多层瓦楞纸淀粉胶的性能探析范文

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《东北林业大学学报》2016年第四期

摘要

分别以玉米淀粉、小麦淀粉、马铃薯淀粉为原料，采用二步法按不同配比制备多层瓦楞纸生产线用淀粉胶黏剂，并对其性能进行研究。结果表明，糊化温度随淀粉胶质量分数和NaOH质量分数的增大而降低;Stein－Hall黏度随NaOH质量分数增大先减小，当NaOH质量分数超过0．7%时，Stein－Hall黏度迅速增大。在同一温度时，Brabender黏度从大到小依次为马铃薯淀粉胶、小麦淀粉胶、玉米淀粉胶;经过同一放置时间时，Brabender黏度从大到小依次为马铃薯淀粉胶、玉米淀粉胶、小麦淀粉胶。

关键词

淀粉胶黏剂;Brabender黏度;Stein－Hall黏度;糊化温度;瓦楞纸板

淀粉胶黏剂是一种价格低、原料来源丰富、无毒的水溶性胶黏剂，广泛应用于瓦楞纸板的制造工艺。但由于淀粉胶黏剂受温度、组成成分的影响很大，造成性能不稳定，在多层瓦楞纸生产线中，质量难以准确控制，特别是胶黏剂的生产黏度及糊化温度对瓦楞纸生产质量有重要的影响［1－3］。但有关这方面的研究比较多，仅张钦发、贺伦英等得出了瓦楞纸单面机用淀粉胶的配方［3］。笔者对多层瓦楞纸板生产线用胶黏剂的糊化温度、生产黏度等性能受淀粉原料种类、NaOH质量分数、放置时间等因素进行了研究，探讨其变化规律。

1材料与方法

玉米淀粉(工业级)、小麦淀粉(工业级)、马铃薯淀粉(工业级)、NaOH(工业级)固体、硼砂(工业级)、复合添加剂(工业级)。本试验采用二步法制淀粉胶黏剂［4－6］。载体淀粉(熟化淀粉)的制备流程为:向烧杯中加入43℃的水，然后加入淀粉搅拌3min，将NaOH溶于水中，再将此碱溶液在搅拌下缓慢加入上述淀粉混合液中，加热到70℃。再继续搅拌20min，放置一定时间，让熟化淀粉温度下降至50℃;然后再加入冷水，继续搅拌即可。主体淀粉的制备流程为:向烧杯中加入32℃的水、淀粉、硼砂、复合添加剂，充分搅拌30min。最后将载体淀粉和主体淀粉混合，充分搅拌30min，然后放置不同时间分别取样进行测试。以上试验按不同配比进行混合，并放置不同时间分别取样，用Stein－Hall杯及Brabender黏度仪分别测量3种淀粉原料制得的不同质量分数、温度、放置时间的胶黏剂样品的生产黏度。并用偏光显微镜和电加热台测定胶黏剂样品的糊化温度。

2结果与分析

2．1胶黏剂淀粉质量分数、NaOH质量分数对胶黏剂糊化温度、Stein－Hall黏度等性能的影响按照上述淀粉胶黏剂制备工艺，淀粉原料选用玉米淀粉，载体淀粉中熟化玉米淀粉质量分数始终保持4．5%不变，然后与主体淀粉相混合。当二步法混合制得的淀粉胶玉米淀粉的质量分数逐渐增大时，玉米淀粉胶的糊化温度变化曲线见图1，玉米淀粉胶的Stein－Hall黏度的变化曲线见图2。可知，糊化温度随玉米淀粉质量分数增大而降低，Stein－Hall黏度随玉米淀粉质量分数增大而增大。按照上述淀粉胶黏剂制备工艺，载体淀粉中熟化淀粉质量分数保持在4．4%，硼砂质量分数保持在1．5%，二步法混合制得的淀粉胶玉米淀粉质量分数保持在23%。当NaOH质量分数逐渐增大时，玉米淀粉胶的糊化温度变化曲线见图3，玉米淀粉胶的Stein－Hall黏度的变化曲线见图4。可知，糊化温度随NaOH质量分数增大而降低，Stein－Hall黏度随NaOH质量分数增大先减小，当NaOH质量分数超过0．7%时，Stein－Hall黏度迅速增大。

