百 黏 好 合 ~ 動 物 性 與 植 物 性 蛋 白 質 製 成 蛋 白 膠 水 的 探 討 摘 要 本 研 究 探 討 由 奶 粉 及 黃 豆 製 作 合 乎 環 保 需 求 天 然 蛋 白 膠 水 的 可 行 性 在 奶 粉 或 豆 漿 中 加 入 食 用 醋, 產 生 凝 固 物, 經 分

中 華 民 國 第 52 屆 中 小 學 科 學 展 覽 會 作 品 說 明 書 國 小 組 化 學 科 佳 作 080201 百 黏 好 合 - 動 物 性 與 植 物 性 蛋 白 質 製 成 蛋 白 膠 水 的 探 討 學 校 名 稱 : 彰 化 縣 彰 化 市 中 山 國 民 小 學 作 者 : 指 導 老 師 : 小 六 葉 亞 欣 小 六 楊 秉 澄 康 秋 郎 張 明 和 小 六 林 冠 宇 小 五 楊 育 棠 小 五 林 祐 翔 關 鍵 詞 : 奶 粉 膠 水 蛋 白 質

百 黏 好 合 ~ 動 物 性 與 植 物 性 蛋 白 質 製 成 蛋 白 膠 水 的 探 討 摘 要 本 研 究 探 討 由 奶 粉 及 黃 豆 製 作 合 乎 環 保 需 求 天 然 蛋 白 膠 水 的 可 行 性 在 奶 粉 或 豆 漿 中 加 入 食 用 醋, 產 生 凝 固 物, 經 分 離 後, 以 小 蘇 打 調 整 至 中 性, 即 生 成 牛 奶 酪 蛋 白 膠 水 或 植 物 性 大 豆 球 蛋 白 膠 水 研 究 中 以 黏 著 物 體 能 承 載 彈 珠 顆 粒 數 ( 重 量 ) 的 重 力 拉 扯 來 評 估 其 對 不 同 材 質 的 黏 著 力, 並 以 接 著 物 體 浸 泡 酸 鹼 液 體 後 的 承 載 重 力 拉 扯 來 評 估 其 耐 酸 鹼 特 性 結 果 顯 示 : 以 室 溫 萃 取 蛋 白 膠 水 黏 性 最 佳, 黏 著 時 間 愈 長, 承 載 重 量 能 力 也 愈 高 ; 測 試 黏 於 木 板 24 小 時 後, 可 承 載 7~9 公 斤 重 ; 浸 泡 實 驗 中, 亦 可 承 受 2.5 公 斤 重 以 上, 其 黏 著 能 力 勝 過 工 業 使 用 之 樹 脂 膠 水 因 此 天 然 蛋 白 膠 水 的 製 備 是 可 行 的, 它 以 常 溫 製 作 無 毒 性 合 乎 環 保 需 求 若 以 過 期 奶 粉 來 製 作, 更 是 資 源 再 利 用 1

壹 研 究 動 機 暑 假 去 參 觀 自 然 科 學 博 物 館 原 生 植 物 園 區 時, 聽 到 導 覽 老 師 在 介 紹 生 產 橡 膠 的 製 作 過 程 時 提 到, 橡 膠 是 一 種 植 物 的 天 然 萃 取 物, 工 人 每 天 天 未 亮 時 就 進 行 採 收, 經 過 一 連 串 的 過 程, 製 成 車 胎 或 輪 胎 等 產 品, 而 老 師 也 提 到 牛 奶 可 以 拿 來 做 成 膠 水, 聽 到 這 個 不 禁 讓 我 對 牛 奶 變 成 膠 水 產 生 好 奇 心, 就 把 這 件 事 情 告 訴 其 他 同 學, 大 家 就 想 將 牛 奶 變 成 膠 水, 於 是 就 開 始 上 網 及 去 圖 書 館 查 詢 資 料 經 過 上 網 搜 尋 得 知, 工 業 上 常 用 膠 水, 如 白 膠 成 份 為 聚 乙 烯 酯 酸 脂, 具 刺 鼻 味 ; 黃 膠 成 分 為 聚 氯 丁 烯, 含 甲 苯, 有 高 毒 性, 會 影 響 中 樞 神 經 系 統, 嚴 重 時 可 導 致 昏 迷 或 死 亡 討 論 的 過 程 中 又 提 到 如 果 能 夠 利 用 天 然 動 植 物 蛋 白 質 來 製 成 膠 水, 不 會 有 化 學 藥 劑 揮 發 於 大 氣 中, 可 以 減 少 生 活 用 品 對 環 境 的 影 響 而 牛 奶 能 夠 製 成 具 有 黏 性 的 膠 水, 主 要 是 因 為 牛 奶 中 含 一 種 特 殊 蛋 白 質 - 酪 蛋 白, 使 之 製 成 的 牛 奶 膠 水 具 有 黏 性, 又 牛 奶 蛋 白 質 可 以 做 成 膠 水, 那 植 物 性 的 蛋 白 是 否 也 可 以 做 成 膠 水 呢? 於 是 與 老 師 討 論 後, 就 決 定 以 此 作 為 研 究 的 主 題 貳 研 究 目 的 一 以 奶 粉 及 常 見 豆 類 調 製 成 天 然 蛋 白 膠 水 二 奶 粉 與 黃 豆 製 成 天 然 蛋 白 膠 水 後 黏 著 於 不 同 材 質 上 的 觀 察 三 天 然 蛋 白 膠 水 不 同 萃 取 溫 度 之 黏 滯 性 與 承 載 重 力 探 討 四 天 然 蛋 白 膠 水 適 用 性 及 耐 酸 鹼 性 之 觀 察 2

參 實 驗 設 備 器 材 一 化 學 藥 品 與 原 料 : 1. 白 膠 ( 南 寶 樹 脂 ) 2.PVA 雄 獅 牌 膠 水 3. 硼 砂 4. 食 用 醋 酸 5. 酒 精 6. 市 售 模 型 膠 水 7. 碳 酸 氫 鈉 (NaHCO3) 8. 全 脂 奶 粉 9. 脫 脂 奶 粉 10. 黃 豆 11. 花 生 12. 紅 豆 13. 米 豆 14. 雪 蓮 子 15. 廣 用 試 紙 二 儀 器 與 設 備 類 : 1. 各 式 燒 杯 2. 陶 瓷 纖 維 網 3. 酸 鹼 檢 測 計 4. 砂 網 過 濾 器 5. 藥 匙 6. 各 式 量 筒 7. 滴 管 8. 精 密 磅 稱 9. 果 汁 機 10. 酒 精 燈 11. 溫 度 計 12. 攪 拌 棒 13. 萬 用 鐵 架 14. 砝 碼 15. 量 瓶 16. 鑽 孔 機 17. 漏 斗 18. 漏 斗 座 19. 打 火 機 20. 計 時 器 21. 三 腳 架 22. 透 明 壓 克 力 管 23. 量 角 器 三 其 他 材 料 : 1. 壓 克 力 片 2. 木 夾 板 6mm 厚 3. 各 式 標 籤 紙 4. 小 磚 塊 5. 盛 水 器 6. 長 尾 夾 7. 水 彩 筆 8. 吊 架 9. 螺 絲 10. 紗 布 11. 剪 刀 12. 水 桶 13. 彈 珠 14. 保 特 瓶 15. 紅 色 棉 線 16. 菜 瓜 布 17. 棉 布 手 套 18. 美 工 刀 19. 布 丁 杯 20. 量 角 器 21. 濾 紙 (90mm) 22. 麥 克 筆 3

