防凝劑及鋁離子配位改性骨膠的制備及性能研究.pdf

1、為了改變市場上膠粘劑的格局，綠色環(huán)保型膠粘劑的開拓與研究迫在眉睫。骨膠作為一種水溶性天然蛋白質，具有粘接強度高、成本低廉、無毒、無污染等優(yōu)點，可是骨膠凝膠趨勢明顯，凝固點高、膠膜韌性差、耐水性差等缺點，給使用者帶來了很大不便，限定了骨膠的應用。為了克服這些缺點，本研究采用添加防凝劑及金屬離子復合改性的方法對傳統(tǒng)骨膠進行改性，主要研究內容與結果如下：
　　本文首先選擇硫氰酸銨為防凝劑，甲醇為防凍劑，減緩骨膠分子的內聚趨勢，降低骨膠凝

2、固點，使其在常溫下保持液態(tài)；選擇氯化鋁為配位劑，利用 Al3+能夠與骨膠中的氨基、羧基發(fā)生配位反應，形成螯合物，提高其耐水性能，增強骨膠的粘接強度。以骨膠膠粘劑的凝固點和黏度為指標，通過單因素實驗法研究了水膠比、硫氰酸銨用量、甲醇用量以及氯化鋁用量對骨膠凝固點和黏度的影響，探索改性骨膠的制備工藝條件。結果表明：骨膠25.0 g，去離子水30.0 mL，硫氰酸銨9.0 g，甲醇3.2 g，氯化鋁0.8 g時，改性后骨膠膠粘劑凝固點明顯降低

3、到-2℃，黏度為8.52 Pa·s，接觸角由59.88°增至128.31°，耐水性明顯提高，而且擁有良好的熱穩(wěn)定性。
　　其次在單因素實驗法的基礎上，利用 Design-Expert(V8.0.6.1)軟件進行響應面優(yōu)化實驗，以骨膠膠粘劑的凝固點和黏度為指標，研究了硫氰酸銨、甲醇、氯化鋁的用量對液態(tài)骨膠凝固點和黏度的影響，優(yōu)化改性骨膠的制備工藝。結果表明：骨膠25.0 g，去離子水30.0 mL，硫氰酸銨9.49 g，甲醇3.68

4、 g，氯化鋁0.76 g時，優(yōu)化后的改性骨膠凝固點降低為-3℃，黏度8.92 Pa·s，優(yōu)于單因素實驗法得到的制備工藝；紅外光譜顯示 Al3+進入骨膠分子內部，發(fā)生配位反應，形成交聯(lián)網狀結構；環(huán)境掃描電子顯微鏡顯示改性后骨膠膠膜外貌平整，沒有孔洞和裂痕，一定程度上阻止了水分子的滲入；接觸角從原來59.88°增加到116.47°，均說明骨膠的耐水性明顯提高；熱重測試結果表明改性對骨膠的熱穩(wěn)定性幾乎無影響，改性骨膠膠粘劑的綜合性能得到了提高

5、。
　　最后為了克服骨膠脆性大的缺點，在最佳優(yōu)化工藝的基礎上，向改性過程中添加聚乙烯醇（PVA），提高骨膠膠膜的柔韌性。探究了 PVA用量對改性骨膠凝固點、黏度、耐水性以及力學性能的影響。結果顯示：當骨膠25.0 g，去離子水30.0 mL，硫氰酸銨9.49 g，甲醇3.68 g，氯化鋁0.76 g時，取 PVA為0.3 g，此時骨膠膠液的凝固點較低，黏度較高；通過熱重分析儀、環(huán)境掃描電子顯微鏡、接觸角測量儀檢測，發(fā)現(xiàn) PVA的加