2．2胶黏剂小麦淀粉质量分数、NaOH质量分数对胶黏剂糊化温度、Stein－Hall黏度等性能的影响按照上述淀粉胶黏剂制备工艺，淀粉原料选用小麦淀粉，载体淀粉中熟化小麦淀粉质量分数始终保持3．6%不变，当二步法制得的淀粉胶小麦淀粉质量分数逐渐增大时，小麦淀粉胶的糊化温度变化曲线见图5，小麦淀粉胶的Stein－Hall黏度的变化曲线见图6。可知，糊化温度随小麦淀粉质量分数增大而降低，Stein－Hall黏度随小麦淀粉质量分数增大而增大。按照上述淀粉胶黏剂制备工艺，载体淀粉中熟化淀粉质量分数保持在3．6%，二步法制得淀粉胶小麦淀粉质量分数保持在25%，硼砂质量分数保持在0．5%，当NaOH质量分数逐渐增大时，小麦淀粉胶的糊化温度变化曲线见图7，小麦淀粉胶的Stein－Hall黏度的变化曲线见图8。可知，糊化温度随NaOH质量分数增大而降低，Stein－Hall黏度随NaOH质量分数增大先缓慢增大;当NaOH质量分数超过0．7%时，Stein－Hall黏度迅速增大。

2．3温度、放置时间对马铃薯、小麦、玉米淀粉胶Brabender黏度的影响将马铃薯淀粉胶由50℃开始冷却，小麦淀粉胶由55℃开始冷却，玉米淀粉胶由60℃开始冷却。待放置至不同的温度时，分别取样，采用Brabender黏度仪对其Brabender黏度进行测量，结果见图9。可知，Brabender黏度随温度的变化趋势是一致的，即随温度的升高，Brabender黏度逐渐增大。在同一温度时，Brabender黏度从大到小依次为马铃薯淀粉胶、小麦淀粉胶、玉米淀粉胶。将马铃薯、小麦、玉米3种淀粉胶配制完后，放置160min。其间分别在20、60、100、140、160min时取样，采用Brabender黏度仪对其Brabender黏度进行测量，结果见图10。可知，Brabender黏度随放置时间的变化趋势是相似的，即随放置时间的延长，Brabender黏度先急剧增大;超过30min时，Brabender黏度缓慢减小;超过70min，再继续放置时，Brabender黏度又开始增大;超过105min时，Brabender黏度又先减小再增大。在同一放置时间时，Brabender黏度从大到小依次为马铃薯淀粉胶、玉米淀粉胶、小麦淀粉胶。

3结论

糊化温度随胶黏剂淀粉质量分数增大而降低，Stein－Hall黏度随胶黏剂淀粉质量分数增大而增大。糊化温度随NaOH质量分数增大而降低，Stein－Hall黏度随NaOH质量分数增大先减小，当NaOH质量分数超过0．7%时，Stein－Hall黏度迅速增大。Bra-bender黏度随温度的变化趋势是一致的，即随温度的升高，Brabender黏度逐渐增大。在同一温度时，Brabender黏度从大到小依次为马铃薯淀粉胶、小麦淀粉胶、玉米淀粉胶。Brabender黏度随放置时间的变化趋势是相似的，即随放置时间的延长，Brabender黏度先急剧增大;超过30min时，Brabender黏度缓慢减小;超过70min再继续放置时，Brabender黏度又开始增大;超过105min时，Brabender黏度又先减小再增大。在同一放置时间时，Brabender黏度从大到小依次为马铃薯淀粉胶、玉米淀粉胶、小麦淀粉胶。

参考文献

［1］郑文嫣，刘潮霞，车畅．新型玉米淀粉胶黏剂合成工艺对比研究［J］．粘接，2007，28(3):34－36．

［2］贺伦英，向宝坚，何新快．高强度耐水瓦楞纸板淀粉胶黏剂的研制［J］．包装工程，2003，24(6):30－31．

［3］张钦发，贺伦英，曾仁侠，等．影响氧化淀粉胶黏剂黏度的因素的研究［J］．包装工程，2001，22(1):33－35．

［4］曾小君，吴玲玲，王航航．氧化淀粉胶黏剂的交联改性及性能研究［J］．包装工程，2012，33(21):63－65．

［5］储小红，张伟波，吕建平．氧化—接枝双重改性淀粉胶黏剂的制备与性能研究［J］．中国胶黏剂，2012，21(4):2－4．

［6］梁祝贺，黄智奇，张雷娜，等．二步交联法改善淀粉胶黏剂的耐水性［J］．包装工程，2010(7):11－14．

作者：吴艳芬 单位：安徽新闻出版职业技术学院