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淀粉胶粘剂的制作方法

发布时间:2011-12-7 点击率:9258
论淀粉胶粘剂的生产方法
淀粉胶粘剂是近年来采用较多的一种瓦楞纸箱生产用胶粘剂,主要原料是玉米淀粉或木薯淀粉。由于生产淀粉胶粘剂原料来源广、价格低、粘接性能较好,所以,目前世界上大多数瓦楞纸厂都用它制作胶粘剂。生产淀粉胶粘剂的方法有多种,且各有其特点,下面就对生产淀粉胶粘剂的各种方法加以介绍。
 1 淀粉胶粘剂生产方法
 1.1 碱糊法
 它是将水与淀粉、稀碱混合,升温到40℃,连续搅拌即成。该方法工艺简单,所用原材料少,但是因淀粉的功能基没有变化,粘合力不理想,故很少采用。
 1.2 糊精法
 此方法是将淀粉直接焙烧(190230℃),或在少量盐酸、硝酸存在下于110140℃焙烧,或经过微生物发酵而成。它制成的胶粘剂流动性能好,pH值接近中性,腐蚀性小,但它不能使淀粉的功能基发生变化,粘结力和防腐防霉能力差,不能贮存,工艺较复杂,终点难以控制,相对分子质量大小波动大,质量不稳定。所以,目前应用也比较少。
 1.3 主体载体法
 它是将少量氧化淀粉加氢氧化纳,糊化后的稀糊物为载体,再将未糊化的淀粉或氧化淀粉作为主体混合在一起,靠上胶后的突然高温将生淀粉或氧化淀粉爆裂而糊化。该方法生产的瓦楞纸质量好较好,但仅适宜高速连续机生产。 
 1.4 氧化淀粉法
 它是利用氧化剂将淀粉氧化,使原来淀粉的葡萄糖单元6位碳上的羟甲基变为醛基和羧基,这种功能基的变化既增加了淀粉与纸纤维的粘结力,又提高了它的防腐防霉能力。同时氧化又可使淀粉的长分子链变成短分子链,使制得的胶粘剂流动性提高,便于在机上涂布,根据氧化时采用的工艺方法不同,又可分为热制法和冷制法两种。(正常生产的氧化淀粉
 1.4.1 热制法
 氧化剂通常是过氧化氢  、次氯酸钠,反应在60℃左右进行,反应时间为2h。该法生产的胶粘剂粘结力和防霉能力都较好,但是该法是在60℃热制的,必须热制热用,不能贮存运输,要随制随用,这无疑给生产带来了麻烦。(随产随用) 
 1.4.2 冷制法
 即在常温制造常温使用,制造温度与使用温度一致,粘度稳定,并且该法是冷法生制再加上醛基的存在,不易发霉、腐烂,可长期贮存运输。虽然冷制法生产胶粘剂的优点很多,但是,在低温下实现氧化反应是一个不利因素,所以,要使氧化反应顺利进行必须选择合适的催化剂。生产实践证明,采用冷法生产氧化淀粉最适宜的催化剂是硫酸镍。 
 2 淀粉胶粘剂生产新方法
 上述介绍了几种淀粉胶粘剂的生产方法,虽然采用上述生产方法生产的胶粘剂在生产中应用的比较普遍,但是这些胶粘剂也存在一定的不足。如采用过氧化氢、次氯酸钠为催化剂氧化程度不易控制、成品的质量不够稳定,干燥速度较慢,耐水性差等等。随着科学技术的不断发展,目前,科研人员已经研究出了许多生产淀粉胶粘剂的新方法,下面分别加以介绍。 
 2.1 改进主体载体法
 采用通常的主体载体方法生产的淀粉胶粘剂粘合纸板后再浸在水中,大约20min瓦楞纸与地面纸就分离,纸板便破坏,这种纸板很不适合制特殊要求的纸箱,如包装蔬菜、水果食品类所使用的纸箱,经常与水接触,并放在冰库储存或冷藏车内运输,因此,要提高纸箱的使用寿命,必须要提高胶粘剂的耐水性。改进的主体载体法是在淀粉胶粘剂中加入一定量的脲醛,即生产出的是脲醛淀粉胶粘剂。在加入脲醛之前必须先用盐酸中和,使pH值达到9192,然后加入1%2%的脲醛,采用这种方法生产的淀粉胶粘剂其粘度明显增大,对于提高纸板的抗水性有一定的效果,如利用日本生产的瓦楞纸做成的纸  板浸水后2h以上仍不分离,合乎生产的要求。 