肆 研 究 過 程 或 方 法 一 研 究 過 程 流 程 圖 牛 奶 蛋 白 質 豆 類 蛋 白 質 老 師 指 導 資 料 查 詢 天 然 膠 水 製 作 紅 豆 花 生 雪 蓮 子 黃 豆 米 豆 泡 水 12 小 時 果 汁 機 製 漿 豆 渣 去 除 粗 濾 脫 脂 牛 奶 全 脂 牛 奶 豆 漿 加 熱 牛 奶 加 熱 加 酸 改 質 濾 紙 過 濾 酸 液 配 製 對 照 中 性 鹼 液 配 製 中 和 木 板 壓 克 力 材 質 黏 著 黏 滯 測 試 化 學 測 試 物 理 測 試 荷 力 測 試 圖 1 實 驗 流 程 圖 4

二 文 獻 探 討 我 們 閱 讀 歷 屆 全 國 科 展 以 關 於 黏 著 劑 之 作 品, 將 重 點 整 理 如 下 : ( 一 ) 第 50 屆 中 小 學 科 展, 國 小 組 化 學 科 : 自 製 斤 斤 計 膠 的 膠 水 1 實 驗 發 現, 自 製 膠 水 含 16.7%PVA( 聚 乙 烯 醇 ) 的 快 乾 效 果 最 好 (17 分 鐘 ), 且 比 坊 間 的 膠 水 (22 分 鐘 ) 快 乾 的 效 果 好 若 添 加 三 秒 膠 成 分 ( 醋 酸 乙 酯 ), 含 量 在 15cc 快 乾 效 果 更 好 (15 分 鐘 ), 但 不 及 三 秒 膠 僅 1 分 鐘 就 乾 2 說 明 : 其 主 要 探 討 快 乾 程 度 與 各 種 膠 水 之 間 的 比 較 ( 二 ) 第 49 屆 中 小 學 科 展, 國 小 組 化 學 科 : 天 然 多 功 能 黏 紙 王 ~ 1 研 究 主 題 探 討 高 筋 麵 粉 中 筋 麵 粉 低 筋 麵 粉 地 瓜 粉 糯 米 粉 太 白 粉 等 六 種 粉 類, 製 作 出 最 具 黏 性 及 持 久 性 的 天 然 黏 著 劑 2 說 明 : 本 研 究 以 天 然 澱 粉 類 食 品 製 成 膠 水, 並 比 較 其 黏 性 差 異 ( 三 ) 第 49 屆 中 小 學 科 展, 國 中 組 化 學 科 : 黏 土 萬 用 在 哪 裡? 1 製 作 黏 土 的 主 要 成 份 聚 異 丁 烯 及 碳 酸 鈣, 依 照 不 同 比 例 調 配 成 附 著 力 不 同 的 黏 土 2 說 明 : 自 製 可 重 複 使 用 之 黏 土 ( 四 ) 第 48 屆 中 小 學 科 展, 國 小 組 生 活 應 用 科 : 黏 度 大 考 驗 ~ 1 取 四 種 黏 性 較 大 的 食 物 : 蓬 萊 米 圓 糯 米 中 筋 麵 粉 太 白 粉 探 討 製 作 二 個 簡 易 的 地 震 儀 測 量 震 動 後 黏 著 效 果 2 說 明 : 本 研 究 以 天 然 澱 粉 類 食 品 製 成 膠 水, 並 製 作 地 震 儀 比 較 黏 性 差 異 ( 五 ) 第 27 屆 中 小 學 科 展, 國 小 組 生 活 應 用 科 : 黏! 黏! 黏! 接 著 劑 黏 著 強 度 之 探 討 1 使 用 南 寶 樹 脂 強 力 膠 探 討 被 接 著 材 料 表 面 之 孔 隙 粗 滑 濕 度 等 之 影 響 2 說 明 : 結 論 以 南 寶 樹 脂 較 強 力 膠 黏 著 效 果 好 ( 六 ) 美 勞 用 膠 水 (PVA) 的 成 份 與 原 理 : 1 美 勞 用 膠 水 最 多 的 成 分 是 水, 還 有 一 定 會 加 的 就 是 增 稠 劑 和 防 腐 劑, 它 主 要 的 成 份 有 醋 酸 乙 烯 樹 脂, 而 化 工 產 品 中 的 聚 乙 烯 醇 也 是 其 中 一 種 2 膠 水 的 原 理 : 膠 水 是 一 種 醋 酸 乙 烯 高 分 子 體, 呈 圓 形 粒 子, 一 般 粒 子 的 半 徑 是 在 0.5-5μm 之 間 物 體 與 物 體 之 間 的 黏 接, 就 是 靠 膠 水 中 的 高 分 子 間 的 拉 力 來 實 現 的 當 膠 水 所 含 的 水 分 因 時 間 逐 漸 消 失, 高 分 子 體 就 會 相 互 依 靠, 而 分 子 間 的 拉 力 能 夠 5

將 兩 個 物 體 緊 緊 的 結 合 在 一 起 ( 七 ) 我 們 查 詢 的 資 料 得 知 : 加 入 的 碳 酸 氫 鈉 ( 化 學 式 :NaHCO3 俗 稱 小 蘇 打 ), 白 色 細 小 晶 體 50 以 上 開 始 逐 漸 分 解 生 成 碳 酸 鈉 二 氧 化 碳 和 水,270 時 完 全 分 解 碳 酸 氫 鈉 溶 於 水 時 呈 現 弱 鹼 性 2NaHCO3 Na2CO3 + H2O + CO2 ( 八 ) 牛 奶 膠 水 的 製 備 : 我 們 以 牛 奶 膠 水 的 製 作 為 關 鍵 字 在 網 路 上 搜 尋 資 料, 將 得 到 的 資 料 整 理 如 下 : 1 器 材 : 脫 脂 牛 奶 醋 紗 布 小 蘇 打 透 明 杯 2 方 法 : (1) 將 40mL 脫 脂 牛 奶 倒 入 杯 子 中, 加 入 10mL 醋, 攪 拌 一 下, 使 其 充 分 混 合 (2) 用 紗 布 過 濾 上 述 混 合 物 (3) 將 紗 布 中 收 集 的 固 體 物 質 倒 入 杯 子 中 (4) 在 杯 子 中 加 入 適 量 小 蘇 打, 攪 拌, 膠 水 就 做 成 了 6

