玉米淀粉粘合剂报告

实训报告项目名称：

一、产品简介

一种白色粉末，主要是从玉米、白薯、马玲薯和小麦中提取，它没有粘合性能，淀粉要起到胶粘作用，必须在水中分散形成一种颗粒状悬浮液进行熬制胶状分散体，熬制后的形式即通常所说的糊化淀粉。用作胶糊剂的淀粉在制备时要求固含量25％～35 ．

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。玉米淀粉黏合剂因成本低廉、方便配制、较好的粘合质量，被广泛用于包装工业，也是最常用的纸板黏合剂，下面从玉米淀粉黏合剂的粘合机理、原材料组分、配制工艺及质量要求等应用技术几方面进行简要介绍。

黏合剂的粘合机理分析：对于两个同类或不同类的固体，由于介于两者表面的另一种物质的作用而牢固地结合起来，这种现象称为粘合。介于两固体表面间的物质称为黏合剂(也称为粘结剂)，两边的固体则称为被粘物。

粘合性能是黏合剂的最主要性能指标，要获得最大的粘合强度，首先要求黏合剂与被粘物之间达到最大的接触；在一定的接触表面情况下，黏合剂对被粘表面应具有良好的亲和性，也就是有良好的润湿性，这是必要条件之一。因此，黏合剂对被粘物体的润湿能力是衡量粘附性的先决条件。润湿只是一个宏观现象，黏合剂之所以能牢固地粘合两个相同或不同的材料，其实质是由于界面发生了粘附结合力即粘合力的作用。粘合力是黏合剂与被粘物两种分子之间的相互作用力，还有化学键力，在多数情况下主要是极性键力在起作用。

二、产品性质

胶液呈中性，对货物无污染，可长期存放，其黏合性不会改变。可在室温下黏合，且其黏合设备、工艺和使用泡花碱时完全相同。

使用时应该注意如下事项：

1.氧化反应时间应该控制在40-60min

2.糊化反应时间应该控制在10-20min

3.从氧化开始到糊化成胶黏剂全程约1-2h

三、合成方法（主要制备方法及特点、欲采用的方法及理由）

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。

2 糊精法：此方法是将淀粉直接焙烧(190～230℃),或在少量盐酸、硝酸存在下于110～140℃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。

3 主体一载体法：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。

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。

5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。

6 制冷法：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。

四、操作过程

1.工艺流程

稀碱液水水氧化剂硼砂添加剂

粗淀粉-→精制-→干燥-→过筛-→调浆-→氧化-→糊化-→络合-→

产品Ⅰ---→产品Ⅱ或助剂

2.仪器设备及试剂

试剂：玉米淀粉40g,水240g，硼砂0.65g，烧碱2.7g，双氧水0.4g。

仪器设备：500ml四口瓶一个，搅拌器，电热套，烧杯量筒，玻璃棒，

3.操作步骤

(1)在烧杯内加入120g水（总量的1|2），加热到60—65度

(2)将40g淀粉加入水中，边加边搅拌，加入百分之三十的烧碱2.25g，

（总量约9g）搅拌。

(3)将溶液百分之三十的双氧水0.4g加入十倍的水稀释，然后加入烧杯中，

进行搅拌，约0.5-1小时，使物料从分氧化。

(4)将剩余的烧碱一次性加入锅内搅拌，进行糊化。

(5)将60-65的热水120g加入烧杯内经行稀释，叫板溶液

(6)将硼砂0.65g加十倍水溶解后假如烧瓶内进行搅拌，至呈半透明状即可。

五、结果与讨论（工艺条件、注意事项）

注意事项：

1 温度的影响

提高氧化反应温度，除了增大反应速率、缩短反应时间外，还能增大反应深度。温度越高，氧化程度越深，分子链越短，粘度降低，流动性和稳定性提高，试验结果列于表6中。

2 碱用量的影响

氧化淀粉本身不溶解于水，没有胶粘性，只有加入碱处理以后才能成为粘合剂。NaOH作糊化剂，在水中电离后与淀粉中的羟基结合，破坏氢键，使淀粉大分子间作用力减弱，溶胀糊化，同时使氧化形成的羧基成为钠盐，增加了亲水性和溶解性，又抗凝胶，使粘合剂易于贮存，还能使淀粉中的果胶、蛋白质和糖分别转化为胶质，增加粘合剂的粘度和硬度。若碱量过多，虽然粘合剂透明性好，流动性好，贮存时间长，但胶液粘度会下降，且易产生泡沫，造成脱胶现象，对纸纤维也有一定的腐蚀作用；若用量太少，会造成淀粉糊化不充分，粘接力小，流动性差。

由表7可以看出，NaOH用量越大，胶粘剂的粘度越低。

3 硼砂的影响

本实验加入硼砂作为交联剂。硼砂(Na2B4O7·10H2O)晶体是由[B4O5(OH))4)2-和Na+离子以及H2O分子组成，在水中电离产生负离子[B4O5(OH)4]2-。硼砂分子中含有多个羟基，能与溶胀了的氧化淀粉发生轻度交联，引入酯化或醚化基团，形成适当的网状结构，使淀粉具有一定程度的抗热性和耐酸性，降低淀粉的凝沉性，粘度在低温下仍然保持稳定。另一方面，氧化淀粉通过适当交联，能增大粘合剂的成膜性和薄膜的坚韧性，更好地固着在带有羟基的纸制品、棉制品表面，能阻止胶及水份向被粘物内部渗透，于是可提高初粘力、耐水性和干燥速度。但是，以硼砂作为交联剂，其用量不宜过多，以免与淀粉交联成较大的网络结构，使胶体流动性变差，粘稠度变大，甚至凝胶，难以使用，并会加深产品颜色。用量过少，交联不够，粘着力和成膜性差，达不到初粘强度，上机使用会出现脱胶现象，并且会使淀粉胶的防霉能力减弱。硼砂用量可视具体情况酌情增减。

工艺条件

来料要求：干物含量≤1.2％，淀粉含量≤20％ SO2含量：0.02～0.03％，砂粒：无

工序产品规格：一级溢流浓度：5.5～7.4BX，十二级底流浓度36～40BX，十二级底流蛋白含量：≤0.4％

工序产品规格：一级溢流浓度：5.5～7.4BX，十二级底流浓度36～40BX，十二级底流蛋白含量：≤0.4％

工作条件：操作压力：0.42MPa～0.63MPa，洗水量： m3/h，洗水温度：40～43℃

六、结论

制备玉米淀粉粘合剂的优化工艺条件为：复合氧化剂用量为0．96％，淀粉倍水量6．5，氢氧化钠用量为12％，硼砂用量为1％，氧化过程pH值9-10，氧化时间2 h，糊化时间15 min，氧化、糊化温度均为55 ℃。制得的粘合剂粘度可达到白乳胶水平。使用复合氧化剂和控制氧化体系pH值，有利于控制氧化深度，与单组份氧化剂氧化法比较，提高了贮存稳定性和流动性，便于施胶，同

时可使粘合剂固含量达到20％以上，有利于提高纸板挺度、强度和干燥速度。