多语言展示
当前在线:362今日阅读:19今日分享:20

如何提取蛋白质胶粘剂和应用?

近几十年来,由于胶粘剂市场的扩展,全球石油资源的有限性和环境污染问题日益受到关注,使得胶粘剂工业重新考虑新型天然胶粘剂,致使大豆蛋白胶粘剂再次成为研究热点。 蛋白质胶粘剂是以含蛋白质的物质作为主要原料的一类天然胶粘剂。动物蛋白和植物蛋白均可制作胶粘剂。按所用蛋白分为动物蛋白(骨胶、明胶、络蛋白胶、血清蛋白)和植物蛋白(豆胶等)。它们一般是在干燥时有较高的胶接强度,用于家具制造、木制品生产。但是,其耐热性和耐水性较差,其中动物蛋白质胶粘剂更为重要。
方法/步骤
1

动物胶的制备方法:动物胶是从胶原蛋白水解演化的一类有机胶体,这种蛋白质存在于动物皮、骨和结缔组织中。主要从牛等家畜提取。骨胶(boneg1ues)和皮胶(hide glues)是动物胶的两种主要类型,它们的原料主要来自食品加工和制革工业。 (1)皮胶的制备首先用水清洗原料皮,接着用石灰乳浸泡处理以 脱除非胶蛋白质;然后用盐酸、硫酸或亚硫酸调节致微酸性,再用水洗细心除去过量的酸。将这样处理的原料转到蒸煮罐或釜中,加入热水,按仔细控制的加热与时间规程进行一系列分段蒸煮,分段浸出稀胶液,直到胶料提取完全。然后过滤此胶料母液,蒸发致固含量l6%~45%,在连续干燥器中用调节过滤空气干燥2~2.5h。

2

(2)骨胶的制备采用食品加工厂的副产品新鲜骨或“绿色”骨为原料。用溶剂萃取脱脂法所制的骨胶称为萃取骨胶。而现代骨胶的制备过程与皮胶类似:首先用水或烯酸清洗原料骨,投加到压力罐中,经过热蒸汽和热水反复提取,将稀骨胶液与原料骨渣分离。然后将稀骨胶母液过滤或离心除去游离脂肪,接着蒸发成高固含量,以便最后干燥。 皮胶和骨胶的干燥产品在包装出售前,通常都要磨碎,8~12目的为粗磨品,25~35目的为细磨品。 现代骨胶或皮胶是均匀可靠的产品,在工业应用中均能防止细菌或霉菌的侵蚀。为了控制高速粘合应用中的发泡问题,可添加消泡剂,这类表面活性物质合适的添加时机在其母液的蒸发之后和干燥之前。在此时加入其他一些改性剂也是动物胶制造的一个重要趋势,包括润湿剂、分散剂、增塑剂以及为特定用户特制产品所用的化学反应剂。 大吨位的动物胶常以干粉或粒状形式出售,但冷液体动物胶、柔性不翘曲的复配或改性胶及糊状胶的产量在不断增加。

3

(3)动物胶胶液配制 现代干动物胶在使用时也容易配制成胶液,可将干胶直接加到机械搅拌的热水中溶解,热水温度为65~77℃,溶解后逐渐降温到60~63℃——这是动物胶有效操作性的最佳温度范围。每批胶液配制时间通常需要30~60min。另一种胶液配制方法如下:首先在冷水中浸泡直到溶胀(需30~45min),然后转移到装有搅拌器的夹套熔化罐中,熔化与搅拌成溶液。此法适用于小量多次的间歇生产。为了得到最佳结果,干胶应该总是按质量计量,而不是按体积计量(可能造成较大差错)。所需水量起初也应称重,其后可按成功的批次所作的标记刻度加水。混合罐的材质优先采用镀锌铁与不锈钢,铁罐和铜罐在长期加热后可能引起胶液败色。较小的混合罐可采用夹套水电加热法,而较大的混合罐应用低压蒸汽加热。 植物蛋白和动物蛋白均可制作胶粘剂。按其来源主要有骨胶、鱼胶、血朊胶、酪朊胶和植物蛋白胶,其中以前三种尤为重要。骨胶是骨胶朊衍生蛋白质的总标,属硬蛋白,化学组成为C102H149O31N31。骨胶用牲畜的骨、皮、腱和其它结缔组织为原料经加工制得。一般系将动物骨、皮、腔先在石灰水中浸泡,然后水洗、中和,再用温水浸泡或在水中加热蒸煮,获得浸出物,直接脱水,干燥。成品为粒状和块状。含水分10%~18%(质量),颜色因原料和制作方法而异,一般呈浅棕色,溶于热水、甘油和乙酸,不溶于乙醇和乙醚。成品品级按溶液黏度、粘接强度、熔点、气味、颜色和保存性等评定。 骨胶水溶液即为胶液,在40℃以上时较稳定,呈黏流态;40℃以下易凝聚,呈塑性流动。在高浓度下,30℃以上时即即成胶液,30℃以下变为凝胶。胶液黏度随温度、盐含量和体系pH值变化而变化。