三 以 奶 粉 及 常 見 豆 類 調 製 成 天 然 蛋 白 膠 水 ( 一 )5% 鹼 性 溶 液 的 配 製 : 1. 取 50 克 的 碳 酸 氫 鈉 粉 末, 將 之 溶 解 於 500mL 水 中, 經 攪 拌 完 全 溶 解 後, 將 此 溶 液 倒 入 1000 ml 量 瓶 中, 加 水 至 1000 ml 刻 度, 則 此 溶 液 為 5% 鹼 性 溶 液 ( 圖 2 ) ( 二 )5% 酸 性 溶 液 的 配 製 : 1. 利 用 量 筒 取 50 ml 的 5% 醋 酸 溶 液, 加 入 已 裝 有 500 ml 水 的 1000 ml 的 量 瓶 中, 加 水 至 1000 ml 的 刻 度 處, 即 成 為 5 % 酸 性 溶 液 ( 圖 3 ) 圖 2 配 製 5% 鹼 性 溶 液, 廣 用 試 紙 測 試 呈 現 淡 藍 色 圖 3 配 製 5% 酸 性 溶 液, 廣 用 試 紙 測 試 呈 現 淡 粉 紅 色 ( 三 ) 以 奶 粉 製 備 成 蛋 白 膠 水 : 1. 牛 奶 配 製 : 以 量 杯 量 取 100 ml 的 水 二 份, 分 加 入 以 磅 秤 稱 取 20 公 克 重 的 脫 脂 奶 粉 中 2. 與 全 脂 奶 粉 中, 利 用 玻 璃 棒 攪 拌 使 之 溶 解 各 再 分 裝 成 4 杯, 取 1 杯 不 加 熱 3. 分 將 溶 解 之 3 杯 牛 奶 置 於 酒 精 燈 架 上 加 熱 至 40 70 與 沸 騰 溫 度, 以 溫 度 計 量 測 之, 並 以 碼 錶 計 時, 維 持 此 溫 度 範 圍 約 10 分 鐘 4. 一 邊 攪 拌 一 邊 分 別 加 入 食 用 醋 酸 於 全 脂 與 脫 脂 奶 粉 中, 直 到 不 再 產 生 白 色 物 質, 能 夠 觀 察 到 凝 固 物 質 5. 等 待 溶 液 冷 卻 後, 利 用 濾 紙 與 漏 斗 進 行 過 濾, 留 下 黃 白 色 凝 固 物 質 6. 於 酸 性 凝 固 物 質 中 加 入 碳 酸 氫 鈉 粉 末, 調 成 中 性 7. 上 述 步 驟 完 成, 即 製 備 得 牛 奶 膠 水 ( 接 下 頁 圖 4) 7

秤 取 奶 粉 加 熱 過 程 酸 鹼 測 量 牛 奶 膠 水 的 製 備 完 成 圖 4 牛 奶 膠 水 的 製 備 過 程 ( 四 ) 豆 類 製 備 成 蛋 白 膠 水 : 1. 豆 類 製 備 : 黃 豆 紅 豆 米 豆 花 生 雪 蓮 子 五 種 2. 以 量 杯 量 取 100 ml 的 水 和 以 精 密 天 秤 稱 取 20 公 克 重 的 浸 泡 12 小 時 的 豆 類, 利 用 果 汁 機 將 之 研 磨 成 汁 液, 並 以 砂 網 過 濾 器 過 濾 3. 取 各 種 豆 類 濾 液 4 杯,1 杯 不 加 熱, 餘 3 杯 分 置 於 酒 精 燈 架 上 加 熱 至 40 70 與 沸 騰 溫 度, 以 溫 度 計 量 測 之, 並 以 計 時 器 計 時, 維 持 此 溫 度 範 圍 約 10 分 鐘 4. 一 邊 攪 拌 一 邊 加 入 食 用 醋 酸, 直 至 觀 察 到 凝 固 物 質 不 再 增 加 5. 等 待 溶 液 冷 卻 後, 利 用 濾 紙 進 行 過 濾, 留 下 黃 白 色 凝 固 物 6. 於 黃 白 色 凝 固 物 中 加 入 碳 酸 氫 鈉 粉 末, 進 行 調 和 上 述 步 驟 完 成, 即 製 備 得 以 豆 類 為 主 體 的 植 物 性 膠 水 ( 接 下 頁 圖 5) 8

秤 取 黃 豆 黃 豆 加 入 水 以 果 汁 機 攪 碎 加 熱 後 粗 濾 之 情 形 植 物 性 膠 水 的 製 備 完 成 圖 5 植 物 性 膠 水 的 製 備 過 程 四 天 然 蛋 白 膠 水 後 黏 著 於 不 同 材 質 上 的 觀 察 ( 一 ) 將 調 配 好 的 膠 水, 利 用 水 彩 筆 進 行 塗 佈 於 7 x 7cm 的 木 板 壓 克 力 板 以 及 小 磚 塊 ( 二 ) 木 板 與 壓 克 力 板 之 面 積 :7cm 7cm=49cm 2, 黏 疊 部 分 為 二 分 之 一, 即 24.5 cm 2 ( 三 ) 所 有 須 塗 佈 的 材 質, 在 塗 佈 前 須 先 進 行 清 洗 或 浸 泡 於 水 中 約 20 分 鐘, 而 後 陰 乾, 再 進 行 塗 佈 ( 圖 6 ) 1. 塗 佈 於 木 板 及 黏 著 的 型 式 2. 塗 佈 於 壓 克 力 板 完 成 的 型 式 圖 6 塗 佈 實 驗 9

五 天 然 蛋 白 膠 水 不 同 萃 取 溫 度 之 黏 滯 性 與 承 載 重 力 探 討 取 室 溫 未 加 熱 和 加 熱 至 40 70 與 沸 騰 溫 度 之 天 然 蛋 白 膠 水 完 成 以 下 測 試 ( 一 ) 承 載 重 力 測 試 1. 進 行 拉 力 測 試 前, 必 須 先 於 木 板 及 壓 克 力 板 上 進 行 鑽 洞 ( 圖 7) 2. 完 成 鑽 洞 後, 以 10 cm 紅 色 棉 線 進 行 捆 綁, 做 為 吊 掛 的 用 途 ( 圖 8) ( 二 ) 黏 滯 性 測 試 1. 以 透 明 壓 克 力 管 50.0 公 分 長 度, 壓 克 力 管 角 度 以 量 角 尺 標 定 為 30 度 斜 角 ( 圖 8) 2. 滴 管 取 1 毫 升, 輕 滴 下 一 滴, 以 計 時 器 測 量 膠 液 滴 下 後 流 動 時 間 ( 圖 9) 圖 7 木 板 與 壓 克 力 片 進 行 鑽 孔 之 情 形 圖 8 以 量 角 尺 標 定 為 30 度 斜 角 圖 9 以 計 時 器 測 量 滴 下 後 流 動 時 間 10

六 天 然 蛋 白 膠 水 適 用 性 及 耐 酸 鹼 性 之 觀 察 ( 一 ) 將 乾 燥 兩 星 期 的 類 成 品, 浸 泡 於 5% 鹼 性 溶 液 ( 圖 10) 5% 酸 性 溶 液 中 ( 圖 11) ( 二 ) 浸 泡 於 上 述 溶 液 中 10 分 鐘 後, 進 行 拉 力 測 試, 觀 察 其 承 載 重 量 之 情 形 ( 三 ) 利 用 彈 珠 作 為 重 量 之 來 源, 以 利 於 重 量 之 計 數, 彈 珠 一 顆 重 量 約 為 5 克 ( 圖 12 ) ( 四 ) 觀 察 其 承 載 重 量 之 情 形 ( 圖 13 ) 圖 10 放 入 鹼 性 溶 液 內, 浸 泡 10 分 鐘 圖 11 放 入 酸 性 溶 液 內, 浸 泡 10 分 鐘 圖 12 壓 克 力 浸 泡 後 拉 力 測 試 圖 13 計 數 彈 珠 之 情 形 11

