衣康酸酐改性酪蛋白胶粘剂的制备及性能研究【字数：9560】
本文首先介绍了国内外各种常见胶粘剂的发展与现状，包含各种传统胶粘剂的功能，特点，优势，缺陷等方面，由此引出衣康酸酐改性酪蛋白胶粘剂，对它改性后的一些性能进行研究，并对它在实际中应用进行展望。本论文实验以干酪素为主要实验原料，以过硫酸铵为引发剂，衣康酸酐为改性剂，制得衣康酸酐改性酪蛋白胶粘剂。研究了pH值，尿素用量，反应温度，反应时间，衣康酸酐用量，衣康酸酐与过硫酸铵质量比对衣康酸酐改性酪蛋白胶粘剂的影响。研究结果表明，制备衣康酸酐改性酪蛋白胶粘剂的优化工艺条件为干酪素24g，pH在7-8，尿素8.6g，反应温度80℃，反应时间2h，衣康酸酐0.8g，过硫酸铵0.1440g，此时制得的衣康酸酐性能较好。在优化工艺条件下，在室温33℃时，测得衣康酸酐改性酪蛋白胶粘剂粘度为26366mPa·s。
目录
1. 前言 1
1.1 胶粘剂的发展综述 1
1.1.1 胶粘剂的概念 1
1.1.2 胶粘剂的发展历史及现状 1
1.1.3 胶粘剂的发展趋势 2
1.1.4 酪蛋白胶粘剂 2
1.1.5 一些其他的胶粘剂 3
1.2 课题研究目的、意义及主要研究内容 3
1.2.1 选题研究的目的和意义 3
1.2.2 主要研究内容 3
1.2.3主要研究方法与研究思路 4
2. 实验部分 5
2.1 实验试剂及仪器 5
2.1.1 实验试剂 5
2.1.2 实验仪器 5
2.2 实验方法 5
2.2.1 探究衣康酸酐改性酪蛋白胶粘剂的合成 5
2.2.2 粘度的测定 6
2.2.3性状及性能检测 6
3. 结果与讨论 8
3.1 pH值的影响 8
3.2 尿素量的影响 9
3.3反应温度的影响 10
3.4反应时间的影响 11
3.5衣康酸酐与APS比例的影响 12
3.6衣康酸酐量的影响 13
4. 结论 15
参考文献 16
致 谢 18
1. 前言 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
1.1 胶粘剂的发展综述
1.1.1 胶粘剂的概念
胶粘剂是一种能够把同类或不同类的材料紧密结合在一起的物质。胶粘剂有很多不同的种类。依照构成来分，可以分为有机胶粘剂和无机胶粘剂两种。而无机胶粘剂又分为磷酸盐、硅酸盐、硫酸盐、硼酸盐等多种[12]。有机胶粘剂还可以细分为合成胶粘剂和天然胶粘剂。合成胶粘剂有树脂型、橡胶型、复合型等;天然胶粘剂有动物、植物、矿物、天然橡胶等胶粘剂[3]。
1.1.2 胶粘剂的发展历史及现状
胶粘剂的研制历史也很长。从20世纪开始人们只使用了一些简单的场景——无机胶粘剂。胶粘剂是由不断改进的生产和产品组成的。到二十世纪下半叶，美国已成为胶粘剂领域的领先发达国家。各国在以高分子化学、胶体化学、有机化学、机械为基础的复合胶材料和相关材料的基础上进行研究。欧美各国开发了高质量的胶粘剂来满足今天的生产和生活需要。
而亚洲是胶粘剂和密封剂的最大消费市场, 20112015年消费量增加了约10%, 预计未来5年将以年均3.5%的速率增长。中国占亚洲总消费量的70%以上, 而印度、韩国、新加坡和日本等国家则是胶粘剂的新兴市场。在北美地区美国则是胶粘剂的主要消费国。随着经济的不停发展, 美国胶粘剂消费量将会有有小幅增长, 预计未来5年将以年均2%~3%的速率增长。西欧市场的胶粘剂消费趋于成熟, 由于航空航天、汽车和电子行业等新兴领域中胶粘剂的需求越来越大, 消费量增长速率较快。预计未来5 年西欧胶粘剂的消费量将以年均2%~3%的速率增长[4]。
我国是胶粘剂应用较早的国家之一,我国胶粘剂行业起步于二十世纪五十年代,八十年代形成了第一个生产创新高潮,近30年有了突飞猛进的发展,开始进入高速发展的新时期。目前已有1200多家企业,品种牌号3000多个,胶粘剂生产能力400万t。我国胶粘剂工业产量快速增长,应用领域以及需求不断增多,但是受经济和技术所限,行业整体水平与发达国家还有较大的差距[1]。
