变性淀粉胶粘剂在Al2O3陶瓷生产中的应用研究

华南理工大学硕士学位论文变性淀粉胶粘剂在Al,2O,3陶瓷生产中的应用研究姓名：张立乾申请学位级别：硕士专业：材料学指导教师：刘卫东20040501变性淀粉胶粘剂在Al,2O,3陶瓷生产中的应用研究作者：张立乾学位授予单位：华南理工大学相似文献(10条)1.会议论文任怀燕.赵传山涂布用变性淀粉2008天然胶粘剂品种很多，其中淀粉以资源丰富、使用方便、价格适中而更受使用产家的欢迎。而将淀粉进行化学改性之后能较好地分散于颜料中，可以配成粘度低、活动性能良好的涂料。所以淀粉类产品成为广泛使用的涂布胶粘剂。本文主要介绍了变性淀粉的种类,并概述了其在造纸中的应用,重点介绍了适用于涂布粘合用变性淀粉。2.期刊论文韦爱芬高浓涂布用变性淀粉-现代科技（现代物业下旬刊）2009,8(7)涂布淀粉是利用木薯、玉米、马铃薯等可再生资源为原料,通过物理、化学、酶法等变性方法生产的环保型淀粉产品,具有优良的应用性能,在造纸涂布加工中用作涂料胶粘剂有很好的发展前景.本文介绍现代造纸涂布的基本情况、涂布淀粉应具备的条件,重点介绍几种适合于现代高浓高速涂布的变性淀粉的制备方法和应用特性.3.期刊论文周小明.刘卫东变性淀粉取代聚乙烯醇生产Al2O3刚玉陶瓷的胶粘剂研究-中国陶瓷工业2003,10(3)论述了变性淀粉取代聚乙烯醇(PVA)生产Al2O3刚玉陶瓷的意义及聚乙烯醇结构与吸附性能的关系,并且根据胶粘机理,通过分析Al2O3胶粒的表面特性和变性淀粉的结构,说明了变性淀粉可以取代聚乙烯醇.4.期刊论文资智洪.何小维.黄强.杨连生.ZIZhi-hong.HEXiao-wei.HUANGQiang.YANGLian-sheng淀粉基胶粘剂在建筑业中的应用-粘接2007,28(3)综述了氧化淀粉、交联淀粉、多孔淀粉、接枝共聚淀粉和复合变性淀粉在内墙涂料中的使用性能及应用现状,并对其应用前景作出展望,认为影响淀粉基建筑涂料品质的关键问题是耐水性、防霉、胶膜强度等,可以通过上述变性淀粉与其他基料的复配,或进一步复合变性等措施加以解决.5.学位论文时君友淀粉基API木材胶粘剂及其固化与老化机理的研究2007利用廉价的玉米淀粉开发绿色高性能木材胶粘剂是人类不懈追求的目标，论文针对传统的淀粉胶粘剂因耐水性差不能满足木材胶接需要的难题，将淀粉进行复合变性处理后作为水性高分子-异氰酸酯(API)木材胶粘剂主要原料进行应用，研制出淀粉基API木材胶粘剂。用于胶接不同剪切强度要求的木(竹)材胶合制品获得成功；对胶膜的老化机理进行了研究；揭示出主要成分淀粉与聚合异氰酸酯(P-MDI)动力学反应机理；对淀粉基API固化反应机理进行了探索。论文主要是以玉米淀粉为原料，通过对淀粉进行酸解、氧化、接枝共聚等多重变性，制成一种复合变性淀粉；以复合变性淀粉、乙二酸、聚乙烯醇和P-MDI为主要因素，通过正交试验优化出满足不同需要的最佳淀粉基API，采用此种胶粘剂的不同的配方胶接木材时，可实现JISK6806标准中不同耐水胶接强度的要求，较好地解决了木材胶接制品耐水性与胶接制品的绿色化的要求相矛盾的问题。通过常规化学分析及仪器分析对胶粘剂理化性能进行了表征；揭示了淀粉基API采用不同封闭的P-MDI为交联剂室温下活性期长的原因；对玉米淀粉及复合变性淀粉与P-MDI之间的反应进行差式扫描量热法(DSC)、傅立叶红外(FTIR)、X-射线光电子能谱(ESCA)等分析，试图揭示淀粉基API的固化机理；通过傅立叶拉曼(FT-Raman)、激光拉曼光谱、'13C-CP/MAS-NMR、凝胶色谱GPC等方法分析淀粉基API胶膜的老化机理。论文首先对玉米淀粉采用氧化酸解后，与丙烯酰胺接枝共聚的方法制得复合变性淀粉进行了较为全面的研究。①对酸解氧化淀粉的制备及其性质进行了研究：采用盐酸为酸解催化剂、过硫酸铵为氧化剂在较短时间里得到一种粘度较低并具有一定氧化程度的酸解氧化淀粉。②以过硫酸铵为引发剂，合成了酸解氧化淀粉接枝丙烯酰胺共聚物并进行了表征。