伍 研 究 結 果 一 以 奶 粉 及 常 見 豆 類 調 製 成 天 然 蛋 白 膠 水 : ( 一 ) 奶 粉 加 水 調 和 經 過 加 熱 的 過 程 中, 加 食 用 醋 酸 來 萃 取 與 聚 集 酪 蛋 白, 所 以 可 觀 察 到 溶 液 有 分 層, 另 外 加 熱 主 要 是 讓 牛 奶 中 所 含 的 蛋 白 質 因 加 熱 而 造 成 性 質 改 變 ( 二 ) 市 售 豆 類 製 成 膠 水 的 實 驗 步 驟 與 奶 粉 的 過 程 相 似, 但 其 中 不 一 樣 的 是 奶 粉 是 萃 取 酪 蛋 白, 豆 類 主 要 萃 取 其 蛋 白 質 - 球 蛋 白, 而 此 蛋 白 質 含 量 以 黃 豆 為 最 多 ( 三 ) 牛 奶 及 市 售 豆 類 分 別 萃 取 出 來 的 酪 蛋 白 與 球 蛋 白 為 酸 性, 須 加 入 碳 酸 氫 鈉 粉 末 調 和 成 中 性, 因 此 就 成 為 作 為 黏 著 不 同 材 質 的 膠 水 ( 四 ) 由 表 1 可 以 觀 察 到 動 物 性 與 植 物 性 蛋 白 在 未 加 入 食 用 醋 酸 前 的 酸 鹼 度 為 弱 酸 性, 經 過 小 蘇 打 調 和 過 皆 為 中 性, 再 塗 於 木 板 上 24 小 時 後, 利 用 彈 珠 測 量 乘 載 拉 力, 可 觀 察 到 只 有 米 豆 與 花 生 的 蛋 白 質 無 法 成 為 具 有 黏 性 之 膠 水 ; 承 載 拉 力 最 好 的 為 全 脂 與 脱 脂 牛 奶 及 黃 豆, 可 承 載 彈 珠 分 別 為 1483 1835 及 1707 顆, 換 算 成 重 量 約 為 7~9 公 斤 重 ; 而 最 差 的 為 雪 蓮 子, 約 承 載 1.2 公 斤 重 表 1 動 物 性 與 植 物 性 蛋 白 萃 取 過 程 的 酸 鹼 度 及 承 載 彈 珠 數 ( 顆 ) 溶 液 種 類 處 理 方 式 未 經 過 加 熱 之 酸 鹼 度 加 食 用 醋 酸 後 之 酸 鹼 度 加 小 蘇 打 調 和 之 酸 鹼 度 陰 乾 24 小 時, 測 量 承 載 彈 珠 數 ( 顆 ) 1. 全 脂 牛 奶 6.4 4.7 7.4 1483( 約 7.4kg) 2. 脫 脂 牛 奶 5.7 4.6 7.6 1835( 約 9.1kg) 3. 黃 豆 6.3 4.6 7.4 1707( 約 8.5kg) 4. 紅 豆 6.8 4.2 7.0 473( 約 2.3kg) 5. 雪 蓮 子 6.1 3.8 7.5 256( 約 1.2kg) 6. 花 生 6.2 3.9 7.5 7. 米 豆 6.7 3.9 7.6 12

二 奶 粉 與 黃 豆 製 成 天 然 蛋 白 膠 水 後 黏 著 於 不 同 材 質 上 的 觀 察 ( 一 ) 將 透 過 牛 奶 及 黃 豆 所 製 備 而 成 的 膠 水, 黏 著 於 木 板 壓 克 力 片 上, 經 過 陰 乾 後 之 成 品 稱 為 類 成 品, 作 為 後 續 實 驗 所 需 之 器 材 稱 類 成 品 主 要 因 為 膠 水 都 是 直 接 塗 佈 於 所 需 之 物 品 上, 有 可 能 多 種 不 同 材 質 的 物 品 上, 而 完 成 不 同 所 需 的 目 的 本 組 試 驗 所 製 備 完 成 的 膠 水 是 塗 佈 於 木 材 壓 克 力 片 上, 作 為 測 試 之 用 途, 因 此 稱 類 成 品 ( 二 ) 類 成 品 在 塗 佈 前 必 須 將 木 材 壓 克 力, 先 前 浸 泡 於 水 中, 主 要 是 去 除 會 影 響 上 膠 的 干 擾 的 物 質, 例 如 : 灰 塵 蠟 及 毛 細 孔 薄 膜 ( 三 ) 經 過 一 個 星 期 陰 乾 後, 能 夠 觀 察 到 全 脂 與 脫 脂 奶 粉 黃 豆 汁 所 製 備 而 成 的 膠 水 能 夠 把 木 板 壓 克 力 片 及 小 磚 塊 牢 牢 地 黏 緊, 如 ( 圖 14 ) 全 脂 奶 粉 黏 著 壓 克 力 片 脫 脂 奶 粉 黏 著 壓 克 力 片 黃 豆 汁 黏 著 壓 克 力 片 全 脂 奶 粉 黏 著 木 板 脫 脂 奶 粉 黏 著 木 板 黃 豆 汁 黏 著 木 板 圖 14 蛋 白 膠 水 黏 著 於 不 同 材 質 的 物 品 上, 陰 乾 後 分 析 結 果 13

三 天 然 蛋 白 膠 水 不 同 萃 取 溫 度 之 黏 滯 性 與 承 載 重 力 探 討 : ( 一 ) 以 不 同 加 熱 溫 度 萃 取 的 蛋 白 質 所 製 成 的 類 成 品, 其 承 載 拉 力 之 表 現 情 形 1. 經 不 同 溫 度 所 製 備 的 蛋 白 膠 水 塗 於 壓 克 力 片 上 的 承 載 拉 力, 由 表 2 與 圖 15 所 觀 察 到 結 果 與 在 木 板 上 完 全 不 太 相 同, 以 經 過 室 溫 萃 取 的 承 重 效 果 最 好, 陰 乾 天 數 越 長, 分 子 間 的 水 份 減 少 會 增 加 聚 合 效 果, 因 此 可 承 重 效 果 會 增 加 2. 經 不 同 溫 度 所 製 備 的 蛋 白 膠 水 塗 於 木 板 上 的 承 載 拉 力, 不 論 是 動 物 性 與 植 物 性 的 第 1 天 後 皆 可 以 承 載 約 1898 顆 彈 珠 的 能 力, 約 9.30 公 斤 重, 研 判 木 材 類 有 較 強 的 吸 濕 能 力, 蛋 白 質 滲 入 木 板 孔 隙, 致 效 果 佳, 第 3 天 則 採 地 磅 用 砝 碼 荷 重 試 驗, 脫 脂 牛 奶 類 成 品 斷 裂 於 木 板 開 孔 掛 繩 處 3. 由 表 2 能 夠 觀 察 出 動 物 性 及 植 物 性 的 蛋 白 膠 水 有 經 過 適 度 加 熱 的, 能 夠 增 加 其 乘 載 拉 力, 但 若 致 使 蛋 白 質 過 度 地 被 破 壞, 則 會 降 低 承 載 重 量 的 能 力 4. 由 表 2 及 表 3 可 觀 察 出 利 用 不 同 溫 度 所 製 備 而 得 的 動 物 及 植 物 性 蛋 白 膠 水 的 黏 滯 程 度, 會 隨 著 製 備 溫 度 增 加 而 降 低, 但 其 對 於 蛋 白 膠 水 則 無 明 顯 的 相 對 關 係 表 2 不 同 溫 度 製 備 的 蛋 白 膠 水 塗 於 壓 克 力 片 上 的 承 載 拉 力 ( 單 位 : 公 斤 重 ) 全 脂 牛 奶 - 不 同 溫 度 製 作 之 膠 水 與 承 載 拉 力 溫 度 測 量 項 目 室 溫 40 70 沸 騰 承 載 拉 力 (kgw) 4.99 3.33 3.00 2.09 脫 脂 牛 奶 - 不 同 溫 度 製 作 之 膠 水 與 承 載 拉 力 溫 度 測 量 項 目 室 溫 40 70 沸 騰 承 載 拉 力 (kgw) 7.49 5.84 4.74 3.82 黃 豆 - 不 同 溫 度 製 作 之 膠 水 與 承 載 拉 力 溫 度 測 量 項 目 室 溫 40 70 沸 騰 承 載 拉 力 (kgw) 7.21 5.30 1.95 0.53 14