目前我国胶粘剂行业取得了重大进展，但存在的问题仍然十分严重。大多数公司都能在市场上竞争传统胶粘剂，而一些急需的高科技产品的设计和研发滞后。BOPP包装膜用丙烯酸弹性胶粘剂等通用胶粘剂用于生产苯乙烯、丙烯酸、丙烯酸乳液等醋类建筑涂料。通用白色胶乳、伊娃、氨纶、无线胶、502瞬间胶和干硅胶。供应远远超过需求，竞争激烈。不过，也有一些高质量的胶水和助剂。清洁水基的研究，在中国存在发展多年，但不用于商业生产。其次，一些主要成分的粘合剂和相关添加剂是不够的，不能保证产品的质量和性能。如：EVA树脂、SIS、PA树脂用于生产鞋用胶和鞋用胶，部分胶的补充剂需进口[5]。全部或部分来自国外。据统计，2001年，中国进口了各种粘合剂和密封剂及其原材料，价值12.2万吨。主要有聚氨酯胶粘剂、聚氨酯结构胶、也有相当数量的粘合剂材料和相关添加剂[6]。最后，在胶的生产过程中可用于有毒有机溶剂，使用时可能对人体健康构成危害。
1.1.3 胶粘剂的发展趋势
随着胶粘剂合成技术的不断成熟,胶粘剂使用领域也越来越广, 其市场也越来越大。综合看来,未来胶粘剂的可能发展方向如下:
从环保健康方面考虑
(1)从需要溶剂的向无溶剂或者水基型转变。一般胶粘剂普遍使用甲苯、苯等有毒有害易挥发有机溶剂,这对个人健康，环境环保是个巨大威胁。而水基型、无溶剂型胶粘剂相对安全、对环境相对友好,将是未来市场需求的重要产品。
(2)选择无毒、无臭的“绿色"原料、助剂,改善从业人员的工作环境,保障其身体健康，也将是胶粘剂工业发展的一个方向。
从胶粘剂性能方面考虑
(1)研制具有多重官能团、多种功能基的胶粘剂，克服单一品种的性能缺陷。
(2)利用共聚、共混复合、接枝、交联、互穿网络等现代高分子材料科学的新手段,开发耐水、耐高温、高强度阻燃、室温固化、纳米级、生命活性等新型功能化胶粘剂,发展微电子用、工程灌浆用、防渗堵漏用航空航天用、医疗卫生用等特种胶粘剂。
(3)发展具有新型固化方式的胶粘剂,主要包括有光固化型胶、辐射固化型胶、高频热合胶、吸湿固化胶、压敏胶、热熔胶、需氧胶等。
从生产工艺方面考虑，工业复杂，原料昂贵难获取的胶粘剂会被工艺流程简单，原料便宜易获取的取代。
1.1.4 酪蛋白胶粘剂
酪蛋白是一种存在于牛奶中的天然蛋白，是一种多功能的天然高分子材料。酪蛋白有易于保存，价格适中容易获取，绿色健康，很少污染的特点。整个实验采用水基，不使用有机溶剂减少了对人体的伤害与对环境的污染，符合胶粘剂的发展趋势。并且用衣康酸酐改性后能够解决水基胶粘剂粘度低，不易保存，耐水性差的缺点[710]，从而在市场上占据一席之地。
目录
1. 前言 1
1.1 胶粘剂的发展综述 1
1.1.1 胶粘剂的概念 1
1.1.2 胶粘剂的发展历史及现状 1
1.1.3 胶粘剂的发展趋势 2
1.1.4 酪蛋白胶粘剂 2
1.1.5 一些其他的胶粘剂 3
1.2 课题研究目的、意义及主要研究内容 3
1.2.1 选题研究的目的和意义 3
1.2.2 主要研究内容 3
1.2.3主要研究方法与研究思路 4
2. 实验部分 5
2.1 实验试剂及仪器 5
2.1.1 实验试剂 5
2.1.2 实验仪器 5
2.2 实验方法 5
2.2.1 探究衣康酸酐改性酪蛋白胶粘剂的合成 5
2.2.2 粘度的测定 6
2.2.3性状及性能检测 6
3. 结果与讨论 8
3.1 pH值的影响 8
3.2 尿素量的影响 9
3.3反应温度的影响 10
3.4反应时间的影响 11
3.5衣康酸酐与APS比例的影响 12
3.6衣康酸酐量的影响 13
4. 结论 15
参考文献 16
致 谢 18
1. 前言 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
1.1 胶粘剂的发展综述
1.1.1 胶粘剂的概念
胶粘剂是一种能够把同类或不同类的材料紧密结合在一起的物质。胶粘剂有很多不同的种类。依照构成来分，可以分为有机胶粘剂和无机胶粘剂两种。而无机胶粘剂又分为磷酸盐、硅酸盐、硫酸盐、硼酸盐等多种[12]。有机胶粘剂还可以细分为合成胶粘剂和天然胶粘剂。合成胶粘剂有树脂型、橡胶型、复合型等;天然胶粘剂有动物、植物、矿物、天然橡胶等胶粘剂[3]。
1.1.2 胶粘剂的发展历史及现状