4

骨胶胶粘剂常用固化剂有脲醛树脂、三甲基苯酚、硫酸铝、醋酸钠和重铬酸钾等;增塑剂有甘油、乙二醇、山梨醇、甘油酸和糊精;填充剂有黏土和碳酸钙;增稠剂有硫酸铝、硫酸亚铁、硫酸铬;稀释剂有硫脲、尿素、缩二脲和苯酚等;防腐剂有水杨酸和苯酚。 骨胶胶粘剂可粘接木树、金属、皮革、织物和纸张,常用于胶合板、木材、家具、乐器和体育用品的钻接;用于砂轮和砂布的粘接;用于雨衣防雨浆和丝绸等织物的上光;以及书籍装订与铜版纸的制造。 鱼胶也是一种骨胶朊型蛋白质,与骨胶相似,在多肽分子的末端有羧基、氨基或羟基。鱼胶一船以黄鱼鱼肚为原料,经加水蒸煮、浓缩制得,或用鳕鱼鱼皮为原料,经清洗、水煮、除渣和蒸发浓缩制得。成品为冻胶状或液态(鱼皮胶),后者浓度一般为45%左右,黏度为400~700mPa·s(20℃),冷至4℃以下时,凝固成凝胶,升至室温时变为液体,相对分子质量约为3万~6万。鱼胶极易溶解于水,并易受热和酶的作用而分解,易受细菌和生物酶作用变质,贮存时应注意保管。鱼胶胶粘剂制备时,将冻胶状鱼胶加水煮后,并保持温度40~50℃即成胶粘剂供用。液态鱼胶本身就是胶液,一般不需再配制。鱼胶胶粘剂中,加入甘油、乙二醇可以增塑;加入硫酸铝、硫酸镁、铬矾、酸性铬酸盐、甲醛、戊二醛及乙二醛等可以提高耐水性;加入香料和杀菌剂可以防止变质。 鱼胶胶粘剂工艺性能好,适于粘接多孔材料,容易干燥。粘接非多孑L性材料时,需作再湿性处理,即在两被粘物表面分别涂胶,并干燥,然后在一面用水再润湿,将两面贴合粘接。粘接多孔性材料(如硬木)时,涂胶后需晾置1~1.5h,粘接后停放l天以上才能使用。 鱼胶胶粘剂具有较高的粘力,对多种材料有良好粘接性能,可粘接木材、软木、皮革、玻璃、陶瓷和金属等。可耐热0~260℃血蛋白胶粘剂主要采用牛、猪和其它家畜的血液为原料制成。 血液是由血清和血球多种蛋白质组成的混合物,将脱纤血或血清进行低温浓缩和低温干燥(50~60℃),然后制得高溶解性血粉,其中脂肪<1%,灰分<5%,水分<13%。血蛋白胶粘剂中加入甘油、乙二醇等可以提高胶膜韧性,加入尿素等可稳定pH值,提高耐水性和耐老化性能。血蛋白胶粘剂在制鞋和皮革上可以用于织物粘接。

5

动物胶的应用:(1)家具与木材加工 家具与木材加工业一直广泛使用动物胶。常用的制品包括椅子、桌子、橱柜等家具、模型、玩具、体育用品和乐器。固含量50%~60%的较新型液体动物胶包括快固化与慢固化型,它们在橱柜硬板的框架板粘合,活动住屋装配,难层压物以及其他不宜采用更廉价的热动物胶液的中小胶粘剂需求场合。 (2)粘胶带动物胶是胶粘带中所用的一类基本胶粘剂。这些胶带既可用于常见轻型零售包装袋,也可用着重型胶带,如装运货物的实心纤维与瓦楞纸箱的密封或封装,这类场合需要快速机械作业与持久的高粘接强度。这时,骨胶用量很大,皮胶也常单独或同骨胶复配后使用。所用胶粘剂一般配制成约50%的固含量,且可以按干胶质量的10%~20%掺混糊精,以及少量的润湿剂、增塑剂、凝胶抑制剂(必要时)。胶粘剂(60~63℃)通常用涂料辊涂在背衬纸材上,固体的沉积量一般为纸基质量的25%。湿胶带可以在张力下用蒸汽加热辊干燥,也可用可调空气的直接加热器干燥。 (3)其他应用 包括砂纸与砂布磨具的制造,纺织品与纸张的上浆和涂层,书籍与杂志的装订等。

推荐信息