基于玉米醇溶蛋白胶粘剂的刨花板力学性能
新型无醛胶黏剂在刨花板中的应用
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碌探讨科技TECHNOLOGY新型无醛胶黏剂在刨花板中的应用郝丙业S杨小星2,廖伟J万阳2,刘波-韩利平11.嘉木远景(北京)科技有限公司,北京100083;2.广西华晟木业有限公司,广西贵港537116摘要:以嘉木远景公司开发的无醛胶并添加适量MDI作为交联剂,进行工业化批量生产刨花板的应用试验,初步探讨了施胶量和热压因子对刨花板性能的影响。
结果表明,利用新型无醛胶黏剂生产无醛刨花板具有技术和经济可行性。
新型无醛胶黏剂的成功开发,给刨花板企业提供了满足差异化市场需求.发挥比较优势的条件。
关键词:刨花板;无醛胶黏剂;生产试验中图分类号:TS653文献标志码:B文章编号:1673-5064(2019)04-0017-04Application of A Novel Formaldehyde—free Adhesive for ParticleboardProductionHao Biiigye'.Ifaiig Xiaoxiiig2,Liao Wei;Wan Yang-.Liu Bo',Han Lipiiig1I.Jianni Perspective(Beijing)Technology Co.Ltd..Beijing100083.China:2.Guangxi Huasheng Woo<i Industry Co.Ltd.(xuigang.Guangxi537116.ChinaAbstract:The effects of resin type(novel formaldehyde-free resin vs MDI),dosage,and hot-pressing factor on properties of PB were discussed.The results indicated that the novel formaldehyderesin was technically and economically feasible to produce formaldehyde-free PB at the industrial conditions.The success on the resin development would provide an effective solution for the PB industries to open diversified market needs and stay competitive.Keywords:particleboard;tormaldehyde-free resin;large scale experiment随着定制家居产业的快速发展.过去几年我国刨花板产业发展迅猛截至2017年底.全国刨花板产量达到2778万nA生产能力接近3000万nA2017年新增生产线40条山.但整个刨花板行业仍处于大而不强.同质化竞争,供大于求的尴尬局面:2018年下半年以来.伴随中美贸易战和国内房地产行业不景气,刨花板行业供大于求的状况日趋加剧很多企业为了提升市场竞争力,积极寻求产品差异化.生产无醛刨花板作为技术创新突破口已经成为很多刨花板企业的共识目前,国内无醛刨花板工业化生产普遍采用异氧酸酯(PMDI)和改性生物质胶两大类胶黏剂PMDI作为刨花板用胶黏剂.具有很强的粘结性能.能粘结含水率较高的刨花,且不释放甲醛等有害气体:但PMD1也有生产应用上的缺点,如其反应能力强.易与金属等反应,会造成“粘钢带”现象;PMDI几乎没有初黏性,需要使用增黏剂和脱模剂.大大增加了使用成本和操作上的复杂《中国人造板>2019.26⑷17TECBNOLOGY科技’技术探讨度役PMD1生产刨花板的后续加工也有崩边和费刀具的情况更重要的.如果没有做好压机的隔离保护,PMDI 在热压过程中释放的有毒挥发性物质对一线生产人员的健康危害远远超过甲醛气体「改性生物质类胶黏剂已经进入产业化阶段的有木质素、大豆蛋白基胶黏剂和淀粉基胶黏剂.尽管实验室和工业上的批量使用取得了一定程度的成功,但由于成本较高和性能上的一些缺陷,大规模地丁业应用还需要进一步改进讥笔者所在公司一宜从事环保人造板胶黏剂精细化工及其生产技术的研发.坚持以市场需求为导向.并结合国内的装备、木材原料等实际,开发了一种新型无醛胶黏剂本文结合其工业应用的实际情况,探讨新型无醛胶黏剂生产无醛刨花板的技术和经济可行性1试验部分1.1材料原材料为桜木枝丫材.辅以工厂刨花;以嘉木远景公司生产的无醛胶黏剂为主体,添加适量改性剂A,搅拌均匀制得NFR-600无醛胶黏剂NFR-600无醛胶黏剂的主要性能:黏度40-80s(涂-4杯,30°C),固含46%-54%,pH9~ll;巴级普通刨花板胶黏剂采用改性UF胶黏剂.以甲醛、尿素和二聚氧胺为主要原料.采用多次缩聚、尿素分多次投入并经脱水的特殊工艺合成,改性UF胶黏剂的主要性能:固含62%-65%,黏度40~ 80s(涂-4杯,25°C),固化时间70-90s,pH8~9,游离甲醛0」%-0.3%:1.2试验方法1.2.1基本工艺流程生产试验在广西华晟木业公司刨花板生产线上进行,其中压机为德国迪芬巴赫(Dieffenbacher)公司4'连续平圧机.调胶采用意大利意玛(IMAL)公司全自动电控调胶系统’枝丫材、木截头、单板废料和工业刨花经削片、刨片、干燥、打磨分选后.分别进入表层和芯层料仓;表芯层刨花经计量进入拌胶机,同时各种调胶成分按设定比例.分别平行喷进拌胶机.与刨花充分混合表芯层经铺装、预压成型后,进入连续平圧机压板。
玉米醇溶蛋白的研究及应用
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玉米醇溶蛋白的研究及应用
杨永杰
【期刊名称】《天津化工》
【年(卷),期】2006(20)4
【摘要】本文对玉米醇溶蛋白的特性、提取工艺、脱色工艺以及应用方面进行了介绍.玉米醇溶蛋白具有很强的韧性、疏水性、可降解性、抗菌性等特点,广泛用于食品、医药、纺织、造纸等工业.
【总页数】4页(P47-50)
【作者】杨永杰
【作者单位】天津渤海职业技术学院应用化学系,天津,300402
【正文语种】中文
【中图分类】TS211.2
【相关文献】
1.静电纺丝玉米醇溶蛋白纤维的研究及应用进展 [J], 安宝祯;王家林
2.玉米醇溶蛋白的研究及应用 [J], 常亮; 韩恩山; 胡建修; 王焕志; 褚华宁
3.玉米醇溶蛋白的研究及应用 [J], 常亮; 韩恩山; 胡建修; 王焕志; 褚华宁
4.不同溶剂中玉米醇溶蛋白的聚集状态和结构性质 [J], 赖婵娟;吴磊燕;胡林芳;涂瑾;董武辉
5.玉米醇溶蛋白-多酚相互作用及复合物制备与表征 [J], 高瑾;梁宏闪;赵靖昀;代亚磊;万楚筠;周彬
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玉米醇溶蛋白膜的改性制备及性能研究
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玉米醇溶蛋白膜的改性制备及性能研究玉米醇溶蛋白(Zein)是玉米油和生物乙醇产业的主要副产物,内含大量的疏水性氨基酸,具有绝大多数蛋白质不具有的优良疏水性能。
近年来,关于Zein膜的研究主要集中在提高机械性能、隔氧阻水性、控缓释特性、亲疏水性、抗菌抗氧化性能等方面,但是对于制备具有优良性能Zein膜的制备方法、性能提升机理及应用方面的拓展仍有待进一步探索。
本文首先对蛋白质的物理性能-溶解度进行了研究,进而基于Zein膜制备方法、抗菌抗氧化剂及乳化剂的选择与改进,结合现代分析技术对Zein膜的形成机理、塑化剂和乳化剂对Zein膜的控缓释机理等进行了深入研究,以探索Zein膜的制备过程-微结构-性能关系。
本文的研究的主要内容包括:(1)蛋白质溶解度测定方法的研究。
基于蛋白质溶解的原理,结合超声分散(Ultrasonic Dispersion)、差速离心(Differential Centrifugation)和光谱测量技术(Spectral Measurement),提出了一种快速评估蛋白质溶解度的方法,简称UDDCS法。
该方法的实验结果表明,经差速离心后的蛋白质溶液浓度的标准方差与蛋白质的初始加入量符合修正指数关系,该指数方程最大曲率处对应的蛋白质初始浓度定义为蛋白质的溶解度。
利用文献中溶菌酶在不同浓度NaCl水溶液和Zein在不同浓度乙醇水溶液中的溶解度数据,对UDDCS法进行了检验。
结果表明,UDDCS法是一种快速、通用的测定蛋白质溶解度的方法。
(2)抗菌抗氧化Zein复合膜的制备及机理研究。
采用共混方法,以聚乙二醇400(polyethylene glycol,PEG 400)为塑化剂,制备了含有溶菌酶(Lysozyme,LY)和抗坏血酸(Ascorbic Acid,AA)的抗菌抗氧化Zein复合膜,并对Zein复合膜进行了物理-化学、控缓释及生物活性表征。