 2.2 高锰酸钾法
 通常的氧化淀粉是以过氧化氢、次氯酸钠为氧化剂与淀粉作用而制得胶粘剂,但是其具有氧化程度不易控制、成品的质量不稳定的缺点,而使用高锰酸钾、过氧化氢为氧化剂,可通过高锰酸钾的自身显色控制反应程度,而且制得的产品质量优于前者。酸性高锰酸钾使淀粉中部分还原醇基被氧化为羧基、醛基及酮基,这种氧化降解深度可以通过氧化剂的加入来控制,从而制得一定深度的氧化淀粉,再加入氢氧化钠使之与淀粉中未氧化的醇基结合,发生溶胀糊化具有胶粘性,最后加入络合剂硼砂,使成品具有交联增粘作用,利于加速粘合,锰离子与氢氧化钠作用可生成一种胶体固化膜,可提高胶粘剂的抗水性。 
 2.3 固体胶粘剂
 生产法这种胶粘剂是以变化淀粉(氧化淀粉16%21%)、氢氧化钠(13%)和硼砂(04%)为主要原料混合而成。其中氧化淀粉的制取可采用以次氯酸钠、过氧化氢为氧化剂的方法。在具体使用时,可根据不同的用途,按配方称好各种组分,分取不同的水量(一般用量在76%81%),分别将氢氧化钠、硼砂配成一定浓度的溶液,并将氧化淀粉调成浆液,徐徐加入氢氧化钠溶液,搅拌2min后静置,待浆液完全糊化后,加入硼砂溶液,并用剩余的水稀释至合适的稠度,搅拌均匀,略加静置即成所需的胶粘剂。这种胶粘剂的最大优点是运输费用非常低,且易于包装贮存,较液体胶粘剂有许多的先进性。 
 2.4 α—淀粉酶的应用
 通常的淀粉胶粘剂固体含量较低,在使用时使纸板干燥时间延长,从而导致生产效率降低,生产条件控制不好,有时不会引起淀粉胶粘剂在贮存期失效。为了增大淀粉胶粘剂的固体含量,最简单的方法就是用α—淀粉酶将淀粉长链分子水解为短链分子,使淀粉的粘度控制在一定的范围以适应纸箱行业的需要  。研究结果发现,用从枯草杆菌中所获得的α—淀粉酶水解淀粉的最佳温度为90℃,反应的pH值为6062,反应结束后,用EDTA在100℃以上结束反应最为有效,它可以将残余酶活力降至最低,从而抑制胶粘剂在贮存过程中的粘度降低。 
 2.5 高分散性淀粉胶粘剂生产法
 这种淀粉胶粘剂是采用酶解复合变性方法制得的一种新型淀粉胶粘剂,可用于纸箱、木材、金属包装物的外表面彩色水性涂料的配制,是阿拉伯胶及桃胶的理想替代品。其生产大致工艺是,先将淀粉以水调成25%左右的粉浆,调整粉浆的pH值为6065,加入液化淀粉酶,加热后在9092℃保温液化1560min,所得液化液冷却后进行变性处理,然后经过脱色、过滤、去杂、浓缩,再添加分散剂、润滑剂、消泡剂、杀菌剂等,调和均匀即得浅棕褐色不透明的粘稠液体。涂布对比试验证明,这种淀粉胶粘合剂对于各种颜料来讲,效果均较好,可以作为阿拉伯胶和桃胶的替代品。
 另外液体淀粉胶粘剂可以经过干燥、粉碎而成为固体细粉,便于保存和运输,并且有利于克服液体产品粘度逐渐增大的弊病,具有广阔的应用前景。 
结语
上述主要介绍了淀粉胶粘剂生产的一般方法和新方法,可以看出,生产淀粉胶粘剂的新方法和一般方法相比具有明显的优点,是未来淀粉胶粘剂的发展方向,将其加以应用和推广对我国包装行业的发展具有重要的意义。

 
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