研究发现：引发剂对淀粉接枝共聚反应的影响非常显著；引发剂采取分两次加入的方式有利于接枝共聚反应的进行；通过单因素试验，初步确定了较优的接枝工艺；通过红外光谱、X-射线衍射、电子扫描显微镜等分析手段，证明了接枝共聚反应的发生。其次，以复合变性玉米淀粉、乙二酸、聚乙烯醇、P-MDI为影响因素，按照日本JISK6806标准中关于水性高分子-异氰酸酯木材胶粘剂胶接木材时的不同耐水性要求，通过正交试验，分别优化出Ⅰ型、Ⅱ型中Ⅰ、Ⅱ类的常态胶接、热水浸渍、反复煮沸胶接强度的六种淀粉基API的配方，并在对实验结果进行了验证性试验的基础上，进行了工业化生产试验。结果表明：采用优化出的六种淀粉基API的最佳配方制得的胶粘剂，所胶接的木材胶合制品的剪切强度完全满足JISK6806的要求，胶粘剂的各项性能指标满足实际生产工艺需要。第三，采用FTIR、DSC和ESCA等仪器分析的方法，对不同含水率的淀粉、复合变性淀粉与P-MDI动力学反应机理；淀粉基API的固化反应机理及其与木材之间的胶接反应机理进行了较为系统的研究。①采用化学分析法，系统地研究室温下淀粉基API主剂与交联剂按比例混合后，—NCO含量随时间的变化规律，确定胶粘剂的活性期。②通过对不同含水率的玉米原淀粉、复合变性淀粉与P-MDI混合物的等速升温及等温扫描的DSC试验分析，得出反应机理及其函数、反应活化能及有关反应动力学参数。从本质上揭示出相同含水率条件下，复合变性淀粉比原淀粉更易与P-MDI进行化学反应。③为揭示固化反应生成物的化学结构，通过等温扫描的DSC试样的FTIR分析，定性得出生成物的官能团；通过X-射线光电子能谱(ESCA)的分析，进一步证实不同含水率的玉米原淀粉、复合变性淀粉与P-MDI的化学反应规律。④为揭示淀粉基API与木材之间的胶接机理，论文通过对淀粉基API、桦木及淀粉基API与桦木胶接界面的DSC、FTIR及等温扫描DSC试样的ESCA分析，以及对胶接界面的ESCA分析，揭示出淀粉基API与桦木胶接机理。最后，对Ⅰ型Ⅰ类反复水煮用淀粉基API的耐老化性，通过对常温固化胶膜多次反复煮沸后的激光拉曼光谱、FT-Raman光谱、'13C-CP/MAS-NMR、凝胶色谱GPC分析，揭示出淀粉基API的加速老化机理；为准确探明内部发生的化学变化，在对使用的淀粉基API完整的知晓的情况下，通过对Ⅰ型Ⅰ类淀粉基API的胶膜进行多次反复煮沸一干燥加速老化处理，使胶粘剂的老化引起化学变化，采用激光拉曼光谱、FT-Raman、'13C-CP/MAS-NMR、凝胶渗透色谱(GPC)分析其胶膜的理化特性，分析煮沸时水可溶份及胶膜残渣化学结构变化，研究胶膜的老化机理。结果表明，通过Raman分光分析，认为加速老化处理胶膜出现的化学变化是由异氰酸酯基的反应、胺的生成与分解、PVA溶于水所引起的；水可溶份的'13C-CP/MAS-NMR分析，确认加速老化处理后溶于水的物质，是来源于水溶性的PVA，PVA在反复煮沸加速老化之前就有溶于水的情况，但加速老化的化学变化之一，是由PVA的溶出形成的；由GPC对加速老化水可溶份分析表明，加速老化后的胶粘剂中PVA的高分子链被切断，形成低分子后溶于水中。6.会议论文黄炳变性淀粉在涂布加工纸中的应用及发展趋势2002本文简述了涂布用变性淀粉的发展状况,介绍了涂布淀粉在铜版纸、轻涂纸、微涂纸、涂布版纸及铸涂纸生产中的应用情况,对涂布专用磷酸酯淀粉加胶乳与纯胶乳生产的涂布纸的物理性能做了对比,并对涂布淀粉在加工纸中的成本进行了分析.7.期刊论文李宁.LINing变性淀粉接枝共混交联型无醛胶粘剂的制备-河北化工2010,(1)针对目前木材胶粘剂中甲醛残留量大、淀粉胶耐水性及强度差的问题,将玉米淀粉经变性、活化后与酰胺基接枝,并引入环氧氯丙烷进行交联,研制出适用于木材加工及人造板工业的环保型无醛胶粘剂.8.