承 載 拉 力 (kgw) 10.00 9.00 8.00 7.00 6.00 5.00 4.00 3.00 2.00 1.00 室 溫 40 70 沸 騰 全 脂 牛 奶 脫 脂 牛 奶 黃 豆 溫 度 圖 15 不 同 溫 度 製 作 之 膠 水 與 承 載 拉 力 的 關 係 圖 5. 由 上 述 表 2 與 圖 15 可 以 觀 察 到 : 這 三 種 天 然 膠 水 ( 全 脂 牛 奶 脫 脂 牛 奶 黃 豆 ) 承 載 拉 力 的 程 度, 會 隨 著 製 作 溫 度 的 增 加 而 減 少 在 沸 騰 條 件 下 製 作 的 膠 水, 牛 奶 尚 可 承 載 一 些 重 量, 但 黃 豆 幾 乎 不 行 表 3 蛋 白 膠 水 靜 置 不 同 天 數 後 的 承 載 拉 力 ( 單 位 : 公 斤 重 ) 全 脂 牛 奶 - 膠 水 靜 置 不 同 天 數 後 與 承 載 拉 力 靜 置 天 數 測 量 項 目 第 一 天 第 二 天 第 三 天 承 載 拉 力 (kgw) 2.51 3.32 4.24 脫 脂 牛 奶 - 膠 水 靜 置 不 同 天 數 後 與 承 載 拉 力 靜 置 天 數 測 量 項 目 第 一 天 第 二 天 第 三 天 承 載 拉 力 (kgw) 4.86 4.15 7.41 黃 豆 - 膠 水 靜 置 不 同 天 數 後 與 承 載 拉 力 靜 置 天 數 測 量 項 目 第 一 天 第 二 天 第 三 天 承 載 拉 力 (kgw) 2.85 3.39 5.01 15

承 載 拉 力 (kgw) 10.0 9.0 8.0 7.0 6.0 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 0.0 第 一 天 第 二 天 第 三 天 靜 置 天 數 全 脂 牛 奶 脫 脂 牛 奶 黃 豆 圖 16 膠 水 靜 置 不 同 天 數 後 與 承 載 拉 力 的 關 係 圖 6. 由 上 述 表 3 與 圖 16 可 以 推 測 是 靜 置 時 間 拉 長, 可 以 讓 膠 水 殘 餘 的 水 分 揮 發, 讓 分 子 能 形 成 整 齊 的 排 列, 產 生 較 好 的 黏 著 力 表 4 全 脂 牛 奶 - 承 載 拉 力 與 黏 滯 程 度 關 係 圖 溫 度 測 量 項 目 室 溫 40 70 沸 騰 承 載 拉 力 (kgw) 4.99 3.33 3.00 2.09 黏 滯 程 度 - 下 滑 時 間 (s) 7.48 6.04 4.55 2.76 承 載 拉 力 (kgw) 10.0 9.0 8.0 7.0 6.0 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 0.0 室 溫 40 70 沸 騰 溫 度 12 10 8 6 4 2 0 下 滑 時 間 (s) 全 脂 牛 奶 黏 滯 程 度 圖 17 全 脂 牛 奶 承 載 拉 力 與 黏 滯 程 度 關 係 圖 16

溫 度 測 量 項 目 室 溫 40 70 沸 騰 承 載 拉 力 (kgw) 7.49 5.84 4.74 3.82 黏 滯 程 度 - 下 滑 時 間 (s) 11.26 6.58 5.14 3.75 承 載 拉 力 (kgw) 10.00 9.00 8.00 7.00 6.00 5.00 4.00 3.00 2.00 1.00 0.00 室 溫 40 70 沸 騰 12 10 8 6 4 2 0 下 滑 時 間 (s) 脫 脂 牛 奶 黏 滯 程 度 溫 度 圖 18 脫 脂 牛 奶 承 載 拉 力 與 黏 滯 程 度 關 係 圖 17

表 6 黃 豆 - 承 載 拉 力 與 黏 滯 程 度 關 係 表 溫 度 測 量 項 目 室 溫 40 70 沸 騰 承 載 拉 力 (kgw) 7.21 5.30 1.95 0.53 黏 滯 程 度 - 下 滑 時 間 (s) 7.06 5.19 4.24 1.58 承 載 拉 力 (kgw) 10.00 9.00 8.00 7.00 6.00 5.00 4.00 3.00 2.00 1.00 0.00 室 溫 40 70 沸 騰 溫 度 12 10 8 6 4 2 0 下 滑 時 間 (s) 黃 豆 黏 滯 程 度 圖 19 黃 豆 承 載 拉 力 與 黏 滯 程 度 關 係 圖 7. 由 前 述 表 4~6, 圖 17~19 可 以 發 現 : (1) 我 們 製 作 的 天 然 膠 水 ( 全 脂 牛 奶 脫 脂 牛 奶 黃 豆 ), 隨 著 製 作 溫 度 的 增 加, 膠 水 的 黏 滯 程 度 反 而 下 降 (2) 製 作 溫 度 上 升 承 載 拉 力 反 而 下 降 ( 已 在 前 面 討 論 過 ), 黏 滯 程 度 的 也 跟 著 下 降 我 們 推 測 當 黏 滯 程 度 下 降 也 會 影 響 膠 水 承 載 拉 力 的 重 量 四 天 然 蛋 白 膠 水 適 用 性 及 耐 酸 鹼 性 之 觀 察 ( 一 ) 配 製 不 同 性 質 的 溶 液, 主 要 是 為 了 要 模 擬 在 一 般 生 活 環 境 中, 若 所 黏 著 的 物 品 遭 受 到 不 同 性 質 的 化 學 因 子 干 擾, 是 否 能 夠 維 持 其 黏 性 不 致 於 黏 著 性 受 到 破 壞, 因 而 使 黏 著 之 產 品 容 易 塌 掉 ( 二 ) 將 全 脂 及 脫 脂 奶 粉 黃 豆 汁 與 白 膠 所 製 成 的 類 成 品 分 別 浸 泡 於 5% 酸 性 溶 液 5% 18

