大豆蛋白基阻燃涂料的研究

发布时间：2017-09-16 11:32

  本文关键词：大豆蛋白基阻燃涂料的研究

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【摘要】：阻燃涂料是一种功能型涂料,具有装饰作用和阻燃功能。本论文主要以价格低廉且可再生资源大豆粉(SF)为原料,通过改性作用,并添加相应的助剂及颜料、填料,进行了环境友好的、阻燃性能优越的水性阻燃涂料制备研究,主要内容包括：对大豆粉进行改性研究。采用碱液改性大豆蛋白,研究大豆蛋白浓度、碱的添加量、反应温度和反应时间对大豆蛋白液粘度的影响；通过X射线衍射和红外光谱表征方法,考察碱改性大豆蛋白粉的结晶性及蛋白质二级结构的变化。得到大豆蛋白最佳的改性条件是加碱量为大豆粉质量的4.0%、反应温度为60℃、反应时间为0.5 h；此时,粘度最大,蛋白晶型被破坏,蛋白质二级结构中无规卷曲含量较高。而碱量过大、温度过高、时间过长均会导致大豆蛋白分子降解。通过紫外光谱表征、显微镜观察等手段及蛋白质二级结构的变化情况,考察了酸调pH对碱改性后大豆蛋白的影响。结果表明,酸调乳液pH至7,蛋白质基本结构都未改变,二级结构变化则较小；大豆蛋白未发生二次团聚,乳液颜色相对较浅,有利于改性大豆蛋白液成膜。对改性大豆蛋白膜的吸水率和溶失率进行研究。考察了吸水率和溶失率的影响因素,并研究了添加金属离子及加料工艺对蛋白膜吸水率和溶失率的影响。结果表明,改性蛋白膜的吸水率和溶失率在反应温度为30℃、pH为7、烘干温度为120℃时较低；在此条件下,于乳液改性前添加1.0 g ZnCl2,可大幅度降低蛋白膜的吸水率,但对溶失率起不到作用。对涂料阻燃性能研究。首先,制备了聚磷酸铵(APP)和硼酸锌(ZB)阻燃剂,并对其加以结构鉴定及热稳定性分析；然后,研究了不同类型阻燃剂对改性蛋白乳液的阻燃性能影响。结果表明,所制备的APP和ZB热稳定性较好；而各种阻燃剂中,P-N系阻燃剂能有效地抑制灼燃,B-Zn系阻燃剂有最佳的阻燃作用；在阻燃剂复配使用中,以APP：ZB为3：1.2时,阻燃效果最好。在以上基础上,考察了最佳的阻燃涂料配方。结果表明,添加16 g钛白粉和16 g二氧化硅,以及0.8 g六偏磷酸钠和适量的消泡剂、pH调节剂,所得涂料具有良好的阻燃性能、且符合涂料行业发展的功能性、环保性等要求,具有广阔的开发应用前景。
【关键词】：大豆粉 碱改性 阻燃涂料 阻燃性能
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TQ637
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 1 绪论11-26
• 1.1 引言11-18
• 1.1.1 研究背景11-12
• 1.1.2 大豆蛋白粉简介12-17
• 1.1.3 阻燃涂料简介17-18
• 1.2 国内外相关问题研究18-24
• 1.2.1 国内外大豆蛋白改性研究18-20
• 1.2.2 国内外大豆蛋白膜耐水性研究20-21
• 1.2.3 国内外阻燃涂料的研究21-24
• 1.3 本课题研究内容、预期目标及意义24-26
• 1.3.1 研究内容24-25
• 1.3.2 预期目标25
• 1.3.3 课题的研究意义25-26
• 2 大豆蛋白粉的改性研究26-36
• 2.1 引言26-27
• 2.2 实验材料与仪器设备27
• 2.2.1 实验材料27
• 2.2.2 仪器设备27
• 2.3 实验方法与试样制备27-28
• 2.4 测试与表征28
• 2.4.1 改性大豆蛋白液粘度的测定28
• 2.4.2 X射线衍射(XRD)表征28
• 2.4.3 傅里叶变换红外光谱(FTIR)表征28
• 2.4.4 蛋白质二级结构含量变化的测定28