学位论文刘玉环生物质转化新型无甲醛木材胶粘剂研究2006本研究以深化对大豆球蛋白和淀粉两类生物质的理化性质的研究入手，在绿色化学理念和现代木材胶合理论的指导下，创新出了大豆球蛋白和淀粉变性的新方法。分别建立了以低温豆粕为主要原料开发耐水性大豆基无甲醛木材胶粘剂，和以玉米淀粉为主要原料开发耐候性淀粉基无甲醛木材胶粘剂的新方法。1耐水性无甲醛大豆基木材胶粘剂研究本研究发现传统豆胶制备工艺中加碱量过大，残碱对大豆蛋白的碱性降解严重是造成豆胶耐水性差，使用期短，防腐难度大以及强碱性豆胶引起木材碱伤的核心问题。提出了把豆粕变性阶段和均质阶段分两步进行的豆胶生产新工艺，使大豆蛋白变性要求的强碱性与大豆蛋白多肽链的保护以及豆胶防腐要求的近中性条件得到了有机统一。实现了在完全不依赖甲醛、异氰酸酯、环氧化合物以及其他合成树脂的条件下成功制备耐水性大豆基无甲醛木材胶粘剂的目标。1.1阐明低剂量高强度的碱变性技术对大豆蛋白的变性作用规律：系统研究了碱对大豆蛋白的变性效果及其关键性影响因素，以及残碱对豆胶性能的影响。碱的变性作用使大豆球蛋白解聚，表现为粘度的提高、以及活性巯基数量的增加。碱的另一个作用是引起大豆蛋白中游离氨基的分解脱氨，以及肽键的碱性水解，豆胶残余碱量越大、这种不良影响也越大。当把变性阶段的液比控制在1.25-1.5倍的范围内，加碱量控制在2.25-3％之间时有利于稳定豆胶的耐水性胶接性能。1.2脲与碱配合使大豆蛋白变性更彻底，表现为在同等加碱量的情况下，配合使用10％的脲使豆胶粘度显著增大；加碱量在2.4-2.9％的范围内，配合使用脲能显著提高活性巯基的数量。低加碱量(约0.5％)有激活豆胶脲酶活性的有趣现象，但这种脲酶活性在豆胶储藏过程中不可逆地衰退。2％以上的碱变性则导致豆胶脲酶活性的完全丧失。当加碱量为2.75％，脲用量介于6％-12％之间时，能显著提高豆胶的耐水性胶合强度。1.3发现新型高效工业防腐剂BIT在豆胶防腐中的重要价值，以及提高BIT使用效果的系列相关因素。通过调节豆胶的pH为微酸性，适当提高防腐剂的初始浓度到0.09％以上，使豆胶的防腐保存时间在夏季的气温下(37.5℃)也能稳定通过60天的期限。已筛选出具有显著的协同增效作用的豆胶防腐剂组合。采用防腐剂多组分复合防腐增效技术阻断微生物耐药性形成途径，配合一定的冷藏条件将使大豆基木材胶粘剂的储藏期更进一步延长。1.4通过四因素二次正交回归试验建立了影响豆胶性能与豆胶生产四个主要工艺参数之间关系的数学模型。模型预测耐水性豆胶制备优化工艺参数为液比1.25，脲与豆粕的重量比为0.07，NaOH与豆粕的干重比为0.027，成品豆胶中所含邻苯二酚与水分的重量比为1.65×10-3，豆胶的耐水性胶合强度1.002MPa。经验证试验表明该工艺方案制备的豆胶耐水性胶合强度达到0.9074MPa。大豆球蛋白具有制备耐水性无甲醛木材胶粘剂的化学结构方面的潜力。依靠理论与技术的创新，本研究实现了在完全不依赖甲醛、苯酚、异氰酸酯、环氧树脂或其它合成树脂的前提下，仅利用少量无公害的化工助剂实现了豆胶耐水性的突破，所制备的大豆基木材胶粘剂通过了国标Ⅱ类板用胶的物理力学指标要求。新产品具备了在广泛的领域内替代脲醛树脂的潜力，具备了产业化的潜力。2耐候性淀粉基木材胶粘剂研究本项研究针对现有的淀粉基木材胶粘剂开发存在生产工艺复杂、成本高、环境污染重，以及对有害的甲醛、苯酚、异氰酸酯、环氧树脂或其它合成树脂依赖性较大的特点。提出了采用激活淀粉自身化学反应活性、利用淀粉高分子聚合物的特性开发高性能淀粉基木材胶粘剂的新思路。为了改变淀粉湿法变性效率低、产生废水多的问题，创新使用了淀粉硫酸固相氧化法制备氧化变性淀粉；氧化变性淀粉高沸点多元醇常压液化制备淀粉基高活性多元醇，有效地替代了使用昂贵的环碳酸酯类直接液化淀粉制备高活性淀粉基多元醇的方法;以及利用淀粉基高活性多元醇和多元有机酸(酐)低度酯化交联制备新型聚酯型木材胶粘剂的主体、再以无毒有机溶剂稀释聚酯型木材胶粘剂的主体成为可以经济喷雾施胶的胶粘剂成品。借助于核磁共振成像、红外光谱分析