鹼 性 溶 液 10 分 鐘 後, 觀 察 膠 水 是 否 會 受 到 破 壞 之 情 形 主 要 是 利 用 拉 力 測 試 的 方 式 來 測 試 其 未 浸 泡 及 浸 泡 於 酸 性 與 鹼 性 溶 液 中 後, 承 載 重 量 之 情 形 ( 三 ) 全 脂 及 脫 脂 奶 粉 黃 豆 汁 與 白 膠 所 黏 成 的 木 片, 在 未 經 過 浸 泡 於 酸 性 與 鹼 性 溶 液 其 拉 力 測 試, 都 可 承 受 重 量 約 9 公 斤 重 以 上 的 重 力 拉 扯, 而 經 過 不 同 溶 液 浸 泡 後, 可 承 受 2.5 公 斤 重 以 上 的 重 力 ( 接 下 頁 表 7 及 圖 20) ( 四 ) 全 脂 及 脫 脂 奶 粉 黃 豆 汁 與 白 膠 所 黏 成 的 壓 克 力 板, 在 未 經 過 浸 泡 的 拉 力 測 試, 可 承 受 重 量 約 3 公 斤 重 以 上 的 重 力 拉 扯, 而 經 過 不 同 溶 液 浸 泡 後, 僅 有 脫 脂 的 蛋 白 膠 水 可 承 受 500 公 克 以 上 的 重 力 拉 扯 ( 接 下 頁 表 8 及 圖 21) ( 五 ) 隨 著 蛋 白 膠 水 黏 於 木 片 與 壓 克 力 板 的 時 間 愈 長, 其 對 於 重 量 承 載 的 能 力 愈 高 ; 而 有 經 過 不 同 溶 液 浸 泡 的 對 於 重 量 的 承 載 能 力 皆 比 未 浸 泡 來 得 低 19

表 7 全 脂 奶 粉 脫 脂 奶 粉 黃 豆 與 白 膠 黏 於 木 片 24 與 72 小 時 後, 並 置 於 不 同 模 擬 環 境 中 測 試 承 載 拉 力 的 結 果 ( 單 位 : 公 斤 重 ) 膠 水 承 載 拉 力 (kgw) 醋 酸 5% 水 溶 液 小 蘇 打 5% 水 溶 液 中 性 水 未 浸 泡 全 脂 牛 奶 脫 脂 牛 奶 黃 豆 白 膠 第 一 天 2.82 2.11 2.71 9.30 第 三 天 7.34 8.39 6.64 25 第 一 天 4.29 4.26 4.62 9.30 第 三 天 16.32 14.36 16.20 60 以 上 第 一 天 3.65 3.28 3.94 9.30 第 三 天 18.55 14.76 15.77 60 以 上 第 一 天 8.64 8.10 8.82 9.30 第 三 天 22 17 19 44 20

木 板 浸 泡 處 理 後 10 9 8 公 斤 重 7 6 5 4 3 全 脂 牛 奶 脫 脂 牛 奶 黃 豆 白 膠 2 1 0 醋 酸 5% 小 蘇 打 5% 中 性 水 未 浸 泡 圖 20 全 脂 奶 粉 脫 脂 奶 粉 黃 豆 與 白 膠 黏 於 木 片 24 小 時 後, 並 置 於 不 同 模 擬 環 境 中 測 試 承 載 拉 力 的 結 果 表 8 全 脂 奶 粉 脫 脂 奶 粉 黃 豆 與 白 膠 黏 於 壓 克 力 板 24 與 72 小 時 後, 並 置 於 不 同 模 擬 環 境 中 測 試 承 載 拉 力 的 結 果 膠 水 承 載 拉 力 (kgw) 醋 酸 5% 水 溶 液 小 蘇 打 5% 水 溶 液 中 性 水 未 浸 泡 全 脂 牛 奶 脫 脂 牛 奶 黃 豆 白 膠 第 一 天 0 0 0 3.99 第 三 天 2.33 1.98 2.24 6.02 第 一 天 0.53 1.02 0.50 5.51 第 三 天 1.87 2.94 2.2 12.25 第 一 天 0 0 0 4.36 第 三 天 1.78 1.67 2.05 9.23 第 一 天 0.63 0.97 0.77 1.97 第 三 天 1.39 2.23 1.54 3.35 21

壓 克 力 板 浸 泡 處 理 後 6 5 公 斤 重 4 3 2 全 脂 牛 奶 脫 脂 牛 奶 黃 豆 白 膠 1 0 醋 酸 5% 小 蘇 打 5% 中 性 水 未 浸 泡 圖 21 脂 奶 粉 脫 脂 奶 粉 黃 豆 與 白 膠 黏 於 壓 克 力 板 24 小 時 後, 並 置 於 不 同 模 擬 環 境 中 測 試 承 載 拉 力 的 結 果 22

陸 討 論 一 以 奶 粉 及 常 見 豆 類 調 製 製 成 天 然 蛋 白 膠 水 : ( 一 ) 本 試 驗 製 備 的 膠 水, 最 主 要 成 份 為 酪 蛋 白 與 大 豆 球 蛋 白, 而 其 中 酪 蛋 白 由 脫 脂 奶 粉 與 全 脂 奶 粉 中 萃 取, 而 這 兩 者 最 大 的 不 同 處 為 其 脂 肪 含 量 的 不 同, 而 植 物 性 的 球 蛋 白, 因 價 錢 便 宜, 故 用 來 一 試, 效 果 亦 佳 ( 二 ) 在 製 備 蛋 白 膠 水 過 程 可 以 觀 察 到 - 全 脂 奶 粉 在 萃 取 酪 蛋 白 的 過 程, 液 面 會 浮 上 一 層 油 ; 而 脫 脂 奶 粉 所 產 生 的 油 量 較 少 製 成 酪 蛋 白 時, 兩 者 的 顏 色 也 不 相 同, 全 脂 呈 現 卵 黃 色, 脫 脂 則 呈 現 淡 黃 白 色, 如 ( 圖 22) 所 示 經 過 調 和 後, 利 用 廣 用 試 紙 測 試 其 酸 鹼 度, 兩 者 也 都 呈 現 中 性 ( 三 ) 市 售 黃 豆 經 過 與 奶 粉 相 同 的 製 備 過 程, 則 是 萃 取 出 大 豆 球 蛋 白, 黃 豆 汁 製 備 出 來 之 膠 水 會 有 略 帶 些 細 微 的 顆 粒, 如 ( 圖 23) ( 四 ) 動 物 性 與 植 物 性 蛋 白 質 萃 取 液 在 未 加 入 醋 酸 前 為 弱 酸 性, 經 過 小 蘇 打 調 和 為 中 性, 塗 於 木 板 上 24 小 時 後, 可 觀 察 到 只 有 米 豆 與 花 生 的 蛋 白 質 無 法 成 為 具 有 黏 性 之 膠 水, 而 承 載 拉 力 最 差 的 為 雪 蓮 子 圖 22 全 脂 ( 左 ) 與 脫 脂 奶 粉 ( 右 ) 萃 取 的 酪 蛋 白, 可 明 顯 觀 察 到 顏 色 的 不 同 圖 23 大 豆 球 蛋 白, 製 備 成 膠 水 略 帶 細 微 的 顆 粒 23