• 2.4.5 扫描电镜(SEM)的观察28
• 2.5 结果与分析28-35
• 2.5.1 蛋白浓度对改性大豆蛋白液粘度的影响28-29
• 2.5.2 碱量对改性蛋白液粘度、结晶性及蛋白质二级结构的影响29-31
• 2.5.3 反应温度对改性蛋白液粘度、结晶性及蛋白质二级结构的影响31-33
• 2.5.4 反应时间对改性蛋白液粘度、结晶性及蛋白质二级结构的影响33-34
• 2.5.5 扫描电镜谱图分析34-35
• 2.6 本章小结35-36
• 3 pH对改性大豆蛋白结构的影响36-42
• 3.1 引言36
• 3.2 实验材料与仪器设备36
• 3.2.1 实验材料36
• 3.2.2 仪器设备36
• 3.3 实验方法与试样制备36
• 3.4 结果与分析36-41
• 3.4.1 不同pH对改性大豆蛋白液粘度的影响36-37
• 3.4.2 不同pH对改性大豆蛋白二级结构的影响37-38
• 3.4.3 不同pH对改性大豆蛋白的紫外谱图影响38-40
• 3.4.4 不同pH对改性大豆蛋白膜性能的影响40-41
• 3.5 本章小结41-42
• 4 蛋白涂膜的耐水性研究42-53
• 4.1 引言42
• 4.2 实验材料与仪器设备42-43
• 4.2.1 主要材料42-43
• 4.2.2 仪器设备43
• 4.3 实验方法43
• 4.4 测试方法43-44
• 4.5 结果与讨论44-52
• 4.5.1 pH对大豆蛋白膜吸水率及溶失率的影响44
• 4.5.2 温度对大豆蛋白膜吸水率及溶失率的影响44-47
• 4.5.3 钠盐对大豆蛋白膜吸水率与溶失率的影响47
• 4.5.4 CuSO_4对改性大豆蛋白膜吸水率及溶失率的影响47-48
• 4.5.5 CaCl_2对改性大豆蛋白膜吸水率及溶失率的影响48-49
• 4.5.6 镁盐对大豆蛋白膜吸水率与溶失率的影响49-50
• 4.5.7 ZnO对改性大豆蛋白膜吸水率及溶失率的影响50-51
• 4.5.8 ZnCl_2对改性大豆蛋白膜吸水率及溶失率的影响51
• 4.5.9 盐复配对改性大豆蛋白膜吸水率的影响51-52
• 4.6 本章小结52-53
• 5 阻燃剂的制备及应用研究53-69
• 5.1 引言53
• 5.2 实验材料与仪器设备53-54
• 5.2.1 实验材料53
• 5.2.2 仪器设备53-54
• 5.2.3 实验装置图54
• 5.3 实验方法54-55
• 5.4 测试与表征方法55-56
• 5.4.1 APP和ZB的表征55
• 5.4.2 阻燃纸燃烧实验测试55-56
• 5.5 结果与讨论56-68
• 5.5.1 P-N系阻燃剂在大豆蛋白涂料中阻燃性能的测试57-62
• 5.5.2 B-Zn系阻燃剂在大豆蛋白涂料中阻燃性能的测试62-67
• 5.5.3 镁系阻燃剂的阻燃性能测试67
• 5.5.4 P-N-B复配阻燃剂的阻燃性能测试67-68
• 5.6 本章小结68-69
• 6 阻燃蛋白涂料的配方研究69-75
• 6.1 引言69
• 6.2 阻燃涂料的制备69-70
• 6.3 结果与分析70-74
• 6.3.1 颜料的选择70-71
• 6.3.2 填料的选择71-72
• 6.3.3 助剂的选择72-74
• 6.4 涂料配方的确定74
• 6.4.1 阻燃涂料的阻燃性能测试74
• 6.5 本章小结74-75
• 7 结论与展望75-77
• 7.1 结论75
• 7.2 展望75-77
• 致谢77-78
• 参考文献78-85
• 附录85

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前8条

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本文编号：862788