机械性能测定结果表明,PEG 400对Zein 膜塑化作用明显,且AA和PEG 400的复配对Zein膜可起到协同增塑效果。
利用改性胶粘剂制备玉米秸秆皮层刨花板的工艺研究
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本试验选 用 的胶粘 剂 ,为 实验室 自制 改性异 氰
林
业
科
技
第3 9卷
酸酯——脲醛树脂复合胶粘剂,由7 0 %的改性脲醛 胶和 3 0 % 的异氰 酸酯胶 混合制成 。改性脲 醛胶 由尿 素和甲醛按质量 比 1 : 1 . 3混合而成 ,固体含量为 5 8 %; 异氰酸酯胶的固体含量为 8 5 %。
本试 验选 用 的 玉米 秸 秆 ,取 自黑 龙 江 省 哈尔 滨市 向阳乡 ;使 用 皮 穰 分 离 机 初 步 分 离 玉米 秸 秆 的皮 和穰 ,将 得 到 的 初 步 分 离 物 放 置 5个 月 左 右
进行 自然风干 ;采用逐级筛分风选法进一步 去除
穰 和叶 。
分 离后 的玉 米 秸 秆 表 皮 与 穰 层 ,在 尺寸 和质
1 材 料 与方 法
1 . 1 玉米 秸秆 化学 成分 分析
量上均差别较大 ,故选用 1 0~ 6 0目筛网依次对其 进行 机 械 筛 分 , 去 除 1 0 目 以 下 的 硬 结 部 分 及
6 0 目以上 的灰尘 部 分 。 同时 ,由 于玉 米 秸 秆 表皮 和穰 层 的密 度不 同 ,利 用 风 选 工 艺 可 以将 分 离 物 中的穰 层 和 叶 去 除 ,获 得 理 想 的 表 皮 部 分 原 料 , 其粒 度 控制在 3 0 0— 2 0 0 0 u m。
玉米秸秆 表面有一层 光滑 蜡状 膜 ,这 层膜会 影 响常规脲醛树脂或酚醛树脂与秸秆的胶合 ,目前主
板 的原 料
。
表1 几种主要农作物秸秆与木材化学成分对 比
玉米醇溶蛋白膜增塑剂的选择优化及其对膜体阻湿性能的影响
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玉米醇溶蛋白膜增塑剂的选择优化及其对膜体阻湿性能的影响王雪;魏倩;王莺颖;阎欣;郭兴凤【摘要】选择合适的增塑剂制备玉米醇溶蛋白膜,并对成膜条件进行优化,改善蛋白膜的阻湿性能.以甘油作为基础增塑剂,研究丙二醇、聚乙二醇、柠檬酸添加量对玉米醇溶蛋白膜性能的影响.结果表明,柠檬酸作为增塑剂制备的玉米醇溶蛋白膜具有较好的机械性能和阻湿性能,当柠檬酸添加量为0.2 g/g时,蛋白膜吸湿率和水蒸气透过率最低.在此基础上,研究了甘油添加量、成膜温度、乙醇体积分数对玉米醇溶蛋白膜阻湿性能的影响.随甘油添加量的增加,膜的吸湿率和水蒸气透过率均逐渐上升,甘油添加量0.1 g/g时最小;随成膜温度的升高,蛋白膜的吸湿率和水蒸气透过率先上升后下降,60℃最小;随乙醇体积分数的增加,蛋白膜吸湿率和水蒸气透过率先下降后上升,乙醇体积分数为70%时最小.采用响应面试验对玉米醇溶蛋白膜的制备条件进行优化,得出当柠檬酸添加量为0.28 g/g、甘油添加量0.11 g/g,成膜温度61.06℃、乙醇体积分数65.04%时,水蒸气透过率最小,为6.28 g·mm·m-2· d-1· kPa-1.因此,添加柠檬酸可以改善玉米醇溶蛋白膜的阻湿性能.【期刊名称】《河南工业大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2018(039)004【总页数】7页(P20-25,32)【关键词】玉米醇溶蛋白膜;柠檬酸;丙二醇;聚乙二醇;机械性能;阻湿性【作者】王雪;魏倩;王莺颖;阎欣;郭兴凤【作者单位】河南工业大学河南省谷物资源转化与利用重点实验室,河南郑州450001;河南工业大学粮油食品学院,河南郑州450001;河南工业大学河南省谷物资源转化与利用重点实验室,河南郑州450001;河南工业大学河南省谷物资源转化与利用重点实验室,河南郑州450001;河南工业大学河南省谷物资源转化与利用重点实验室,河南郑州450001;河南工业大学河南省谷物资源转化与利用重点实验室,河南郑州450001;河南工业大学粮油食品学院,河南郑州450001【正文语种】中文【中图分类】TS201.20 前言玉米醇溶蛋白(zein)独特的氨基酸组成使其具有良好的成膜性,但制成的膜较脆、易破碎,必须添加合适的增塑剂,制备成的膜才能满足包装材料对机械性能的需求[1]。
定向刨花板抗弯性能、形变及剖面密度梯度的相关性
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林业工程学报,2023,8(3):52-57JournalofForestryEngineeringDOI:10.13360/j.issn.2096-1359.202210004收稿日期:2022-10-04㊀㊀㊀㊀修回日期:2022-12-09基金项目:国家重点研发计划(2021YFD2200602);江西省林业局科技创新专项(202135)㊂作者简介:李东虎,男,研究方向为木质复合材料㊂通信作者:李万兆,男,副教授㊂E⁃mail:lwz@njfu.edu.cn定向刨花板抗弯性能㊁形变及剖面密度梯度的相关性李东虎,李万兆∗,梅长彤(南京林业大学材料科学与工程学院,南京210037)摘㊀要:定向刨花板(OSB)力学性能优异,但变异性较大,探究OSB抗弯性能变异性大的原因可为改善其力学性能提供理论依据㊂采用三点弯曲法检测OSB沿长度方向的弹性模量(MOE)和静曲强度(MOR),使用数字散斑应变分析技术(DIC)同步记录试件面内应变分布,结合剖面密度梯度(VDP)探索了其对OSB抗弯性能及形变的影响㊂结果表明,OSB的MOR与试件整体形变呈线性正相关,MOE与试件整体形变相关性不强㊂最大载荷条件下,对称的表面结构可有效避免局部应变集中导致的OSB力学失效,这有助于提高OSB的MOR;40%最大载荷条件下,OSB趋于整体弯曲变形,且组成单元的相对位置固定可提高其MOE,内部孔隙压缩会降低其MOE㊂最大载荷条件下,弯曲应变分布与VDP相似,会提高试件MOR;40%最大载荷条件下,弯曲应变分布与VDP的相似性和MOE不显著相关㊂增加结构的对称性㊁弯曲应变分布和VDP的相似性,能够提高OSB的MOR;增加整体弯曲变形和降低内部孔隙压缩率,能够提高OSB的MOE㊂关键词:定向刨花板;剖面密度梯度;静曲强度;弹性模量;应变分布中图分类号:TS653.5㊀㊀㊀㊀㊀文献标志码:A㊀㊀㊀㊀㊀文章编号:2096-1359(2023)03-0052-06Therelationshipofbendingstrength,deformationandVDPofOSBLIDonghu,LIWanzhao∗,MEIChangtong(CollegeofMaterialsScienceandEngineering,NanjingForestryUniversity,Nanjing210037,China)Abstract:Orientedstrandboard(OSB)isanenvironmentallyandeconomicallyfriendlymaterialbasedontheuseofrenewableresources,mainlyfreshwoodandfromsmallandlargediameterlogs.OSBiscomposedofcross⁃orientedlayersconsistingofthinandrectangularwoodenflakesorstrandsthatarecompressedandbondedtogetherwithsyn⁃theticresinadhesives.OSBisanalternativetostructuralplywoodforawiderangeoflightweighttimberframecon⁃structionwithhighvariabilityinflexuralproperties.Thisstudycomparesthecausesofdifferencesintheflexuralper⁃formanceofOSB.TwodifferentthicknessOSBpanelswereprovidedfromthesamecompany.Thesepanelsaimtobeusedasloadbearingmaterialsindryconditions.Themodulusofelasticity(MOE)andstaticflexuralstrength(MOR)alongthelengthoftheproductaremeasuredusingthethree⁃pointbendingmethod,thein⁃planestraindistri⁃butionofthespecimenisrecordedsimultaneouslyusingdigitalimagecorrelation(DIC),andthefactorsinfluencingtheflexuralperformanceofOSBareprofiledinconjunctionwithverticaldensityprofile(VDP).TheresultsshowthattheMORofOSBislinearlyandpositivelycorrelatedwithdeformation,andtheMOEisnotsignificantlyrelatedtode⁃formation.Underthemaximumloadcondition,theincreasedsymmetryofsurfacestructureandstrengthofOSB,aswellastheeffectiveabsorptionofexternalenergyandstructuralchangesinthecorelayerincreasetheMOR.ThisisbecausethestrainconcentrationcausedbysurfacestraindefectscanleadtoprematuremechanicalfailureofOSB,andthecorelayerneedstoabsorbenergytomitigatesurfacedamageinthelaterstagesofloading.At40%ofthemaxi⁃mumloadcondition,theMOEofOSBTheMOEoftheOSBwasaffectedbytheoveralldegreeofbendingandtheinternalporecompression.IncreasingtheoveralldegreeofbendingincreasedtheMOEofthespecimenandincreasingtheinternalporecompressiondecreasedtheMOEofthespecimen.Underthemaximumloadcondition,thebendingstraindistributionsimilartothatoftheVDPincreasedtheMORofthespecimen.Underthe40%maximumloadcon⁃dition,thebendingstraindistributionsimilartothatoftheVDPhadnosignificanteffectontheMOE.Inthisstudy,theflexuralperformanceandstraindistributionoftwothicknessesofOSBwerecompared,andthereasonsforthevariabilityofflexuralperformancewererevealedbasedonthedynamicstraindistribution,andthecorrelationbetweenOSBbendingstrainandVDPwasanalyzedbythecosinesimilarityalgorithm.㊀第3期李东虎,等:定向刨花板抗弯性能㊁形变及剖面密度梯度的相关性Keywords:orientedstrandboard(OSB);verticaldensityprofile(VDP);modulusofrupture;modulusofelasticity;straindistribution㊀㊀定向刨花板(orientedstrandboard,OSB)是预定形状和厚度的木质大片刨花经施胶㊁定向铺装和热压而成的多层结构板材㊂20世纪70年代美国和加拿大开始生产OSB,产品替代结构胶合板广泛用于轻型木结构建筑(如墙面板㊁楼面板和屋面板等)㊂OSB优异的力学性能是其被市场认可的关键,刨花与胶黏剂是影响OSB力学性能的主要原因[1],组坯热压后形成的非均质剖面结构对其力学性能也有重要影响[2]㊂Zhou等[3-4]模拟并预测了OSB剖面密度梯度(verticaldensityprofiles,VDP)的形成,研究结果表明,调整板坯含水率㊁刨花形态和热压参数等可控制VDP,进而影响OSB的弹性模量(modulusofelasticity,MOE)㊂Painter等[5-6]针对OSB研究了VDP和MOE的关联机制,研究结果表明,减少细刨花㊁更改刨花排列㊁增加刨花长度㊁提高表面密度与增加表层芯层密度差可提高MOE㊂近年来,关于OSB构性关系的研究逐渐由加工工艺探索拓展到破坏模式研究㊂研究人员使用数字散斑应变分析技术(digitalimagecorrela⁃tion,DIC)动态记录加载过程中OSB表面的动态应变分布[7-9],使用振动法可以无损检测OSB的弹性模量与剪切模量[10],使用X射线断层扫描设备可视化表征OSB破坏前后的内部三维结构[11-13]㊂新的研究方法和思路有助于更加准确地关联OSB的VDP及力学性能㊂本研究针对OSB抗弯性能与应变分布㊁VDP与应变分布进行量化分析,其目的是阐明OSB抗弯性能的发生机制,为优化OSB生产工艺提供理论依据,也能够为拓展其使用范围提供科学指导㊂笔者采用三点弯曲法检测了2种厚度OSB的抗弯性能,使用DIC同步记录试件的应变分布,对不同抗弯性能的试件进行聚类分析㊂重点研究了抗弯性能和应变分布的关系,采用余弦相似度方法分析VDP与应变分布的关系,揭示OSB抗弯性能变异性大的原因㊂1㊀材料与方法1.1㊀试验材料与设备选取厚度为13和19mm的(干燥状态下承载型)OSB为实验对象,所选两种试材购自Norbord公司,并均使用欧美杨(Populuseuramericana)木材和异氰酸酯胶黏剂为原材料生产㊂将所有试材在(65ʃ3)%RH㊁(20ʃ2)ħ条件下陈放至平衡含水率,测量厚度㊁密度并制备三点弯曲试件㊂每种试件16个重复,试材长度方向与OSB板主轴方向一致㊂使用细砂纸轻轻砂光三点弯曲试件一侧面,后用0.5mm中性笔在试件中段区域绘制散斑㊂三点弯曲测试完成后,在每个三点弯曲试件端部裁切一个VDP试件㊂试件的基本信息见表1㊂表1㊀定向刨花板试件的基本信息Table1㊀BasicinformationofOSBspecimens项目试件类别厚度13mm厚度19mm厚度/mm12.69ʃ0.1018.82ʃ0.23密度/(kg㊃m-3)629.14ʃ54.30608.47ʃ44.93VDP试件尺寸/mm50.00ˑ50.00ˑ12.6950.00ˑ50.00ˑ18.82三点弯试件尺寸/mm310.00ˑ50.00ˑ12.69450.00ˑ50.00ˑ18.82绘制散斑区域尺寸/mm80.00ˑ12.6980.00ˑ18.821.2㊀试验方法与数据分析根据GB/T17657 2013‘人造板及饰面人造板理化性能试验方法“的规定,使用Instron万能力学试验机和三点弯曲法测量试件的静曲强度(modulusofrupture,MOR)和MOE㊂13mm试件的支撑跨距为260mm,19mm试件的支撑跨距为400mm,加载辊位移速度是5.0mm/min(图1)㊂加载过程中,使用高速摄像机(M2514⁃MP2)每200ms拍摄一张试件散斑区域照片,之后使用CorrelatedSolutions软件和Matlab软件整理出应变分布㊂试件沿厚度方向弯曲变形时,应变正值和负值分别表示拉伸应变和压缩应变㊂剪切应变是试件发生倾斜滑移产生的变形,剪切应变的正值和负值分别表示顺时针剪切和逆时针剪切㊂使用剖面密度扫描仪(GreConDAX6000)检测试件的VDP,计算每种试件的平均VDP㊂图1㊀力学性能检测与应变分布记录示意图Fig.1㊀Theimageofbendingstrengthandstraindistributionmeasurement35林业工程学报第8卷使用公式(1)计算MOR,fmax为试件破坏时的最大载荷,所以重点关注试件最大载荷时的应变分布㊂σb=3ˑfmaxˑl12ˑbˑt2(1)式中:σb为试件的静曲强度,MPa;fmax为试件破坏时最大载荷,N;l1为两支座的距离,mm;b为试件宽度,mm;t为试件厚度,mm㊂使用公式(2)计算MOE,F2为最大载荷的40%,所以重点关注试件40%最大载荷时的应变分布㊂Eb=l314ˑbˑt3ˑF2-F1a2-a1(2)式中:Eb为试件的弹性模量,MPa;(F2-F1)为载荷⁃位移曲线中直线线段内载荷的增加量,F2值大约为最大载荷的40%,F1值大约为最大载荷的10%,N;a2-a1为在F2-F1区间试件变形量,mm㊂为分析厚度方向上的应变分布并与VDP相对应,使用公式(3)计算不同载荷时OSB试件应变分布绝对值的平均值,间隔为1mm㊂S=(ði+1iSp)/n(3)式中:S为厚度i和i+1间的平均应变;Sp为厚度i和i+1间的应变;n为厚度i和i+1间的应变值个数㊂余弦相似度算法主要是通过计算两组数据夹角的余弦值评估它们之间的相似度[14]㊂为检验弯曲应变分布和VDP之间的相似性,将每组OSB的弯曲应变分布和VDP分别视为多维向量,使用余弦相似度算法计算其夹角[公式(4)],夹角越小代表相似程度越高㊂cosθ=A㊃B|A|㊃|B|=ðni=1AiˑBiðni=1(Ai)2ˑðni=1(