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澱粉膠的種類

發布時間: 2012/12/14 10:00:29

 

  澱粉膠膠黏劑類型較多,分類方法也不盡一致,最常用的是按材料分類法、制備分類法和應用領域分類等。

  1.1按材料分類

  玉米澱粉膠黏劑;小麥澱粉膠黏劑;土豆澱粉膠黏劑;木薯澱粉膠黏劑;大米澱粉膠黏劑;甜薯澱粉膠黏劑等。

  1.2按制備方法

  糊化澱粉膠黏劑;膨化澱粉膠黏劑;氧化澱粉膠黏劑;共混酯化澱粉膠黏劑;共混接枝改性澱粉膠黏劑等。

  其中共混接枝改性又是以聚乙烯醇改性和丙烯酸改性較為普遍。

  1.3按應用領域

  紙板箱用澱粉膠黏劑;標簽用澱粉膠黏劑;木材加工澱粉膠黏劑;建築用澱粉膠黏劑;裝裱裝飾用澱粉膠黏劑;其他方面用澱粉膠黏劑等。

  其中又以紙箱用澱粉膠黏劑用量最大,膠黏劑的研究與開發工作十分活躍。[2]

  2澱粉膠黏劑的制備方法

  澱粉膠粘劑是近年來采用較多的一種瓦楞紙箱生產用膠粘劑,主要原料是玉米澱粉或木薯澱粉:由於生產澱粉膠粘劑原料來源廣、價格低、粘接性能較好。所以,目前世界上大多數瓦楞紙廠都用它制作膠粘劑生,澱粉膠粘利的方法有多種,且各有其特點,下面就塒生產澱粉膠粘劑的各種方法加以介紹。

  2.1傳統生產方法

  2.1.1堿糊法

  它是將水與澱粉、稀堿混合,升溫到40℃,連續攪拌即成。該方法工藝簡單,所用原材料少,但是因澱粉的功能基沒有變化,粘合力不理想,故很少采用。

  2.1.2糊精法

  此方法是將澱粉直接焙燒(190~230℃)或在少量鹽酸、硝酸存在下於110~140℃焙燒, 或經過微生物發酵而成:它制成的膠粘劑流動性能好,pH值接近中性,腐蝕性小,但它不能使澱粉的功能基發生變化,粘結力和防腐防黴能力差,不能貯存,工藝較複雜,終點難以控制,相對分子質量大小波動大,質量不穩定所以,目前應用也比較少。

  2.1.3主體一載體法

  它是將少氧化澱粉加氨氧化納,糊化後的稀糊物勾載體,再將未糊化的澱粉或氧化澱粉作為主體混合在一起,靠上膠後的突然高溫將生澱粉或氧化澱粉爆裂而糊化該方法生產的瓦楞紙質量好,但僅適宜高速連續機生產。

  2.1.4氧化澱粉法

  它是利用氧化劑將澱粉氧化,使原來澱粉的葡萄糖單元6位碳上的羥甲皋變為醛基和羧基,這種功能基的變化既增加了澱粉與紙纖維的粘結力,又提高了它的防腐防黴能力。同時氧化又可使澱粉的長分子鏈變成短分子鏈,使制得的膠粘劑流動性提高,便於在機上塗布,根據氧化時采用的工藝方法不同,又可分為熱制法和冷制法兩種。

  熱制法 氧化劑通常是過氧化氫、次氯酸鈉,反應在60℃左右進行,反應時間為2h。該法生產的膠粘劑粘結力和防黴能力都較好,但是該法是在60℃熱制的,必須熱制熱用,不能貯存運輸,要隨制隨用,這無疑給生產帶來了麻煩。

  冷制法 即在常溫制造常溫使用,制造溫度與使用溫度一致,粘度穩定,並且該法是冷法生制再加上醛基的存在,不易發黴、腐爛,可長期貯存運輸。雖然冷制法生產膠粘劑的優點很多,但是,在低溫下實現氧化反應是一個不利因素,所以,要使氧化反應順利進行必須選擇合適的催化劑。生產實踐證明,采用冷法生產氧化澱粉最適宜的催化劑是硫酸鎳。