胶粘剂的研制历史也很长。从20世纪开始人们只使用了一些简单的场景——无机胶粘剂。胶粘剂是由不断改进的生产和产品组成的。到二十世纪下半叶，美国已成为胶粘剂领域的领先发达国家。各国在以高分子化学、胶体化学、有机化学、机械为基础的复合胶材料和相关材料的基础上进行研究。欧美各国开发了高质量的胶粘剂来满足今天的生产和生活需要。
而亚洲是胶粘剂和密封剂的最大消费市场, 20112015年消费量增加了约10%, 预计未来5年将以年均3.5%的速率增长。中国占亚洲总消费量的70%以上, 而印度、韩国、新加坡和日本等国家则是胶粘剂的新兴市场。在北美地区美国则是胶粘剂的主要消费国。随着经济的不停发展, 美国胶粘剂消费量将会有有小幅增长, 预计未来5年将以年均2%~3%的速率增长。西欧市场的胶粘剂消费趋于成熟, 由于航空航天、汽车和电子行业等新兴领域中胶粘剂的需求越来越大, 消费量增长速率较快。预计未来5 年西欧胶粘剂的消费量将以年均2%~3%的速率增长[4]。
我国是胶粘剂应用较早的国家之一,我国胶粘剂行业起步于二十世纪五十年代,八十年代形成了第一个生产创新高潮,近30年有了突飞猛进的发展,开始进入高速发展的新时期。目前已有1200多家企业,品种牌号3000多个,胶粘剂生产能力400万t。我国胶粘剂工业产量快速增长,应用领域以及需求不断增多,但是受经济和技术所限,行业整体水平与发达国家还有较大的差距[1]。
目前我国胶粘剂行业取得了重大进展，但存在的问题仍然十分严重。大多数公司都能在市场上竞争传统胶粘剂，而一些急需的高科技产品的设计和研发滞后。BOPP包装膜用丙烯酸弹性胶粘剂等通用胶粘剂用于生产苯乙烯、丙烯酸、丙烯酸乳液等醋类建筑涂料。通用白色胶乳、伊娃、氨纶、无线胶、502瞬间胶和干硅胶。供应远远超过需求，竞争激烈。不过，也有一些高质量的胶水和助剂。清洁水基的研究，在中国存在发展多年，但不用于商业生产。其次，一些主要成分的粘合剂和相关添加剂是不够的，不能保证产品的质量和性能。如：EVA树脂、SIS、PA树脂用于生产鞋用胶和鞋用胶，部分胶的补充剂需进口[5]。全部或部分来自国外。据统计，2001年，中国进口了各种粘合剂和密封剂及其原材料，价值12.2万吨。主要有聚氨酯胶粘剂、聚氨酯结构胶、也有相当数量的粘合剂材料和相关添加剂[6]。最后，在胶的生产过程中可用于有毒有机溶剂，使用时可能对人体健康构成危害。
1.1.3 胶粘剂的发展趋势
随着胶粘剂合成技术的不断成熟,胶粘剂使用领域也越来越广, 其市场也越来越大。综合看来,未来胶粘剂的可能发展方向如下:
从环保健康方面考虑
(1)从需要溶剂的向无溶剂或者水基型转变。一般胶粘剂普遍使用甲苯、苯等有毒有害易挥发有机溶剂,这对个人健康，环境环保是个巨大威胁。而水基型、无溶剂型胶粘剂相对安全、对环境相对友好,将是未来市场需求的重要产品。
(2)选择无毒、无臭的“绿色"原料、助剂,改善从业人员的工作环境,保障其身体健康，也将是胶粘剂工业发展的一个方向。
从胶粘剂性能方面考虑
(1)研制具有多重官能团、多种功能基的胶粘剂，克服单一品种的性能缺陷。
(2)利用共聚、共混复合、接枝、交联、互穿网络等现代高分子材料科学的新手段,开发耐水、耐高温、高强度阻燃、室温固化、纳米级、生命活性等新型功能化胶粘剂,发展微电子用、工程灌浆用、防渗堵漏用航空航天用、医疗卫生用等特种胶粘剂。
(3)发展具有新型固化方式的胶粘剂,主要包括有光固化型胶、辐射固化型胶、高频热合胶、吸湿固化胶、压敏胶、热熔胶、需氧胶等。
从生产工艺方面考虑，工业复杂，原料昂贵难获取的胶粘剂会被工艺流程简单，原料便宜易获取的取代。
1.1.4 酪蛋白胶粘剂
酪蛋白是一种存在于牛奶中的天然蛋白，是一种多功能的天然高分子材料。酪蛋白有易于保存，价格适中容易获取，绿色健康，很少污染的特点。整个实验采用水基，不使用有机溶剂减少了对人体的伤害与对环境的污染，符合胶粘剂的发展趋势。并且用衣康酸酐改性后能够解决水基胶粘剂粘度低，不易保存，耐水性差的缺点[710]，从而在市场上占据一席之地。
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