Bi)2(4)式中:θ为向量A和向量B之间的夹角,(ʎ);A㊁B分别为弯曲应变分布和VDP的向量;Ai㊁Bi分别为弯曲应变分布和VDP向量的分量㊂2㊀结果与分析2.1㊀抗弯性能在不同载荷条件下,加载辊位移代表试件的形变㊂两种试件的MOR㊁MOE和形变结果见表2㊂每组试件虽取自同一块板材,但试件的MOR和MOE变异性较大㊂OSB具有多级孔隙结构,并很大程度上保留了木材固有的各向异性,这有助于承载条件下OSB发生适应性形变和内应力扩散㊂由于刨花形态㊁铺装角度和胶黏剂分布的差异,会造成OSB的MOE和MOR变异性大㊂为探索每个试件的力学行为,分别整理了试件形变与MOR及MOE的关系见图2和图3㊂表2㊀OSB的MOR㊁MOE及形变Table2㊀MOR,MOEofOSBanddisplacementofloadingwedge试件规格MOR/MPaMOE/MPa形变/mm厚度13mm37.67ʃ8.326002.0ʃ587.558.40ʃ1.23厚度19mm31.07ʃ5.665204.06ʃ436.1111.54ʃ2.08㊀注:形变指试件加载前至破坏时加载辊的位移㊂图2㊀最大载荷条件下13和19mm厚OSB的MOR㊁MOE与形变的关系Fig.2㊀RelationshipbetweenMOR,MOEanddeformationof13and19mmOSBundermaximumloadconditions㊀㊀由图2可见,最大载荷条件下,厚度13和19mm试件的MOR与形变呈线性正相关,两种试件的MOE与形变无明显相关性㊂考虑MOE计算是10%最大载荷到40%最大载荷时载荷⁃位移曲线的斜率,图3展示了MOE与40%最大载荷条件下试件形变的关系,结果表明试件MOE与试件形变仍无明显相关性㊂试件形变主要包括OSB内部结构变形和整体向下位移两部分,内部结构变形越大其45㊀第3期李东虎,等:定向刨花板抗弯性能㊁形变及剖面密度梯度的相关性整体向下位移越大㊂OSB内部结构变形和整体向下位移是OSB吸收能量的主要方式,在最大载荷条件下试件形变越大,说明试件吸收的能量越多,即MOR越大[15]图3㊀40%最大载荷条件下13和19mm厚OSB的MOE与形变的关系Fig.3㊀MOEversusdeformationfor13and19mmOSBat40%maximumloadcondition图4㊀最大载荷条件下大于(a)和小于(b)MOR平均值试件的弯曲和剪切应变分布及剖面密度分布Fig.4㊀BendingandshearstraindistributionandVDPofspecimenswithmeanMORgreaterthan(a)andlessthan(b)atmaximumload2.2㊀抗弯性能㊁VDP与应变分布的关系为分析OSB抗弯性能变异性大的原因,将每种厚度的试件按MOR的平均值分为a和b组,其中a组代表大于平均值,b组代表小于平均值㊂样品MOR与其形变的关系见表3㊂由表3可见,a组的MOR与形变均大于b组㊂最大载荷条件下大于和小于MOR平均值试件的弯曲㊁剪切应变分布和剖面密度分布如图4所示㊂由图4可见,试件的VDP呈 M 形,最低密度出现在OSB芯层,最高密度出现在距上下表面1mm处㊂试件弯曲应变分布呈 V 型,近上下表面区域弯曲应变明显大于芯层区域㊂平板压缩测试条件下,OSB弯曲应变主要集中于密度和刚度较低的芯层区域[7]㊂三点弯曲测试条件下,加载辊对应的试件上下表面的惯性矩最大,压应力与拉应力多集中于上下表面,剪切应力多集中于芯层[5]㊂由于OSB表面受到更大的弯曲应力,所以即使OSB表面密度大于芯层密度,表层弯曲应变也高于芯层㊂表3㊀样品MOR与其形变的关系Table3㊀RelationshipbetweensampleMORanditsdisplacement试件规格MOR/MPa形变/mm13mm⁃a43.22ʃ4.508.94ʃ1.2813mm⁃b29.33ʃ5.197.60ʃ0.5019mm⁃a38.15ʃ4.0612.82ʃ2.2919mm⁃b27.85ʃ2.4310.55ʃ1.17㊀㊀所有试件近上下表面区域弯曲应变的变异性比芯层更大㊂尽管试件表层结构比芯层更加致密,但由于压应力与拉应力多集中于上下表面,这易造成该区域结构破坏,且破坏方式多样㊂例如:刨花间胶层剥离或刨花断裂[15]㊂芯层弯曲应变标准差小,说明芯层结构差异对弯曲应变没有明显影响㊂相较于a组试件,b组试件在近上下表面区域弯曲应变的对称性差且变异性更大㊂a组试件上下表面强度大且较对称,因此承载条件下上下表面应变分布趋于对称且差异性小㊂反之,b组试件上下表面强度不对称,这造成弯曲应变易集中于强度更小55林业工程学报第8卷的表面㊂研究表明,MOR与OSB最高密度呈线性相关[16],但最高密度并不是决定MOR的唯一因素,结构和强度的对称性也是影响MOR的重要因素㊂图4所示,剪切应变主要集中于试件上下表面和芯层㊂三点弯曲条件下,压应力与拉应力主要集中于试件上下表面,这易造成该区域内部结构变化和剪切应变大㊂芯层剪切应变集中是因为三点弯曲条件下试件芯层剪切应力大㊂针对19mm试件,a组剪切应变大于b组,且芯层尤其显著,说明载荷条件下芯层能够有效吸收外来能量并发生结构变化,最终提高a组试件的MOR㊂13mm试件厚度小,芯层占比低,所以对MOR贡献不显著㊂将每种厚度的试件按MOE的平均值分为c和d组,其中c组代表大于平均值,d组代表小于平均值㊂40%最大载荷条件下大于㊁小于MOE平均值试件的弯曲㊁剪切应变分布及剖面密度分布如图5所示㊂由图5可见,40%最大载荷条件下试件弯曲应变分布呈 V 型,OSB多孔的内部结构使木材刨花在承载条件下易发生孔隙压缩,并产生弯曲应变㊂MOE与形变的相关性见表4㊂d组试件弯曲应变大于c组,但c组的整体形变大于d组,这说明d组试件形变时发生了更多的内部孔隙压缩,而c组试件形变趋于整体弯曲㊂整体弯曲时试件MOE主要决定于上下表面的刚度,内部孔隙压缩时试件MOE易受内部结构密实化程度影响㊂以上原因造成了d组试件整体变形小但MOE低㊂40%最大载荷条件下,剪切应变主要集中在上下表面和芯层,c组和d组剪切应变的差异小㊂图5㊀40%最大载荷条件下大于(c)和小于(d)MOE平均值试件的弯曲和剪切应变分布及剖面密度分布Fig.5㊀BendingandshearstraindistributionandVDPofspecimenswithmeanMOEgreaterthan(a)andlessthan(b)at40%maximumload表4㊀MOE与形变的相关性Table4㊀CorrelationbetweenMOEanddisplacement试件规格MOE/MPa形变/mm13mm⁃c6387.47ʃ415.233.11ʃ0.1513mm⁃d5562.31ʃ423.742.91ʃ0.1419mm⁃c6090.76ʃ248.224.32ʃ0.4119mm⁃d4891.67ʃ259.144.00ʃ0.37㊀㊀不同载荷条件下OSB弯曲应变分布与其VDP的夹角见表5㊂由表5可以看出,基于余弦相似度算法得出a组的夹角小于b组,且差异大于7ʎ,c和d组的夹角差异小于2ʎ㊂这说明最大载荷时弯曲应变分布接近VDP可以提高MOR,40%最大载荷时弯曲应变分布与VDP的相似程度对MOE无明显影响㊂OSB结构缺陷会造成区域应变集中,造成应变分布与VDP的相似性降低和MOR下降㊂表5㊀不同载荷条件下OSB弯曲应变分布与其VDP的夹角Table5㊀TheanglebetweenthebendingstraindistributionofOSBanditsVDPunderdifferentloadingconditions载荷条件试件规格13mm19mmMOR⁃a17.22ʎ11.62ʎMOR⁃b27.02ʎ18.71ʎMOE⁃c13.55ʎ10.15ʎMOE⁃d12.18ʎ8.79ʎ65㊀第3期李东虎,等:定向刨花板抗弯性能㊁形变及剖面密度梯度的相关性3㊀结㊀论使用万能力学试验机和DIC可实现对OSB力学性能检测及发生机制的评价,为探索三点弯曲试验中OSB破坏机制与VDP的关系提供了新的研究思路㊂研究表明,试件形变和VDP对OSB的抗弯性能有显著影响,具体结论为:1)OSB试件的MOR与形变呈线性正相关关系,MOE与形变无明显关系;2)OSB结构和强度的对称性是影响MOR的重要因素,载荷条件下芯层有效吸收外来能量并发生结构变化能够提高MOR;3)OSB试件形变时,整体弯曲可提高试件MOE,内部孔隙压缩会降低试件的MOE;4)最大载荷条件下弯曲应变分布与VDP相似会提高试件MOR,40%最大载荷条件下弯曲应变分布与VDP的相似性对MOE无明显影响;5)提高OSB的对称性及芯层的抗压缩变形能力可以增加OSB的MOR和MOE,刨花均匀铺装,并避免局部孔隙率过大,能够起到改善OSB力学性能的作用㊂参考文献(References):[1]EDALATH,THOLEV,FAEZIPOURM.Experimentalstudyoncorrelationbetweenadhesivepenetrationpatternandmechanicalperformancesinorientedstrandboard[J].EuropeanJournalofWoodandWoodProducts,2021,79(1):59-74.DOI:10.1007/s00107-020-01590-1.