  2.2新生產方法

  2.2.1改進主體一載體法

  采用通常的主體一載體方法生產的澱粉膠粘劑粘合紙板後再浸在水中,大約20min瓦楞紙與地面紙就分離,紙板便破壞,這種紙板很不適合制特殊要求的紙箱,如包裝蔬菜、水果食品類所使用的紙箱,經常與水接觸,並放在冰庫儲存或冷藏車內運輸,因此, 要提高紙箱的使用壽命,必須要提高膠粘劑的耐水性。

  改進的主體一載體法是在澱粉膠粘劑中加入一定量的脲醛,即生產出的是脲醛—澱粉膠粘劑。在加入脲醛之前必須先用鹽酸中和,使pH值達到9.1~9.2,然後加入1%-2%的脲醛,采用這種方法生產的澱粉膠粘劑其粘度明顯增大,對於提高紙板的抗水性有一定的效果,如利用日本生產的瓦楞紙做成的紙板浸水後2 h以上仍不分離,合乎生產的要求。

  2.2.2高錳酸鉀法

  通常的氧化澱粉是以過氧化氫、次氯酸鈉為氧化劑與澱粉作用而制得膠粘劑,但是其具有氧化程度不易控制、成品的質量不穩定的缺點,而使用高錳酸鉀、過氧化氫為氧化劑,可通過高錳酸鉀的自身顯色控制反應程度,而且制得的產品質量優於前者。酸性高錳酸鉀使澱粉中部分還原醇基被氧化為羧基、醛基及酮基,這種氧化降解深度可以通過氧化劑的加入來控制,從而制得一定深度的氧化澱粉,再加入氫氧化鈉使之與澱粉中未氧化的醇基結合,發生溶脹糊化具有膠粘性,最後加入絡合劑硼砂,使成品具有交聯增粘作用,利於加速粘合,錳離子與氫氧化鈉作用可生成一種膠體固化膜,提高膠粘劑的抗水性。

  2.2.3固體膠粘劑生產法

  這種膠粘劑是以變化澱粉(氧化澱粉16%—21%)、氫氧化鈉(1.3%) 和硼砂(0.4%)為主要原料混合而成。其中氧化澱粉的制取可采用以次氯酸鈉、過氧化氫為氧化劑的方法。在具體使用時,可根據不同的用途,按配方稱好各種組分,分取不同的水量( 一般用量在(76%—81%)分別將氫氧化鈉、硼砂配成一定濃度的溶液,並將氧化澱粉調成漿液,徐徐加入氫氧化鈉溶液, 攪拌2min後靜置,待漿液完全糊化後,加入硼砂溶液,並用剩餘的水稀釋至合適的稠度,攪拌均勻,略加靜置即成所需的膠粘劑。這種膠粘劑的最大優點是運輸費用非常低,且易於包裝貯存,較液體膠粘劑有許多的先進性。

  2.2.4 a—澱粉酶的應用

  通常的澱粉膠粘劑固體含量較低,在使用時使紙板幹燥時間延長,從而導致生產效率降低,生產條件控制不好,有時不會引起澱粉膠粘劑在貯存期失效: 為了增大澱粉膠粘劑的固體含量, 最簡單的方法就是用a—澱粉酶將澱粉長鏈分子水解為短鏈分子,使澱粉的粘度控制在一定的范圍以適應紙箱行業的需要。研究結果發現,用從枯草杆菌中所獲得的a—澱粉酶水解澱粉的最佳溫度為90℃,反應的pH值為6.0~6.2,反應結束後,用EDTA在100℃以上結束反應最為有效,它可以將殘餘酶活力降至最低,從而抑制膠粘劑在貯存過程中的粘度降低。

  2.2.5高分散性澱粉膠粘劑生產法

  這種澱粉膠粘劑是采用酶解一複合變性方法制得的一種新型澱粉膠粘劑,可用於紙箱、木材、金屬包裝物的外表面彩色水性塗料的配制,是阿拉伯膠及桃膠的理想替代品。

  其生產大致工藝是,先將澱粉以水調成25%左右的粉漿,調整粉漿的pH值為6.0~6.5,加入液化澱粉酶,加熱後在90-92℃保溫液化15~60min,所得液化液冷卻後進行變性處理,然後經過脫色、過濾、去雜、濃縮、再添加分散劑、潤滑劑、消泡劑、殺菌劑等,調和均勻即得淺棕褐色不透明的粘稠液體。

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