多層瓦楞紙淀粉膠的性能探析范文

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《東北林業大學學報》2016年第四期

摘要

分別以玉米淀粉、小麥淀粉、馬鈴薯淀粉為原料，采用二步法按不同配比制備多層瓦楞紙生產線用淀粉膠黏劑，并對其性能進行研究。結果表明，糊化溫度隨淀粉膠質量分數和NaOH質量分數的增大而降低;Stein－Hall黏度隨NaOH質量分數增大先減小，當NaOH質量分數超過0．7%時，Stein－Hall黏度迅速增大。在同一溫度時，Brabender黏度從大到小依次為馬鈴薯淀粉膠、小麥淀粉膠、玉米淀粉膠;經過同一放置時間時，Brabender黏度從大到小依次為馬鈴薯淀粉膠、玉米淀粉膠、小麥淀粉膠。

關鍵詞

淀粉膠黏劑;Brabender黏度;Stein－Hall黏度;糊化溫度;瓦楞紙板

淀粉膠黏劑是一種價格低、原料來源豐富、無毒的水溶性膠黏劑，廣泛應用于瓦楞紙板的制造工藝。但由于淀粉膠黏劑受溫度、組成成分的影響很大，造成性能不穩定，在多層瓦楞紙生產線中，質量難以準確控制，特別是膠黏劑的生產黏度及糊化溫度對瓦楞紙生產質量有重要的影響［1－3］。但有關這方面的研究比較多，僅張欽發、賀倫英等得出了瓦楞紙單面機用淀粉膠的配方［3］。筆者對多層瓦楞紙板生產線用膠黏劑的糊化溫度、生產黏度等性能受淀粉原料種類、NaOH質量分數、放置時間等因素進行了研究，探討其變化規律。

1材料與方法

玉米淀粉(工業級)、小麥淀粉(工業級)、馬鈴薯淀粉(工業級)、NaOH(工業級)固體、硼砂(工業級)、復合添加劑(工業級)。本試驗采用二步法制淀粉膠黏劑［4－6］。載體淀粉(熟化淀粉)的制備流程為:向燒杯中加入43℃的水，然后加入淀粉攪拌3min，將NaOH溶于水中，再將此堿溶液在攪拌下緩慢加入上述淀粉混合液中，加熱到70℃。再繼續攪拌20min，放置一定時間，讓熟化淀粉溫度下降至50℃;然后再加入冷水，繼續攪拌即可。主體淀粉的制備流程為:向燒杯中加入32℃的水、淀粉、硼砂、復合添加劑，充分攪拌30min。最后將載體淀粉和主體淀粉混合，充分攪拌30min，然后放置不同時間分別取樣進行測試。以上試驗按不同配比進行混合，并放置不同時間分別取樣，用Stein－Hall杯及Brabender黏度儀分別測量3種淀粉原料制得的不同質量分數、溫度、放置時間的膠黏劑樣品的生產黏度。并用偏光顯微鏡和電加熱臺測定膠黏劑樣品的糊化溫度。

2結果與分析

2．1膠黏劑淀粉質量分數、NaOH質量分數對膠黏劑糊化溫度、Stein－Hall黏度等性能的影響按照上述淀粉膠黏劑制備工藝，淀粉原料選用玉米淀粉，載體淀粉中熟化玉米淀粉質量分數始終保持4．5%不變，然后與主體淀粉相混合。當二步法混合制得的淀粉膠玉米淀粉的質量分數逐漸增大時，玉米淀粉膠的糊化溫度變化曲線見圖1，玉米淀粉膠的Stein－Hall黏度的變化曲線見圖2。可知，糊化溫度隨玉米淀粉質量分數增大而降低，Stein－Hall黏度隨玉米淀粉質量分數增大而增大。按照上述淀粉膠黏劑制備工藝，載體淀粉中熟化淀粉質量分數保持在4．4%，硼砂質量分數保持在1．5%，二步法混合制得的淀粉膠玉米淀粉質量分數保持在23%。當NaOH質量分數逐漸增大時，玉米淀粉膠的糊化溫度變化曲線見圖3，玉米淀粉膠的Stein－Hall黏度的變化曲線見圖4。可知，糊化溫度隨NaOH質量分數增大而降低，Stein－Hall黏度隨NaOH質量分數增大先減小，當NaOH質量分數超過0．7%時，Stein－Hall黏度迅速增大。