[2]WONGED,ZHANGM,WANGQ,etal.Effectsofmatmoisturecontentandpressclosingspeedontheformationofden⁃sityprofileandpropertiesofparticleboard[J].JournalofWoodScience,1998,44(4):287-295.DOI:10.1007/BF00581309.[3]ZHOUC,DAICP,SMITHGD.Modelingverticaldensityprofileformationforstrand⁃basedwoodcompositesduringhotpressing:part1.Modeldevelopment[J].CompositesPartB:En⁃gineering,2011,42(6):1350-1356.DOI:10.1016/j.compos⁃itesb.2011.05.036.[4]ZHOUC,DAICP,SMITHGD.Modelingverticaldensityprofileformationforstrand⁃basedwoodcompositesduringhotpressing:part2.Experimentalinvestigationsandmodelvalidation[J].CompositesPartB:Engineering,2011,42(6):1357-1365.DOI:10.1016/j.compositesb.2011.05.037.[5]PAINTERG,BUDMANH,PRITZKERM.Predictionoforientedstrandboardpropertiesfrommatformationandcompres⁃sionoperatingconditions.Part1.Horizontaldensitydistributionandverticaldensityprofile[J].WoodScienceandTechnology,2006,40(2):139-158.DOI:10.1007/s00226-005-0044-7.[6]PAINTERG,BUDMANH,PRITZKERM.Predictionoforientedstrandboardpropertiesfrommatformationandcompres⁃sionoperatingconditions.Part2:MOEpredictionandprocessop⁃timization[J].WoodScienceandTechnology,2006,40(4):291-307.DOI:10.1007/s00226-005-0050-9.[7]陈超意,李万兆,梅长彤,等.数字散斑分析技术在定向刨花板水分吸放循环中的应用[J].浙江农林大学学报,2022,39(2):415-422.DOI:10.11833/j.issn.2095-0756.20210291.CHENCY,LIWZ,MEICT,etal.Effectofwaterontheme⁃chanicalperformanceofOSBincompressiontests[J].JournalofZhejiangA&FUniversity,2022,39(2):415-422.[8]陈超意,李万兆,梅长彤.应用环境对OSB抗弯性能的影响研究[J].北京林业大学学报,2022,44(6):128-134.DOI:10.1217/j.1000-1522.20210360.CHENCY,LIWZ,MEICT.Effectsofapplicationconditionsonthebendingstrengthoforientedstrandboard(OSB)[J].Jour⁃nalofBeijingForestryUniversity,2022,44(6):128-134.[9]李万兆,李东虎,陈超意,等.定向刨花板和细表面定向刨花板抗弯性能及应变分布比较[J].林业工程学报,2022,7(6):61-66.DOI:10.13360/j.issn.2096-1359.202202022.LIWZ,LIDH,CHENCY,etal.Comparisonofbendingstrengthandstraindistributioninorientedstrandboardandfinesurfaceorientedstrandboard[J].JournalofForestryEngineering,2022,7(6):61-66.[10]管成,辛振波,刘晋浩,等.3种边界条件下足尺定向刨花板的模态灵敏度和振动模态研究[J].北京林业大学学报,2021,43(12):105-115.DOI:10.12171/j.1000-1522.20210264.GUANC,XINZB,LIUJH,etal.Modalsensitivityandvibra⁃tionmodeoffull⁃sizeorientedstrandboardpanelunderthreeboundaryconditions[J].JournalofBeijingForestryUniversity,2021,43(12):105-115.[11]PARISJL,KAMKEFA.Quantitativewood⁃adhesivepenetrationwithX⁃raycomputedtomography[J].InternationalJournalofAd⁃hesionandAdhesives,2015,61:71-80.DOI:10.1016/j.ijadhadh.2015.05.006.[12]LIWZ,CHENCY,SHIJT,etal.Understandingthemechani⁃calperformanceofOSBincompressiontests[J].ConstructionandBuildingMaterials,2020,260:119837.DOI:10.1016/j.con⁃buildmat.2020.119837.[13]LIWZ,VANDENBULCKEJ,DHAENEJ,etal.Investigatingtheinteractionbetweeninternalstructuralchangesandwatersorp⁃tionofMDFandOSBusingX⁃raycomputedtomography[J].WoodScienceandTechnology,2018,52(3):701-716.DOI:10.1007/s00226-018-0992-3.[14]ERPOLATTAŞABATS.Anovelmulticriteriadecision⁃makingmethodbasedondistance,similarity,andcorrelation:DSCTOP⁃SIS[J].MathematicalProblemsinEngineering,2019,2019:1-20.DOI:10.1155/2019/9125754.[15]LIWZ,LIDH,DUANYJ,etal.CombiningX⁃rayCTandDICtounderstandthebendingstrengthofOSB[J].ConstructionandBuildingMaterials,2022,354:129125.DOI:10.1016/j.conbuildmat.2022.129125.[16]吴跃锋.刨花板断面密度分布与力学性能相关性研究[J].湖南林业科技,2014,41(4):52-54.DOI:10.3969/j.issn.1003-5710.2014.04.012.WUYF.Thecorrelationofverticaldensityprofileandmechanicalperformanceofparticleboard[J].HunanForestryScience&Technology,2014,41(4):52-54.(责任编辑㊀葛华忠)75。
基于改性大豆蛋白胶粘剂的刨花板性能研究
![基于改性大豆蛋白胶粘剂的刨花板性能研究](https://img.taocdn.com/s3/m/3f4254220066f5335a8121a2.png)
C EREALS AND OILS PROCESSING基于改性大豆蛋白胶粘剂的刨花板性能研究方坤盛奎川席雷蓝天李永辉(浙江大学生物系统工程与食品科学学院)【摘要】研究了改性大豆蛋白胶粘剂的流变特性及基于改性大豆蛋白胶粘剂的刨花板力学性能。
结果表明,NaOH、十二烷基硫酸钠(SDS)及脲改性,均使大豆蛋白胶粘剂的黏度增大,NaOH和SDS的改性效果优于脲。
