新型改性骨胶的合成与性能研究

摘要

本研究首先以氢氧化钠对传统骨胶进行降解到一定程度之后，再利用小分子（十二烷基硫酸钠，尿素）对其进行分散，制备出一种高黏度，低凝固点且耐水性较强的液态骨胶粘合剂，并以碱量，水解温度和水解时间作为试验因素，改性骨胶黏度和凝固点作为考核指标，采用单因素试验法优选出制备改性骨胶的最佳工艺条件。结果表明：m(骨胶)为25g，V(水)为30mL时，最佳工艺条件为碱的用量是0.8g，碱解温度为60℃，碱解时间为100min，乙醇用量为2mL；由此制成骨胶粘合剂的凝固点为0℃、黏度为1600 mPa.s、剪切强度为5.88MPa、适用期为90d，并且具有良好的热稳定性。
　　随后分别利用Al3+、Zn2+、Cu2+三种金属离子对工业骨胶进行改性，并对各类改性骨胶的应用性能进行了检测，同时对其结构进行了表征（FT-IR，SEM）。将检测结果与原工业骨胶进行对比，结果表明：金属离子改性后的骨胶在粘结强度，耐水性，试用期等方面均优于工业骨胶。三种金属离子改性骨胶的各项性能表征对比结果如下：Al3+和Zn2+改性的骨胶综合性能优于Cu2+改性后的骨胶；Al3+改性后的骨胶剪切强度略优于Zn2+改性后的骨胶，而Zn2+改性后的骨胶耐水性则优于Al3+改性后的骨胶。
　　经过综合比较，发现Al3+改性骨胶（CA）效果最佳，继而探究Al3+对骨胶的改性机理，并利用FT-IR(傅立叶转换红外)光谱，XRD(X射线衍射)光谱，PL(荧光发射)光谱，XPS(X射线衍射光电子)能谱对改性机理进行验证，通过扫描电子电镜(SEM)，表面润湿角检测仪对CA进行耐水性表征。结果表明：Al3+与骨胶分子肽链中的 NH和C O发生配位反应，使骨胶分子各肽链之间通过Al3+交联在一起，形成稳定的五元环网状结构；CA膜表面较骨胶膜表面更加规整、平滑、致密；表面润湿角检测发现CA膜的接触角为92.45°，而骨胶膜的接触角只有42.58°。
　　最后以硫酸铝对骨胶进行改性，制备出常温下为液态的硫酸铝改性骨胶，利用热重分析法（TGA），示差量热扫描法（DSC），润湿角，FT-IR和SEM对改性前后的骨胶进行检测和表征，并通过正交试验探讨了利用改性骨胶压制胶合板的最佳热压参数。结果表明：硫酸铝改性对骨胶稳定性的影响不大；热压温度对改性骨胶的胶合强度影响最大，在热压温度为110℃，热压时间为30min（湿状胶合时：10/20min），热压压力为3MPa（湿状胶合时：4MPa），存放时间为48h时，用该改性骨胶压制的胶合板胶合强度最大；骨胶膜润湿角分析表明，改性后骨胶的耐水性显著增强；SEM分析发现改性后骨胶膜结构规整，膜断面转变为海岛状结构。

目录

封面

中文摘要

英文摘要

符号说明

目录

1 绪论

1.1 引言

1.2 胶原

1.3 骨胶

1.4 立题的背景及意义

1.5 本研究的主要内容及创新点

2 液态骨胶的合成及性能研究

2.1 引言

2.2 实验

2.3 实验方法

2.4 结果分析及讨论

2.5 本章小结

3 金属离子对骨胶性能的影响

3.1 引言

3.2 实验

3.3 实验方法

3.4 结果分析及讨论

3.5 本章小结

4 硫酸铝改性骨胶的合成机理及耐水性研究

4.1 引言

4.2 实验

4.3 实验方法

4.4 结果分析及讨论

4.5 本章小结

5 硫酸铝改性骨胶的制备及胶合工艺

5.1 引言

5.2 实验

5.3 实验方法

5.4 结果分析及讨论

5.5 本章小结

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

致谢

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文及专利成果等目录

声明