2．2膠黏劑小麥淀粉質量分數、NaOH質量分數對膠黏劑糊化溫度、Stein－Hall黏度等性能的影響按照上述淀粉膠黏劑制備工藝，淀粉原料選用小麥淀粉，載體淀粉中熟化小麥淀粉質量分數始終保持3．6%不變，當二步法制得的淀粉膠小麥淀粉質量分數逐漸增大時，小麥淀粉膠的糊化溫度變化曲線見圖5，小麥淀粉膠的Stein－Hall黏度的變化曲線見圖6。可知，糊化溫度隨小麥淀粉質量分數增大而降低，Stein－Hall黏度隨小麥淀粉質量分數增大而增大。按照上述淀粉膠黏劑制備工藝，載體淀粉中熟化淀粉質量分數保持在3．6%，二步法制得淀粉膠小麥淀粉質量分數保持在25%，硼砂質量分數保持在0．5%，當NaOH質量分數逐漸增大時，小麥淀粉膠的糊化溫度變化曲線見圖7，小麥淀粉膠的Stein－Hall黏度的變化曲線見圖8。可知，糊化溫度隨NaOH質量分數增大而降低，Stein－Hall黏度隨NaOH質量分數增大先緩慢增大;當NaOH質量分數超過0．7%時，Stein－Hall黏度迅速增大。

2．3溫度、放置時間對馬鈴薯、小麥、玉米淀粉膠Brabender黏度的影響將馬鈴薯淀粉膠由50℃開始冷卻，小麥淀粉膠由55℃開始冷卻，玉米淀粉膠由60℃開始冷卻。待放置至不同的溫度時，分別取樣，采用Brabender黏度儀對其Brabender黏度進行測量，結果見圖9。可知，Brabender黏度隨溫度的變化趨勢是一致的，即隨溫度的升高，Brabender黏度逐漸增大。在同一溫度時，Brabender黏度從大到小依次為馬鈴薯淀粉膠、小麥淀粉膠、玉米淀粉膠。將馬鈴薯、小麥、玉米3種淀粉膠配制完后，放置160min。其間分別在20、60、100、140、160min時取樣，采用Brabender黏度儀對其Brabender黏度進行測量，結果見圖10。可知，Brabender黏度隨放置時間的變化趨勢是相似的，即隨放置時間的延長，Brabender黏度先急劇增大;超過30min時，Brabender黏度緩慢減小;超過70min，再繼續放置時，Brabender黏度又開始增大;超過105min時，Brabender黏度又先減小再增大。在同一放置時間時，Brabender黏度從大到小依次為馬鈴薯淀粉膠、玉米淀粉膠、小麥淀粉膠。

3結論

糊化溫度隨膠黏劑淀粉質量分數增大而降低，Stein－Hall黏度隨膠黏劑淀粉質量分數增大而增大。糊化溫度隨NaOH質量分數增大而降低，Stein－Hall黏度隨NaOH質量分數增大先減小，當NaOH質量分數超過0．7%時，Stein－Hall黏度迅速增大。Bra-bender黏度隨溫度的變化趨勢是一致的，即隨溫度的升高，Brabender黏度逐漸增大。在同一溫度時，Brabender黏度從大到小依次為馬鈴薯淀粉膠、小麥淀粉膠、玉米淀粉膠。Brabender黏度隨放置時間的變化趨勢是相似的，即隨放置時間的延長，Brabender黏度先急劇增大;超過30min時，Brabender黏度緩慢減小;超過70min再繼續放置時，Brabender黏度又開始增大;超過105min時，Brabender黏度又先減小再增大。在同一放置時間時，Brabender黏度從大到小依次為馬鈴薯淀粉膠、玉米淀粉膠、小麥淀粉膠。

參考文獻

［1］鄭文嫣，劉潮霞，車暢．新型玉米淀粉膠黏劑合成工藝對比研究［J］．粘接，2007，28(3):34－36．

［2］賀倫英，向寶堅，何新快．高強度耐水瓦楞紙板淀粉膠黏劑的研制［J］．包裝工程，2003，24(6):30－31．

［3］張欽發，賀倫英，曾仁俠，等．影響氧化淀粉膠黏劑黏度的因素的研究［J］．包裝工程，2001，22(1):33－35．

［4］曾小君，吳玲玲，王航航．氧化淀粉膠黏劑的交聯改性及性能研究［J］．包裝工程，2012，33(21):63－65．

［5］儲小紅，張偉波，呂建平．氧化—接枝雙重改性淀粉膠黏劑的制備與性能研究［J］．中國膠黏劑，2012，21(4):2－4．

［6］梁祝賀，黃智奇，張雷娜，等．二步交聯法改善淀粉膠黏劑的耐水性［J］．包裝工程，2010(7):11－14．

作者：吳艷芬 單位：安徽新聞出版職業技術學院