相比于未改性的大豆蛋白胶粘剂刨花板,NaOH和SDS的改性明显提高了刨花板的静曲强度、弹性模量及抗拉强度,所制刨花板已达到美国标准ANSIA208.1中M-S级刨花板性能指标的要求。
选用粒度范围为2~5mm的中刨花时,刨花板的力学性能最好,当刨花粒度过小(0~2mm)或过大(5~8mm)时,刨花板的力学性能指标均减小。
基于NaOH改性大豆蛋白胶粘剂的木刨花板力学性能优于竹刨花板及稻秸刨花板。
【关键词】生物质胶粘剂;大豆蛋白;化学改性;刨花板;力学性能中图分类号:TS222.1文献标识码:A文章编号:1673-7199(2008)11-0074-04刨花板是由木材碎料(木刨花、锯末或类似材料)或非木材植物碎料(亚麻屑、甘蔗渣、麦秸、稻草或类似材料)与胶粘剂一起热压而成的板材。
目前广泛用于刨花板生产的胶粘剂主要是脲醛树脂(UF),来源于不可再生的化石资源,并且在湿热条件下,脲醛树脂分子之间的醚键(-CH2-O-CH2)容易破裂而释放出游离甲醛,严重污染环境,危害人类健康。
近年来,基于可再生资源的环境友好型胶粘剂和人造板的研究在很多国家越来越得到重视,取得了一定成果,并且显示出强劲的发展态势。
其中,大豆蛋白胶粘剂因其显著的优点倍受关注,如原材料充分而且价格相对低廉,黏度相对较低易于加工处理,使用时热压冷压均可,即使应用于湿度20%~35%的胶合板也不会裂开等。
天然蛋白质通过改性,能改变其内部分子结构,失去生物活性,并改变其化学和物理性质。
Kalapathy等人研究了碱改性、酶改性以及盐离子的作用对大豆蛋白胶粘剂在胶合板应用时的胶接强度和耐水性的影响。
玉米淀粉胶黏剂压制环保型碎料板的研究
![玉米淀粉胶黏剂压制环保型碎料板的研究](https://img.taocdn.com/s3/m/d4b145b776eeaeaad1f330b5.png)
2018年34期研究视界科技创新与应用Technology Innovation and Application玉米淀粉胶黏剂压制环保型碎料板的研究陆汀,张雁飞*,隋忠海(吉林森工金桥地板集团有限公司,吉林长春130000)在环保型碎料版领域,因其使用功能的不同,所要求的力学性能也是不相同的。
因为家具的各个部件在外加载荷和自重时作用下,各部件受力情况及受力的大小并不相同,不同部位的碎料板,它所要求的物理力学性能也不一样[1,2]。
而由我国自主生产的家具型碎料板虽然符合国内的环保型碎料版的要求,但是在新的国际经济形势下需要性能更加好的碎料板。
研究与开发新型的符合更高质量要求的环保型碎料版刻不容缓[3]。
由于国家对环保的新要求以及国民生活水平的提高,人们对家具的环保性也是更加的关注。
玉米淀粉胶黏剂是一种生物质的胶黏剂,在一九五零年左右于人造板领域曾作为主要胶黏剂之一。
但是传统的玉米淀粉胶黏剂因为耐水性比较差、交接强度不够等原因,之后则被合成的高分子胶黏剂所取代。
九零年代以后,伴随着石化资源的渐渐枯竭,以及整个国际市场对环保型胶黏剂需求量的增加,将可再生的环保型资源用于生产碎料板的胶黏剂成为新的命题[4]。
环保型的豆胶再次进入了人们的视线,成为了当下研究的热点。
1研究材料、设备1.1研究材料玉米淀粉胶黏剂干燥的刨花1.2研究设备实验要求具体设备见表1。
1.3实验设计通过改变玉米淀粉胶黏剂碎料板制造过程中的热压温度、压力及碎料板密度,通过检测不同工艺条件下制备的碎料板的主要力学性能,分析其对玉米淀粉胶黏剂碎料板主要性能的影响。
通过试验及分析,三因素三水平的正交试验来检测不同工艺条件下制备的碎料板的主要力学性能,确定满足环保型碎料版要求的玉米淀粉胶黏剂碎料板生产的最佳工艺参数。
1.4压制(1)拌胶将芯层(表层)称量好的刨花倒入刨花施胶机,然后将调配好的芯层(表层)所需的胶黏剂均匀的撒至刨花上,接下来进行施胶机搅拌,在搅拌的过程中每间隔十分钟停止一次,将粘在施胶机上的刨花抖落至机器内,接下来继续搅拌。
玉米醇溶蛋白功能性质的研究
![玉米醇溶蛋白功能性质的研究](https://img.taocdn.com/s3/m/b30d3921366baf1ffc4ffe4733687e21af45ff8a.png)
玉米醇溶蛋白功能性质的研究李志锐;刘波;张兰;芦明春【期刊名称】《中国酿造》【年(卷),期】2009(000)005【摘要】以玉米醇溶蛋白为研究对象,选取若干影响因素对该蛋白的持水性、乳化性、乳化稳定性、黏度、吸油性等功能性质进行研究.结果表明:持水性随着溶液溶质浓度的增加呈现先增后减的趋势;随着蛋白质浓度增大,蛋白乳化性及乳化稳定性都增大,但变化趋势平缓,随着pH值变化,蛋白乳化性和乳化稳定性呈现先增后减的趋势,随着NaCl浓度增大,乳化性及其乳化稳定性均下降,随着葡萄糖浓度增大,乳化性及乳化稳定性均增加;随着蛋白质浓度的增加,蛋白的黏度也随之增大,随着pH值变化,蛋白黏度也呈现先增后减的趋势,随着NaCl浓度增大,黏度逐渐减小,随着葡萄糖浓度增大,黏度也随之增大;温度升高蛋白吸油性降低,降低幅度较为平缓,受温度变化的影响较小.【总页数】4页(P28-31)【作者】李志锐;刘波;张兰;芦明春【作者单位】中山职业技术学院,机械工程系,广东,中山,528404;大连工业大学,生物与食品工程学院,大连,116034;大连工业大学,生物与食品工程学院,大连,116034;大连工业大学,生物与食品工程学院,大连,116034【正文语种】中文【中图分类】Q512.5【相关文献】1.玉米醇溶蛋白提取工艺及功能性质研究 [J], 张钟;齐爱云2.壳寡糖酶法糖基化修饰对玉米醇溶蛋白功能性质的影响 [J], 王晓杰;刘晓兰;丛万锁;郑喜群;许英一;石彦国3.不同分子质量葡聚糖对玉米醇溶蛋白糖基化产物结构和功能性的影响 [J], 赵城彬;张浩;许秀颖;郑明珠;曹勇;修琳;蔡丹;刘景圣4.D-氨基半乳糖酶法糖基化修饰玉米醇溶蛋白的条件优化及产物部分功能性质研究 [J], 王晓杰;刘晓兰;丛万锁;郑喜群;林巍5.功能性训练对促进青少年篮球运动员身体素质的研究 [J], 马康宁因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
刨花板用大豆蛋白基胶黏剂的研究
![刨花板用大豆蛋白基胶黏剂的研究](https://img.taocdn.com/s3/m/63dabffb4bfe04a1b0717fd5360cba1aa8118cff.png)
刨花板用大豆蛋白基胶黏剂的研究吴志刚;雷洪;杜官本;王辉;席雪冬;曹明;沈高丽;熊文【摘要】为了提高刨花板用大豆Glycine max蛋白基胶黏剂的内结合强度和耐水性,在碱、尿素共同作用的大豆蛋白与酚醛树脂共聚(SPF)反应的基础之上,研究了在共聚之前经过交联的SPF与未经过交联的SPF对刨花板力学性能和吸水厚度膨胀率的影响.结果表明:①共聚之前经过交联的SPF胶黏剂刨花板24h吸水厚度膨胀率满足国家标准GB/T 4897.3-2003中潮湿环境下的结构用板要求(≤10.0%).其中,酚醛预聚液作为交联剂,刨花板内结合强度值满足标准中干燥状态下使用的家具及室内装修用板要求(≥0.40MPa).②傅里叶变换红外光谱(FT-IR)分析表明,交联剂主要与豆胶的伯胺反应,通过加成反应接到大豆蛋白分子链上.③差示扫描量热法(DSC)分析表明,交联剂与豆胶有比较明显的交联固化峰,交联反应比较理想.【期刊名称】《浙江农林大学学报》【年(卷),期】2016(033)001【总页数】5页(P172-176)【关键词】木材科学与技术;刨花板;豆胶;交联剂【作者】吴志刚;雷洪;杜官本;王辉;席雪冬;曹明;沈高丽;熊文【作者单位】西南林业大学云南省木材胶黏剂及胶合制品重点实验室,云南昆明650224;北京林业大学材料科学与技术学院,北京100083;西南林业大学云南省木材胶黏剂及胶合制品重点实验室,云南昆明650224;西南林业大学云南省木材胶黏剂及胶合制品重点实验室,云南昆明650224;北京林业大学材料科学与技术学院,北京100083;西南林业大学云南省木材胶黏剂及胶合制品重点实验室,云南昆明650224;西南林业大学云南省木材胶黏剂及胶合制品重点实验室,云南昆明650224;西南林业大学云南省木材胶黏剂及胶合制品重点实验室,云南昆明650224;西南林业大学云南省木材胶黏剂及胶合制品重点实验室,云南昆明650224;西南林业大学云南省木材胶黏剂及胶合制品重点实验室,云南昆明650224【正文语种】中文【中图分类】S718.65Key words:wood science and technology;particle board;soy protein-based adhesive;cross-linker蛋白胶黏剂是古老的胶种之一,主要用在胶合板上,有关刨花板用大豆Glycine max蛋白胶黏剂的研究则较少。
丙三醇对玉米醇溶蛋白流变性和黏结性的影响
