂制备的胶合板的胶合强度(1:PSM胶;2:PSM/KF胶;3:PSM/TKF胶;4:PSM/TKF-s-CZ胶)

图5-2KF、TKF和TKF-s-CZ的电镜图(a)和热重曲线图(b)以及KF和TKF-s-CZ表面的S2p分峰拟合曲线(c)5.3.2改性大豆蛋白胶黏剂的胶合强度和吸湿性分析

图5-4不同配方制备的大豆蛋白胶黏剂的吸湿性(1:PSM胶;2:PSM/KF胶;3:PSM/TKF胶;4:PSM/TKF-s-CZ胶)

不同配方制备大豆蛋白胶黏剂的湿剪切强度如图5-3所示,对照组PSM的湿胶接强度为0.81MPa,当引入KF后,强度增加到0.96MPa,原因可能是对胶黏剂施加外力时,适量的纤维引入,会有效阻碍微裂纹的扩展,纤维能够承担部分应力,从而导致胶合强度的提高。加入KTF后,胶黏剂的湿....

图5-5不同配方制备的大豆蛋白胶黏剂的胶层韧性(1:PSM胶;2:PSM/KF胶;3:PSM/TKF胶;4:PSM/TKF-s-CZ胶)

5.3.3改性大豆蛋白胶黏剂的胶层韧性分析图5-5所示为固化后的胶黏剂胶层韧性图,PSM胶黏剂表现出较多裂缝。加入改性KF后,固化胶黏剂胶层变得致密均匀,几乎没有观察到裂纹的产生。与PSM/KF胶黏剂相比,PSM/TKF-s-CZ胶黏剂更加的致密,但是出现了一些的不规则的白点(....

本文编号：4022074