二 奶 粉 與 黃 豆 製 成 天 然 蛋 白 膠 水 後 黏 著 於 不 同 材 質 上 的 觀 察 : ( 一 ) 全 脂 脫 脂 奶 粉 與 黃 豆 製 備 成 的 膠 水 能 夠 把 木 材 壓 克 力 片 相 互 黏 著 在 一 起, 此 時 可 能 是 因 為 萃 取 出 來 的 酪 蛋 白 或 大 豆 球 蛋 白, 含 有 少 許 的 水 份 因 此 能 讓 不 同 材 質 的 待 測 物 先 行 以 分 子 間 的 力 量, 而 相 互 聚 在 一 起 ( 二 ) 本 組 試 驗 以 模 型 膠 水 當 作 對 照 組, 但 模 型 膠 水 無 法 黏 著 木 板 及 小 磚 塊, 主 要 原 因 是 木 板 及 小 磚 塊 其 表 面 具 有 毛 細 孔, 因 此 會 把 塗 擦 於 表 面 模 型 膠 水 吸 收 進 去, 而 不 會 停 留 於 其 表 面 上, 因 此 僅 能 夠 黏 著 壓 克 力 片 ( 三 ) 木 板 若 未 先 行 泡 水 瀝 乾, 直 接 塗 抹 蛋 白 膠 水, 黏 著 效 果 不 穩 定, 可 能 原 因 : 木 板 乾 燥 程 度 不 一 致, 蛋 白 質 無 法 做 有 效 滲 透 且 先 行 泡 水, 也 有 清 潔 的 效 果 三 天 然 蛋 白 膠 水 不 同 萃 取 溫 度 之 黏 滯 性 與 承 載 重 力 探 討 : ( 一 ) 能 夠 黏 緊 的 原 因 主 要 是 酪 蛋 白 與 大 豆 球 蛋 白 由 原 先 富 含 水 份 至 水 份 逐 漸 消 失, 因 此 彼 此 間 的 分 子 拉 得 更 緊, 內 聚 力 更 為 明 顯, 能 夠 讓 不 同 材 質 的 物 品 而 彼 此 黏 著 在 一 起 ( 二 ) 於 透 明 壓 克 力 片 上, 能 清 楚 地 觀 察 到 蛋 白 質 乾 到 之 黃 色 痕 跡, 由 於 黃 豆 汁 中 含 有 細 微 的 顆 粒, 因 此 其 黏 著 痕 跡 更 為 明 顯 ( 三 ) 以 不 同 加 熱 溫 度 萃 取 的 動 物 性 與 植 物 性 蛋 白 質 所 製 成 的 類 成 品, 其 承 載 拉 力 之 表 現 情 形 1 經 不 同 溫 度 所 製 備 的 蛋 白 膠 水 塗 於 木 板 上 的 乘 載 拉 力, 第 1 天 皆 可 以 承 載 約 9.5 公 斤 重, 但 有 經 過 加 熱 致 使 蛋 白 質 被 破 壞, 則 降 低 承 載 重 量 的 拉 力, 主 要 蛋 白 質 變 性 太 嚴 重 被 分 成 過 多 小 分 子, 無 法 連 結, 減 低 了 黏 結 效 果 2 經 不 同 溫 度 所 製 備 的 蛋 白 膠 水 塗 於 壓 克 力 片 上 的 承 載 拉 力, 以 常 溫 萃 取 的 承 重 效 果 最 好 而 在 黃 豆 製 成 的 蛋 白 膠 水 較 不 適 用 於 光 滑 材 質 上 ( 四 ) 黏 滯 程 度 以 脫 脂 牛 奶 在 常 溫 下 萃 取 的 滑 動 時 間 最 長, 顯 示 其 黏 滯 效 果 佳 可 見 蛋 白 質 未 經 高 溫 處 理 後, 性 質 無 改 變 其 之 間 的 鍵 結 力 仍 強, 以 致 黏 著 效 果 佳 ( 五 ) 此 處 說 明 加 熱 致 蛋 白 質 變 性 效 果 最 顯 著, 反 降 低 其 黏 性 24

四 天 然 蛋 白 膠 水 適 用 性 及 耐 酸 鹼 性 之 觀 察 ( 一 ) 全 脂 及 脫 脂 奶 粉 黃 豆 汁 與 白 膠 所 黏 成 的 木 片, 在 未 經 過 浸 泡 於 酸 性 與 鹼 性 溶 液 其 拉 力 測 試, 都 可 承 受 重 量 約 9 公 斤 重 以 上 的 重 力 拉 扯, 而 經 過 不 同 溶 液 浸 泡 後, 可 承 受 2.5 公 斤 重 以 上 的 重 力, 由 表 7 及 圖 20 觀 察 到 浸 泡 於 鹼 性 溶 液 的 所 能 承 載 重 量 皆 比 其 他 溶 液 來 得 低, 因 此 推 斷 鹼 性 物 質 對 蛋 白 膠 水 的 破 壞 能 力 較 強 ( 二 ) 全 脂 及 脫 脂 奶 粉 黃 豆 汁 與 白 膠 所 黏 成 的 壓 克 力 板, 在 未 經 過 浸 泡 的 拉 力 測 試, 可 承 受 重 量 約 3 公 斤 重 以 上 的 重 力 拉 扯, 而 經 過 不 同 溶 液 浸 泡 後, 僅 有 脫 脂 的 蛋 白 膠 水 可 承 受 500 公 克 以 上 的 重 力 拉 扯 ( 三 ) 隨 著 蛋 白 膠 水 黏 於 木 片 與 壓 克 力 板 的 時 間 愈 長, 其 對 於 重 量 承 載 的 能 力 愈 高 ; 而 有 經 過 不 同 溶 液 浸 泡 的 對 於 重 量 的 承 載 能 力 皆 比 未 浸 泡 來 得 低 因 此 證 明 蛋 白 膠 水 若 沒 有 經 過 防 水 處 理, 溶 液 仍 有 可 能 滲 透 入 蛋 白 膠 水 中, 使 之 黏 性 減 低 25

