Page 220 - 《精细化工》2021年第1期

·210· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 38 卷

用，增强了胶黏剂在木材表面的润湿性能，降低了 准要求（胶合强度≥0.70 MPa，合格率≥90%）。在
豆粕胶在木材表面的张力。 样品 a 基础上，通过加入不同来源的木钠（SL、HSL、
2.4.3 流变行为测试 LSL、CSL）进行复合改性豆粕胶，发现所得胶合板
豆粕胶的流变性质决定了其在木材表面的涂布 的胶合强度分别达到 0.89、0.87、0.92 和 0.91 MPa，
应用。不同豆粕胶的黏度随剪切速率的变化曲线如 且合格率均为 100%，全部符合国家Ⅱ类胶合板的要
图 4 所示。由图 4 可以看出，随着剪切速率的增加， 求。这是由于木钠能够促使蛋白质分子的四级结构
豆粕胶的黏度逐渐下降，呈现剪切变稀的现象，说 进行部分解聚，形成了较多的二、三级结构，进而
明豆粕胶属于假塑性流体。当剪切速率逐渐增大， 有更多的氨基、羟基、羧基等官能团被释放出来。
改性前后胶黏剂的黏度变化趋于一致。对比零剪切 由图 3 还可知，木钠复合改性豆粕胶具有更好的铺
黏度，从总体来看，采用合成木钠 SL、HSL 改性的 展性，固化过程中能够更好地渗透到木材的孔隙中，
豆粕胶样品 b、c 的零剪切黏度大于样品 a 不加入木 这与木质素对其改性作用相一致 [20] 。因此，可将木
钠的豆粕胶黏度，这可能是由于合成木钠的磺酸基 钠与 PAE 协同改性豆粕胶。但需要指明的是，由于
[8]
含量太低，表现出了与 SDS 相同的改性效果 ；而 木钠呈弱碱性，加入量过多会使整个胶液呈强碱性，
利用含有较多磺酸基的 LSL 或 CSL 改性的豆粕胶样 进而使得 PAE 分子发生交联团聚而使体系失去流动
品 d、e，它们的零剪切黏度均比样品 a 的黏度要小， 性。当加入 1 g 木钠时，改性胶液 pH 为 9，此时制
说明磺酸基团的含量越高，体系的流变性能越好， 得的豆粕胶具有较好的稳定性。
LSL 与 CSL 对于豆粕胶具有较好的降黏作用。同时
结合表 2 与表 3 数据可以看出，LSL 的分子量高于
CSL 的分子量，而 LSL 和 CSL 的磺酸基含量接近，
这说明木钠的分子量能够影响其对豆粕胶的降黏效
果。因此，在木钠的磺酸基含量接近的条件下，分
子量越高，则降黏效果越好。

图 5 不同豆粕胶制得胶合板的湿态胶合强度
Fig. 5 Wet bonding strength of the plywood made with
different soybean adhesives

3 结论

（1）木钠可以适度改善 SF/PAE/H 2 O 豆粕胶体
系的流变性能。不同来源木钠的红外谱图相似，且

–1
图 4 不同豆粕胶的流变行为曲线 在 1065 cm 处均出现了磺酸基或磺甲基中的 S==O
Fig. 4 Rheological behavior curves of different soybean 的伸缩振动吸收峰。木钠中磺酸基的含量以及木钠
adhesives
的分子量是影响豆粕胶流变行为的重要因素，当木
2.4.4 胶合板的胶合强度测试 钠的磺酸基含量相近时，分子量越高，降黏效果越
胶合板的胶合强度是考察胶黏剂的重要性能指 好。因此，LSL 的磺酸基含量最高，分子量最高，
标。利用不同豆粕胶压制胶合板，其湿态胶合强度 降黏效果最好。
测试结果如图 5 所示。 （2）利用木钠与 PAE 复合改性的豆粕胶制备
在豆粕胶样品中加入 PAE 可以提高豆粕胶的胶 胶合板湿态胶合强度≥0.87 MPa，且合格率均为
合强度。这主要是由于 PAE 中的胺基基团可以和蛋 100%，符合国家Ⅱ类胶合板标准，同时其制备方
白质分子中的氨基、羧基、羟基等产生氢键作用， 法简单，易于涂布。将木钠这种生物质资源用于改
形成相互贯穿的网状结构 [19] 。而单独以 PAE 改性豆 性豆粕基木材胶黏剂是一种新的研究思路，其中木
粕胶压制的胶合板胶合强度可以达到 0.74 MPa，其 钠的合成及其与 PAE 的协同改性机理还有待进一
合格率仅为 71.4%，不能满足国家Ⅱ类胶合板的标 步探究。