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丙三醇对玉米醇溶蛋白流变性和黏结性的影响常蕊;盛奎川;陈洁;沈莹莹;崔翔【摘要】为了探明改性玉米醇溶蛋白的流变性和黏结性及其相互关系,研究了丙三醇、温度、剪切速率等对玉米醇溶蛋白流变性和黏结性的影响.结果表明,丙三醇改性的玉米醇溶蛋白具有假塑性流体特性,呈现"剪切变稀"现象.丙三醇含量、剪切温度和剪切速率对玉米醇溶蛋白的流变性有显著影响.随丙三醇含量的增加,玉米醇溶蛋白的黏度明显增加;随剪切温度的增加,黏度呈先下降后增加的趋势,当温度为308 K时,黏度最低;随剪切速率的增加,黏度呈下降趋势.随丙三醇含量的增加,改性玉米醇溶蛋白对竹颗粒的黏结性呈先增加后下降的趋势,当丙三醇体积分数为10%时,黏结性较佳.改性玉米醇溶蛋白的黏度逐渐增加时,其黏结性呈先增加后减小趋势.【期刊名称】《中国粮油学报》【年(卷),期】2010(025)006【总页数】5页(P21-25)【关键词】玉米醇溶蛋白;改性;流变性;黏结性【作者】常蕊;盛奎川;陈洁;沈莹莹;崔翔【作者单位】浙江大学生物系统工程与食品科学学院,杭州,310029;浙江大学生物系统工程与食品科学学院,杭州,310029;浙江大学生物系统工程与食品科学学院,杭州,310029;浙江大学生物系统工程与食品科学学院,杭州,310029;浙江大学生物系统工程与食品科学学院,杭州,310029【正文语种】中文【中图分类】TS229流变性是物质在力的作用下发生形变,并在流动过程中表现的黏弹性质。
研究物质加工过程中的流变行为及其规律,对设计和控制材料配方及加工工艺条件,获得材料最佳外观和内在质量具有重要意义。
Fu D.等[1]研究了乙醇溶液中玉米醇溶蛋白的流变性,分析了温度、玉米醇溶蛋白浓度及水和乙醇的比例对溶液流变性的影响。
Selling G.W.等[2]研究了N,N-二甲基甲酰胺溶液中玉米醇溶蛋白的流变性,分析了不同品种的玉米醇溶蛋白及温度等对溶液流变性的影响。
刨花板用环保胶黏剂的制备与性能研究
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刨花板用环保胶黏剂的制备与性能研究彭华福;徐伟涛;杨来诚;张翔;毛安【摘要】将工业化生产的生物油与聚合4,4'-二苯基甲烷-二异氰酸酯(PMDI)按不同比例混合,并加入一定量的稀释剂形成稳定的PMDI/生物油胶合体系,以此体系作为胶黏剂压制单层结构刨花板,探讨胶黏剂施加量、PMDI/生物油混合比、稀释剂加入量等对刨花板内结合强度、静曲强度、弹性模量、吸水厚度膨胀率、吸水率等物理力学性能的影响.结果表明:加入稀释剂有效地降低了PMDI/生物油体系的黏度,提高了体系在施胶过程中的雾化效果;PMDI/生物油混合比为25:75的胶黏剂压制的刨花板具有与纯异氰酸酯胶黏剂压制刨花板相似的性能.【期刊名称】《林产工业》【年(卷),期】2019(046)008【总页数】4页(P10-13)【关键词】生物质热解油;异氰酸酯;胶黏剂;刨花板【作者】彭华福;徐伟涛;杨来诚;张翔;毛安【作者单位】国家林业和草原局管理干部学院,北京 102600;国家林业和草原局林产工业规划设计院,北京 100010;黄河下游森林培育国家林业局重点实验室,泰安271018;山东农业大学林学院,泰安 271018;东营正和木业有限公司,广饶 257300;黄河下游森林培育国家林业局重点实验室,泰安 271018;山东农业大学林学院,泰安271018【正文语种】中文【中图分类】TS653.5;TQ430.6随着社会的不断进步,环保问题越来越受到人们的重视。
环保型刨花板的研制成为刨花板稳步发展不可或缺的一部分。
刨花板生产中,除了脲醛树脂也可使用聚合4,4’-二苯基甲烷-二异氰酸酯(PMDI)。
PMDI具有反应性强,固化速度快,胶层耐水性好,胶接板材无甲醛释放等优点,但因成本较高,热压时易黏板,胶液有一定毒性,贮存时必须密封等问题使其应用受限。
研究人员尝试将PMDI与其他种类的胶黏剂混合改性,例如一些甲醛系热固型胶黏剂:脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、酚醛树脂等[1]。
玉米醇溶蛋白对木薯淀粉理化性质的影响
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玉米醇溶蛋白对木薯淀粉理化性质的影响符珍;贾燕君;林莹;尹秀华;张露;白聪豪【期刊名称】《粮食与饲料工业》【年(卷),期】2018(0)10【摘要】以木薯淀粉为原料,考察不同质量分数(0%、0.5%、1.0%、5.0%)的玉米醇溶蛋白对木薯淀粉凝胶微观形貌、质构特性、流变性质和热力学性质的影响.研究结果表明,玉米醇溶蛋白使木薯淀粉凝胶颗粒表面变得粗糙,当添加量进一步增加时,其表面同时出现了凹槽和孔洞;玉米醇溶蛋白可降低木薯淀粉凝胶的硬度、黏附性,胶黏性和咀嚼性,增强木薯淀粉凝胶的内聚性和回复性;玉米醇溶蛋白会使木薯淀粉的剪切应力和表观黏度减小,浓度越小影响越大,使木薯淀粉的储能模量和损耗模量增加,1%时影响最大;玉米醇溶蛋白的加入抑制了木薯淀粉的糊化,浓度大的影响越大.【总页数】4页(P26-29)【作者】符珍;贾燕君;林莹;尹秀华;张露;白聪豪【作者单位】广西大学轻工与食品工程学院,广西南宁 530004;广西大学轻工与食品工程学院,广西南宁 530004;广西大学轻工与食品工程学院,广西南宁 530004;广西大学轻工与食品工程学院,广西南宁 530004;广西大学轻工与食品工程学院,广西南宁 530004;广西大学轻工与食品工程学院,广西南宁 530004【正文语种】中文【中图分类】TS213【相关文献】1.机械活化预处理对木薯淀粉氧化产物理化性质的影响 [J], 谭义秋;黄祖强;农克良2.木薯淀粉与交联酯化木薯淀粉理化性质比较 [J], 石海信;谭铭基;黄妍;方怀义3.湿法超微粉碎对木薯淀粉理化性质的影响 [J], 徐中岳;罗志刚;何小维4.穿龙和盾叶薯蓣淀粉与木薯淀粉理化性质的比较研究 [J], 王玲玲;张黎明;袁毅;高文远5.超声波处理对木薯淀粉糊理化性质的影响 [J], 汪树生;苏玉春;陈光因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
用纳米纤维素增强胶粘剂制备刨花板和定向刨花板
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用纳米纤维素增强胶粘剂制备刨花板和定向刨花板
岳凯达
【期刊名称】《国际木业》
【年(卷),期】2014(0)12
【摘要】除了刨花板,定向刨花板(OSB)在装饰和结构应用方面变得日益重要。
用作结构材料时,板材的机械性能至关重要。
在这方面,木材刨花之间的胶合质量是一个关键因素。
在人造板生产中,脲醛树脂、三聚氰胺改性脲醛树脂(MUF)胶粘剂的使用是普遍的。
这些胶粘剂适合工业应用。
然而,UF和MUF的机械性能是有限的。
在刨花板生产中,胶粘剂被雾化成大约直径为40-60μm的细滴,增强物质需要是微米(μm)或纳米(nm)尺寸的。
因此,纤维素纳米纤维的应用(CNFs)用于粘接加固非常有前景。
【总页数】2页(P34-35)
【作者】岳凯达
【作者单位】东北林业大学
【正文语种】中文
【相关文献】
1.定向刨花板用MDI胶粘剂——ICI公司MDI胶粘剂应用介绍 [J], 李远陵;金珏民
2.两工段刨片制备技术生产定向刨花板和高强度刨花板 [J], 刘守华;陈文峰
3.定向刨花板用PF树脂胶粘剂特性的研究 [J], 刘启明
4.碳纤维增强定向刨花板弯曲性能的研究 [J], 叶高远;胡英成;陈丽成;邹铁笑;陈旭;
陈河莘;段云佳;张永青
5.北美定向刨花板市场需求增强 [J], 陈怡
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第27卷 第3期Vol 127 No 13材 料 科 学 与 工 程 学 报Journal of Materials Science &Engineering 总第119期J un.2009文章编号:167322812(2009)0320437204基于玉米醇溶蛋白胶粘剂的刨花板力学性能常 蕊,盛奎川,王 海,崔 翔,沈莹莹(浙江大学生物系统工程与食品学院,浙江杭州 310029) 【摘 要】 为了开发利用玉米淀粉加工残余物(玉米醇溶蛋白)及制备环境友好刨花板,研究了二氯甲烷、玉米醇溶蛋白、制胶时搅拌温度等因素对基于玉米醇溶蛋白胶粘剂的木刨花板力学性能的影响。
结果表明,当溶剂中二氯甲烷的体积百分含量在10%~50%范围内增加时,刨花板的静曲强度、弹性模量、抗拉强度及内结合强度等力学性能均呈现先增加后下降的趋势,当二氯甲烷含量为20%时,刨花板的各项力学性能达到最佳;当玉米醇溶蛋白的百分含量在20%~40%范围内增加时,刨花板的各项力学性能也均呈现先增加后下降的趋势,当玉米醇溶蛋白含量为30%时,刨花板的各项力学性能达到最佳;当制胶温度在25℃~65℃范围内增加时,刨花板的各项力学性能均呈现下降趋势,当温度为25℃时,刨花板的各项力学性能最佳。
实验室测得玉米醇溶蛋白胶粘剂制备的刨花板力学性能值达到国家标准(G B 489722003)。