柒 結 論 一 製 備 膠 水 過 程 中, 加 熱 與 加 入 醋 酸, 是 讓 蛋 白 質 產 生 變 性, 其 主 要 的 是 讓 蛋 白 能 夠 聚 集, 再 經 過 濾 分 離 中 和 後, 即 有 膠 水 黏 著 的 效 果 二 全 脂 脫 脂 奶 粉 與 黃 豆 的 膠 水 能 夠 把 木 材 壓 克 力 片 及 小 磚 塊 相 互 黏 著 在 一 起, 此 時 可 能 是 因 為 萃 取 出 來 的 酪 蛋 白 或 球 蛋 白, 含 有 少 許 的 水 份, 因 此 能 夠 讓 不 同 材 質 的 材 質 能 夠 以 分 子 間 的 力 量, 而 相 互 聚 在 一 起 三 經 不 同 溫 度 所 製 備 的 蛋 白 膠 水 塗 於 木 板 上 的 承 載 拉 力, 第 1 天 皆 可 以 承 載 約 9.5 公 斤 重, 但 若 致 使 蛋 白 質 加 熱 後 破 壞 會 降 低 承 載 重 量 的 能 力, 主 要 蛋 白 質 變 性 後 分 成 過 多 小 分 子, 減 低 了 黏 結 效 果 四 由 表 2 與 圖 15 所 觀 察 到 結 果 與 在 木 板 上 完 全 不 太 相 同, 以 經 過 室 溫 萃 取 的 承 重 效 果 最 好, 陰 乾 天 數 越 長, 分 子 間 的 水 份 減 少 會 增 加 聚 合 效 果, 因 此 可 承 重 效 果 會 增 加 五 經 不 同 溫 度 所 製 備 的 蛋 白 膠 水 塗 於 木 板 上 的 承 載 拉 力, 不 論 是 動 物 性 與 植 物 性 的 第 1 天 後 皆 可 以 承 載 約 9.30 公 斤 重, 研 判 木 材 類 有 較 強 的 吸 濕 能 力, 蛋 白 質 滲 入 木 板 孔 隙, 致 效 果 佳, 第 3 天 則 採 地 磅 用 砝 碼 荷 重 試 驗, 脫 脂 牛 奶 類 成 品 斷 裂 於 木 板 開 孔 掛 繩 處 六 由 表 4~ 表 6 可 觀 察 出 利 用 不 同 溫 度 所 製 備 而 得 的 動 物 及 植 物 性 蛋 白 膠 水 的 黏 滯 程 度, 會 隨 著 製 備 溫 度 增 加 而 降 低 七 由 表 7~ 表 8 可 觀 察 到 : 全 脂 及 脫 脂 奶 粉 黃 豆 汁 與 白 膠 所 黏 成 的 木 片, 在 未 經 過 浸 泡 於 酸 性 與 鹼 性 溶 液 其 拉 力 測 試, 都 可 承 受 約 9 公 斤 以 上 的 重 力 拉 扯, 而 經 過 不 同 溶 液 浸 泡 後, 可 承 受 2.5 公 斤 重 以 上 的 重 力, 而 浸 泡 於 鹼 性 溶 液 的 所 能 承 載 重 量 皆 比 其 他 溶 液 來 得 低, 因 此 推 斷 鹼 性 物 質 對 蛋 白 膠 水 的 破 壞 能 力 較 強 八 全 脂 及 脫 脂 奶 粉 黃 豆 汁 與 白 膠 所 黏 成 的 壓 克 力 板, 在 未 經 過 浸 泡 的 拉 力 測 試, 可 承 受 重 量 約 3 公 斤 以 上 的 重 力 拉 扯, 而 經 過 不 同 溶 液 浸 泡 後, 僅 有 脫 脂 的 蛋 白 膠 水 可 承 受 500 公 克 以 上 的 重 力 拉 扯 26

九 隨 著 蛋 白 膠 水 黏 於 木 片 與 壓 克 力 板 的 時 間 愈 長, 其 對 於 重 量 承 載 的 能 力 愈 高 ; 而 有 經 過 不 同 溶 液 浸 泡 的 對 於 重 量 的 承 載 能 力 皆 比 未 浸 泡 來 得 低 因 此 證 明 蛋 白 膠 水 若 沒 有 經 過 防 水 處 理, 溶 液 仍 有 可 能 滲 透 入 蛋 白 膠 水 中, 使 之 黏 性 減 低 十 從 自 製 天 然 膠 水 給 我 們 一 個 啟 示 : 常 常 我 們 看 起 來 沒 有 價 值 的 東 西, 經 過 思 考 後, 就 可 以 有 很 好 的 創 意 來 造 福 社 會 ; 在 此 感 謝 師 長 協 助 我 們 申 請 專 利, 申 請 號 :101113457 化 學 實 驗 實 在 很 神 奇, 但 也 要 注 意 安 全, 我 們 研 究 的 材 料 有 用 到 化 學 品, 雖 不 會 害 人 體, 但 在 過 程 當 中, 老 師 仍 要 求 我 們 戴 手 套 及 護 目 鏡, 遵 守 實 驗 安 全 27

捌 參 考 資 料 及 其 他 一 中 英 文 書 籍 陳 育 仁 黃 經 良 王 存 立 林 小 昭 編 著 (2004) 小 牛 頓 科 學 百 科 第 五 冊 物 質 的 溶 解 - 酸 性 中 性 鹼 性 台 北 市 : 牛 頓 出 版 林 長 平 劉 瑞 芬 莊 榮 輝 丁 詩 同 李 宣 書 編 著 (2009) 生 物 技 術 概 論 台 北 市 : 華 杏 出 版 高 宇 編 著 (2003) 生 物 化 學 ( 上 冊 ) 蛋 白 質 的 變 性 台 北 市 : 鼎 茂 圖 書 出 版 劉 進 德 洪 元 平 編 著 (2010 ) 乳 牛 的 飼 養 新 北 市 : 五 洲 出 版 敏 濤 (2009) 植 物 蛋 白 質 豆 類 台 北 市 : 新 文 山 出 版 Hunter, K. & Kiffmeyer, D. (2004). Earthbag Building: The tools, tricks and techniques. Gabriola Island: New Society Publishers. 二 網 路 資 源 膠 水 的 主 要 成 分 膠 水 的 原 理 (2010.10.12) 知 識 庫 電 子 元 件 技 術 2011 年 12 月 27 日 取 自 : http://www.cntronics.com/public/tool/kbview/kid/551/cid/1 台 灣 科 學 教 育 館 ( 無 日 期 ) 自 製 斤 斤 計 膠 的 膠 水 2012 年 1 月 12 日 取 自 : activity.ntsec.gov.tw/activity/race-1/50/pdf/080209.pdf 第 50 屆 中 小 學 科 展, 國 小 組 化 學 科 台 灣 科 學 教 育 館 ( 無 日 期 ) 天 然 多 功 能 黏 紙 王 2012 年 1 月 12 日 取 自 : http://activity.ntsec.gov.tw/activity/race-1/49/pdf/080209.pdf 第 49 屆 中 小 學 科 展, 國 小 組 化 學 科 台 灣 科 學 教 育 館 ( 無 日 期 ) 黏 土 萬 用 在 哪 裡?2012 年 1 月 12 日 取 自 : http://activity.ntsec.gov.tw/activity/race-1/49/pdf/030202.pdf 第 49 屆 中 小 學 科 展, 國 中 組 化 學 科 台 灣 科 學 教 育 館 ( 無 日 期 ) 黏 度 大 考 驗 2012 年 1 月 12 日 取 自 : http://activity.ntsec.gov.tw/activity/race-1/48/elementary/080821.pdf 第 48 屆 中 小 學 科 展, 國 小 組 生 活 應 用 科 台 灣 科 學 教 育 館 ( 無 日 期 ) 黏! 黏! 黏! 接 著 劑 黏 著 強 度 之 探 討 2012 年 1 月 12 日 取 自 : http://activity.ntsec.gov.tw/activity/race-1/27/pdf/27s/381.pdf 28

評 語 080201 能 針 對 實 驗 主 題 設 計 實 驗 的 方 法 唯 變 因 控 制 宜 更 加 明 確 以 便 比 較, 說 明 更 求 清 楚 或 詳 述 080201- 評 語