氧化淀粉粘合剂

氧化淀粉粘合剂

瓦楞纸板是国内外纸制品包装行业广泛使用的纸箱材料，制造瓦楞纸板必须采用粘合剂来粘接瓦楞介质与纸面。对粘合剂的基本要求是必须具有适宜的流动性，较快的固化速度，较强的粘合力和较高的粘度稳定性。

利用南方地区盛产的木薯淀粉为原料，采用过氧化氢法研制氧化淀粉粘合剂，它具有粘度稳定性高，流动性适中，粘合力强，渗透性强，易于糊化等优点，适合用作制造瓦楞纸板的粘合剂。

过氧化氢氧化淀粉作为瓦楞纸箱粘合剂，其产品有液体和固体两种。液体粘合剂粘度稳定性较差，不易久存，运输不便，只适合自产自用。为了克服上述缺点， 在进行液体粘合剂研制基础上，着重进行固态氧化淀粉粘合剂的研究。

一、材料和方法

1.材料

木薯淀粉，过氧化氢(30%)(AR)，硫代硫酸钠(CP)，氢氧化钠(CP)，玉米油，皂土和硼砂。

2.氧化淀粉制备

100克木薯淀粉加入到盛有200毫升水的400毫升烧杯中，搅拌配成33%淀粉乳，在30℃下搅匀15分钟，然后依次加入H2O2(30%)15毫升，适量玉米油和适量复合保护

剂，于30℃下搅拌反应1.5小时，在反应结束前加入2克硫代硫酸钠，搅拌10分钟终止反应。洗涤，过滤，干燥，得氧化淀粉。

3.分析方法

(1)室温下粘度的测定

6克样品于200毫升烧杯中，加入20毫升水，搅匀，然后加入180毫升1%NaOH溶液搅拌3分钟，静置7分钟(25℃)，制得3%淀粉糊，取150毫升置于高型烧杯中，用NDJ-1型旋转式粘度计(0号转子)测定25℃下粘度。

(2)羧基含量的测定

将2克样品放于250毫升锥形瓶中，加入50毫升水，搅匀，隔石棉网于电炉上加热，不时搅动，约15分钟使淀粉糊化完全，加入1%酚酞指示剂1-2滴，趁热用0.1NNaOH溶液滴定，液体呈粉红色为终点，记录消耗NaOH毫升数，用同量的原淀粉作空白对照试验。

(3)室温下透光率的测定

将0.5克样品加入5毫升水溶解，加入45毫升30%NaOH溶液搅拌3分钟，然后静置27分钟(25℃)，制得1%的淀粉糊，用721发光光度计在650nm波长处测定透光率，以蒸馏水作空白实验(透光率为100)，以T%表示。

(4)流度的测定

取样品15克于250毫升烧杯中，加入85毫升水，搅匀，滴加30%NaOH溶液6毫升，搅拌至完全糊化后放置0.5小时，把上述

糊化液倒入孔径6毫米，颈长150毫米的漏斗中，用秒表计时，以流体断线时的时间表示流度，测定3次取平均值。

(5)水分含量测定

采用SC 69-02 B型水分快速测定仪测定。

(6)流动性的测定

用5-7毫米粗的玻棒插入溶液中10厘米深处，然后挑起，胶水下滴断线处长3-9厘米，才算合格。

4.液体粘合剂的配制

用氧化淀粉15克，加到80毫升水中，然后在搅拌下，加入30%NaOH溶液5-6毫升，2克皂土和0.3克硼砂，搅匀，则制得约100毫升液体粘合剂。即可用于瓦楞纸板的粘接。胶液透明呈米黄色。

二、结论

工艺参数选择的基础试验

(1)过氧化氢用量选择

固定反应温度40℃，反应时间1小时，以产品的粘度为指标，比较H2O2不同用量的反应状况，观察到氧化剂的用量对产品氧化程度(以粘度为表征)的影响很大。H2O2用量少，氧化程度不够，产品粘度过大，稠则用量少，氧化程度不够，产品粘度过大，稠度大，流动性差；当H2O2用量提高，氧化程度增大，产品粘度降低，浸润性和稳定性均提高，流动性和粘接力也变好。但H2O2用量太大，产品粘度降低太多，反而影响粘接能力。实验表明产品质量要求粘度控制在5-15(mP·s)左右合适，而H2O2用量选择13-15毫升合适。

(2)反应温度

固化反应时间1小时，H2O2用量15毫升，比较不同反应温度的氧化结果，可知:

氧化反应温度对产品的粘度和稳定性影响较大。温度低，反应时间宜延长，或H2O2用量需加大；否则反应不完全，产品粘度高且不稳定，配成液体粘合剂，贮存时易发生胶冻(凝集)现象，温度太高，则淀粉易发生糊化现象，不利于氧化反应进一步进行。试验发现，控制氧化反应温度为30-40℃比较合适，但从能耗、成本和操作难易等综合考虑，选择30℃为宜。

固定H2O2用量15毫升(100克淀粉)，反应温度30℃，比较不同的反应时间的影响情况，结果氧化反应时间对产品的粘度、透明度以及羧基含量有较大影响。随着反应时间的延长，氧化程度增高，羧基含量增大，产品的粘度逐渐降低，且透明度越来越好。观察到，反应时间在1.5-2.5小时，粘度值变化趋于平稳，粘度范围符合产品质量要求。综合考虑生产操作和产品质量指标要求，选择反应时间为1.5小时。

(3)添加终止剂

基础实验表明H2O2用量应为13-15毫升(100克淀粉)，实际中采用15毫升。为避免反应结束后残留H2O2在后处理和贮存过程中继续起氧化作用，应采取加入适量的终止剂Na2S2O3终止反应。其用量为淀粉量的2%。

(4)复合保护剂的使用

选择室温(30℃)氧化工艺，制备氧化淀粉，由于低温反应，其产品配成液体粘合剂贮存时，较易出现胶冻凝聚现象，因此，认为在反应过程中加入复合保护剂，避免了配制的粘合剂在贮存和使用中出现胶冻现象，延长了保存期。它还能起到抗老化和防腐作用。