【关键词】 生物质材料;玉米醇溶蛋白;胶粘剂;刨花板;力学性能中图分类号:X72 文献标识码:AMechanical Properties of Particleboard B ased on Z ein AdhesiveCHANG Rui ,SHENG K ui 2chu an ,WANG H ai ,CUI Xiang ,SHEN Ying 2ying(School of Biosystems E ngineering and Food Science ,Zhejiang U niversity ,H angzhou 310029,China)【Abstract 】 In order to utilize zein f rom residues of corn starch processing ,and to develop an environmental f riendlyparticleboard ,effects of methylene dichloride ,zein and the temperature of making glue on the mechanical properties of particleboard based on zein adhesive were investigated.The results show that when the volume percentage of methylene dichloride was increased f rom 10%to 50%,the values of mechanical properties of particleboard ,such as modulus of rupture ,modulus of elasticity ,tensile strength and internal bond strength ,were initially increased and then decreased.The optimal volume percentage was obtained about 20%.When the percentage of zein was increased f rom 20%to 40%,the values of mechanical properties of particleboard also showed initial increased and then decreased ,the optimal percentage of zein was found about 30%.When the temperature of making glue increased f rom 25℃to 65℃,the value of mechanical properties of particleboard decreased ,so the optimal temperature was found 25℃.The results indicate that the mechanical properties of particleboard based on zein adhesive in this experimental condition achieved the requirements of the state standard G B 489722003.【K ey w ords 】 biobased materials ;zein ;adhesive ;particleboard ;mechanical properties收稿日期:2008209216;修订日期:2008210221基金项目:浙江省科技厅新苗人才计划资助项目(2007G 60G 2010041)作者简介:常 蕊(1984-),硕士研究生,主要从事植物蛋白胶粘剂等生物质材料研究。
通讯作者:盛奎川(1963-),男,浙江绍兴人,教授,博士生导师,主要从事生物质材料和生物质能源研究。
E 2mail :kcsheng @ 。
1 引 言刨花板与其他人造板相比,生产投资相对较少、能耗小、成本低、对木材原料的质量要求不高,其原料来源广泛,具有较好的物理力学性能,广泛应用于装修、家具、建材和厨具等行业[1]。
然而,目前广泛用于刨花板生产的三醛胶来源于不可再生的石油资源,在湿热环境下易长时间释放出游离甲醛,严重污染环境,并危害人类健康。
随着原油价格的不断上涨和人们对安全意识和环保意识的日益增强,这一问题变得尤为突出。
以玉米为原料进行深加工的企业,如生产淀粉、淀粉糖、有机酸、氨基酸等产品的工厂,都会产生大量的下脚料。
在这些下脚料中,大约可以分离出占原料质量5%~6%的玉米蛋白粉,其主要蛋白质为玉米醇溶蛋白[2]。
玉米醇溶蛋白具有独特的溶解性,它既不溶于水也不溶于无水醇类,但可溶解于60%~95%含水醇溶液中[3,4]。
Tatham A.S.等研究发现,玉米醇溶蛋白具有棒状或扁长椭圆球体结构,分子轴径比在7:1和28:1范围之间[5]。
但当玉米醇溶蛋白溶解在乙醇溶液中时,一定量的分子会呈聚集状态存在[4]。
由于玉米醇溶蛋白不溶于水且缺乏赖氨酸、色氨酸等人体必需氨基酸,还存在色泽和气味等一系列问题,因而较少应用于食品原料中。
但玉米醇溶蛋白富含含硫氨基酸,蛋白质分子间以较强的二硫键、疏水键相连,且具有独特的溶解性,特殊的分子形状和结构,这些都决定了它具有成膜性[6,7]。
国内外许多学者对玉米醇溶蛋白的成膜性进行了研究。
如,Kim S.等利用交联剂改性玉米醇溶蛋白,结果表明,改性后的玉米醇溶蛋白可形成良好的薄膜[8]。
Wu Q. X.等研究表明,经过适度改性可以有效提高玉米醇溶蛋白薄膜的强度及耐水性[9]。
Nicholas P.等研究了玉米醇溶蛋白用于玻璃表面的胶粘性,发现将玉米醇溶蛋白溶解在醇溶液中,在一定的湿度下具有良好的胶粘性,可用于粘结玻璃[10]。
目前,国内外对玉米醇溶蛋白作为胶粘剂用于制备刨花板的研究鲜有报道。
根据玉米醇溶蛋白的溶解性,本文采用乙醇溶液作为主要溶剂溶解玉米醇溶蛋白,通过单因素试验研究二氯甲烷、玉米醇溶蛋白、制胶时搅拌温度等因素对基于玉米醇溶蛋白胶粘剂的刨花板力学性能的影响规律,为制备玉米醇溶蛋白胶粘剂及环境友好刨花板提供理论依据和工艺措施。
2 材料与方法2.1 试验材料玉米醇溶蛋白由江苏省高邮市日星药用辅料有限公司提供,蛋白含量约91%;木刨花,由浙江大学木工厂加工,粒度为2~5mm;乙醇,分析纯,浙江省杭州大方化学试剂厂;二氯甲烷,分析纯,浙江省杭州双林化工试剂厂。
2.2 仪器设备CN T4204型微机控制电子万能材料试验机,深圳新三思公司;GT270142A50C型水冷式电动加硫成型机,高铁检测仪器(东莞)有限公司;B20型搅拌机,广州市番禺力丰食品机械厂;JJ21型精密增力电动搅拌器,江苏金坛市江南仪器厂;自制成型模具等。
2.3 试验方法2.3.1 刨花板制备 制备工艺流程如下:溶剂75ml→加玉米醇溶蛋白→搅拌1.0h至均匀→与130g木刨花混合→搅拌15min→调节板坯含水率→铺装→热压成型。
2.3.2 试验设计 前期预试验中,采用85%的乙醇溶液溶解玉米醇溶蛋白,并进行木片粘结试验,结果发现不能将木片有效粘结在一起。
经筛选,向乙醇溶液中加入适量的二氯甲烷后,制成的溶液能粘结木片,且被粘结木片的干态剪切强度达到5MPa左右,表明该玉米醇溶蛋白溶液具有一定的胶粘性。
因此,本文采用在85%的乙醇溶液中添加适量的二氯甲烷以溶解并改性玉米醇溶蛋白,制备玉米醇溶蛋白胶粘剂。
采用单因素试验,控制刨花板的目标密度为0.75g/ cm3,目标厚度为8mm,在前期研究的基础上,设定相应的热压温度为170℃、压力5MPa、热压时间8min。
选取二氯甲烷、玉米醇溶蛋白和制胶时搅拌温度等3个因素,每个因素选取5个水平,考虑到玉米醇溶蛋白本身在高温下容易变性,影响其性质,所以温度范围定在25℃~65℃,各因素水平如表1所示。
每个水平重复4次试验。
表1 单因素试验设计因素水平表T able1 F actors and levels of the single factor experiment LevelMet hylene dichloridev/v/%Zeinw/v/%Temperature of makingglue/℃11020252202535330304544035555504065 注:v/v表示二氯甲烷体积(ml)与溶剂总体积(ml)之比;w/v表示玉米醇溶蛋白质量(g)与溶剂总体积(ml)之比。
2.3.3 力学性能检测 测试的力学性能指标为静曲强度、弹性模量、抗拉强度及内结合强度等,按刨花板国家标准(G B489722003)测定。
每项指标重复测试4次,取算术平均值。
3 结果与分析3.1 二氯甲烷对刨花板力学性能的影响表2所示玉米醇溶蛋白含量为30%,制胶时搅拌温度为25℃条件下,不同二氯甲烷含量的玉米醇溶蛋白胶粘剂制备木刨花板的各项力学性能指标的测试结果。
表中可知,二氯甲烷含量对刨花板力学性能的影响显著。