【摘 要】采用微波輔助酸熱處理法對SP（I大豆分離蛋白）進行改性，并以高活性的改性PAE（聚酰胺）作為交聯劑，再與LSP（大豆蛋白液化產物）進行混合，制備出耐水性良好的膠合板用TSP（改性SPI）膠粘劑。著重探究了不同處理溫度對SPI分子結構和膠粘劑性能的影響，并通過壓制的膠合板來評價不同處理方式對SPI基膠粘劑膠接強度的影響。研究結果表明：當m（TSP）∶m（LSP）∶m（PAE）=5∶5∶3、w（PAE固含量）=25%時，膠粘劑的工藝使用性能以及膠接強度相對最佳；當微波功率為400 W、酸熱處理溫度為120 ℃時，處理后SPI的不溶率為82%,并且其不溶物團聚成網狀結構，由該膠粘劑壓制的膠合板達到國家標準中Ⅰ類板的指標要求。
【關鍵詞】膠粘劑；大豆分離蛋白；微波；酸熱改性；耐水性；膠接強度。
0 前 言
我國林業資源日益匱乏，這使得木材加工工業的主要原料為人工速生材及小徑級木材，充分利用木材大力發展人造板以及木材膠接制品是解決木1工業中起著非常重要的作用[1].目前，市場上廣泛應用的木材膠粘劑為三醛膠[UF（脲醛樹脂）膠粘劑、PF（酚醛樹脂）膠粘劑和三聚甲醛樹脂膠粘劑],其部分原料來源于石化資源，并且在生產、儲存和使用的過程中產生有害氣體，這使得人們迫切需要開發新型的天然環保膠粘劑[2-3].在大宗農產品中，植物蛋白作為其加工副產品，具有價格低廉、資源豐富、可再生、可生物降解、易加工以及易化學和物理處理等優點，成為制備木材膠粘劑的理想原料[4-5].但是大豆蛋白獨特的1、2、3、4級結構造成其疏水基團被包覆在內部，親水基團暴露在外面，同時也將大豆蛋白的活性基團包裹在其中，降低了大豆蛋白的粘接強度和交聯度，致使大豆蛋白膠粘劑的粘接強度較低、耐水性較差[6-7].目前對大豆蛋白的改性方法有多種，但都是將其溶解在溶劑中，鮮有對其直接改性后作為大豆膠的一部分與其他交聯劑混合使用。本研究采用微波輔助酸熱處理對大豆分離蛋白（SPI）進行改性，并與液化大豆蛋白混合，以高活性的改性聚酰胺為交聯劑制備大豆蛋白膠粘劑。探討了3組分的比例、微波強度和溫度對SPI結構性能的影響以及對其制備的大豆蛋白膠粘劑性能的影響。
1 試驗部分
1.1 試驗原料
大豆分離蛋白（SPI），食品級（蛋白質含量為93.4%），哈爾濱高科大豆食品有限責任公司；改性聚酰胺（PAE）溶液（固含量為 32.08%,20 ℃時黏度為225 mPa.s），自制；氫氧化鈉（NaOH）、甲酸、硫酸、鹽 酸（HCl）、亞 硫 酸 鈉（Na2SO3）、十 二 烷 基 硫 酸鈉（SDS）、尿素，分析純，天津市富宇精細化工有限公司。
樺木單板（尺寸為420 mm×420 mm×1.5 mm,含水率為5%~7%），哈爾濱松花江膠合板廠。
1.2 試驗儀器
BL-500A 型高速多功能攪拌機，浙江省永康市松青五金工具廠；101-2BA 型電熱鼓風干燥箱、DK-98-1型電熱恒溫水浴鍋，天津市泰斯特儀器有限公司；Magna-IR560E.S.P型傅里葉變換紅外光譜儀，美國Nicolet公司；78HW-1型恒溫磁力攪拌器，江蘇省金壇市榮華儀器有限公司；MT-5504型熱壓機，哈爾濱東大公司；CMT5504型微機控制萬能試驗機，深圳市新三思材料檢測有限公司。
1.3 試驗制備
1.3.1 改性大豆蛋白粉（TSP）的制備
稱取100 g的SPI,噴灑25 g濃度為 0.5 mol/L的硫酸溶液，攪拌均勻后放入機械攪拌機中進行再次攪拌；然后放入利用聚四氟乙烯制作成的模具中攤成薄薄一層，備用。
1.3.2 大豆蛋白液化產物（LSP）的制備
將 SDS、Na2SO3、尿素和水加入到反應釜中，升溫到75℃；然后向反應釜中逐量加入SPI和適量的NaOH,降解 3 h后將其冷卻至室溫；最后用甲酸將LSP 的pH調為中性即可（LSP的固含量約為35%）。
1.3.3 大豆蛋白基膠粘劑的制備
將 TSP、LSP 以及交聯劑 PAE 按比例均勻混合即可。
1.3.4 膠合板的制備
將上述制備的膠粘劑涂布在尺寸為 420 mm×420 mm×1.5 mm的樺木單板上，然后在熱壓機上壓制3層膠合板（工藝參數如表1所示）。
1.4 測定或表征
（1）結構特征：采用傅里葉變換紅外光譜（FT-IR）法進行表征（KBr壓片法制樣）。
（2）蛋白粉不溶率：將1 g蛋白粉溶于100 g蒸餾水中，攪拌均勻，放入沸水中煮 4 h;然后將溶液過濾，濾出溶解的物質后將不溶物在120 ℃下烘焙2 h后稱重。以m2為抽濾烘干后濾紙與不溶蛋白的總質量（g）；m1為濾紙的質量（g）；m為稱取改性蛋白的質量（g），則不溶率L=（m2- m1）/m（可用于表征酸熱處理對大豆蛋白之溶解特性和耐水穩定性的影響）。
（3）干強度、濕強度：按照GB/T 9846.1-2004標準[8],采用萬能力學試驗機進行測定[干強度鋸割試件后直接測定；濕強度分別測定膠合板在63 ℃浸泡3 h后的濕強度（Ⅱ類膠合板的評價標準）和煮-烘-煮28 h后的濕強度（Ⅰ類膠合板的評價標準），其中，煮-烘-煮 28 h 強度測試需要將試件在沸水中煮4 h,然后放入63 °C的空氣對流干燥箱中干燥20 h,接著取出試件再在沸水中煮4 h,完成這個28 h循環后在室溫下冷卻10 min,再進行測試].
2 結果與討論
2.1 3組分比例對大豆蛋白膠粘劑性能的影響
本試驗中制備的耐水性大豆蛋白膠粘劑由LSP、PAE和TSP 這3組分組成，3組分的比例對粘接強度有較大的影響（如圖1所示）。
