氧化淀粉的制備方法

1、v1.0可編輯可修改湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）摘要本研究主要是以馬鈴薯淀粉為原料，硫酸亞鐵為催化劑，雙氧水為氧化劑，制備氧化淀粉，再在氧化淀粉中加堿糊化，加入交聯(lián)劑進(jìn)行交聯(lián)改性，降溫后依次添加稀釋劑、增塑劑、消泡劑等助劑，最終得到一種環(huán)保的、成本較低的、性能優(yōu)良的淀粉基瓦楞紙板用粘合劑。論文主要對(duì)氧化淀粉的制備、粘合劑的配方和制備工藝以及粘合劑的性能進(jìn)行了研究。通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)研究了反應(yīng)溫度、雙氧水用量、催化劑用量和反應(yīng)時(shí)間等影響因素對(duì)氧化淀粉粘合劑性能的影響，結(jié)果表明：淀粉36g,氧化劑（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%勺H2O2的用量為2mb催化劑（無(wú)水FeSO4的用量為g、反應(yīng)時(shí)間為60min、反應(yīng)

2、溫度為35C,氧化淀粉粘合劑的性能最好。關(guān)鍵詞：馬鈴薯，淀粉粘合劑，制備工藝目錄第1章緒論1淀粉粘合劑概述1糊化淀粉粘合劑1氧化淀粉粘合劑1酸化改性淀粉粘合劑2酯化改性淀粉粘合劑2淀粉接枝改性粘合劑2國(guó)內(nèi)外氧化淀粉粘合劑的發(fā)展?fàn)顟B(tài)國(guó)內(nèi)外氧化淀粉粘合劑的研究進(jìn)展3國(guó)內(nèi)外氧化淀粉粘合劑的應(yīng)用進(jìn)展4本研究的內(nèi)容及意義5第2章材料與方法6實(shí)驗(yàn)主要試劑6儀器設(shè)備6實(shí)驗(yàn)步驟6氧化階段6糊化階段7還原階段7交聯(lián)階段7消泡和稀釋階段7淀粉粘合劑性能的表征方法8粘度8初粘力8粘合強(qiáng)度8儲(chǔ)存穩(wěn)定性8第3章結(jié)果與討論9氧化劑用量對(duì)淀粉粘合劑性能的影響910水粉比對(duì)淀粉粘合劑性能的影響10氧化時(shí)間對(duì)淀粉粘合劑性能的影

3、響交聯(lián)劑用量對(duì)淀粉粘合劑性能的影響11反應(yīng)溫度對(duì)淀粉粘合劑性能的影響12糊化劑用量對(duì)淀粉粘合劑性能的影響12糊化時(shí)間對(duì)淀粉粘合劑性能的影響13結(jié)論14參考文獻(xiàn)15致謝17第1章緒論淀粉粘合劑概述淀粉粘合劑以天然淀粉為主劑，水為溶劑，經(jīng)氧化、糊化、絡(luò)合和改性等方法制成的環(huán)保型粘合劑。由于其原材料來(lái)源豐富，成本低，投資少，見(jiàn)效快，產(chǎn)品無(wú)毒無(wú)味，粘結(jié)強(qiáng)度較高，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)便，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化生產(chǎn)，受到業(yè)內(nèi)人員的高度重視，其應(yīng)用范圍不斷拓展，已成為各工業(yè)部門(mén)和日常生活不可缺少的重要膠種。近年來(lái)，隨著改性技術(shù)在淀粉粘合劑制備中的應(yīng)用，這種粘合劑得到了迅速的發(fā)展，取得了眾多研究和應(yīng)用成果。淀粉粘合劑是以淀粉與

4、水為主要原料經(jīng)糊化、氧化或酯化、接枝作用制成的粘稠液體或易溶解的固體物質(zhì)，根據(jù)變性方法不同，可分為糊化淀粉粘合劑，氧化淀粉粘合劑，酯化淀粉粘合劑，接枝淀粉粘合劑。由于原淀粉相對(duì)分子質(zhì)量較大，聚合度較高，流動(dòng)性及滲透性較差，用作粘合劑時(shí)必須對(duì)淀粉的內(nèi)部分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行降解。降解方法主要有熱降解、生物降解、酸降解和氧化降解等，由于前三種方法存在溫度高、時(shí)間長(zhǎng)、降解率低和降解程度難以控制等問(wèn)題，因此常用氧化降解的方法來(lái)制備。因此氧化淀粉粘合劑是制備其他改性淀粉粘合劑的基礎(chǔ)1。糊化淀粉粘合劑糊化淀粉粘合劑是用非改性淀粉、糊精、苛性鈉、水加熱糊化而制成的一種淀粉粘合劑。常把這一制備工藝稱為堿糊法和精糊法。在

5、由非改性淀粉制備粘合劑時(shí)，除加堿以外，往往還加入增稠劑（硼砂），以提高其初粘力，并可降低其固含量，而且還應(yīng)加入甲醛或苯酚衍生物作為防霉劑。糊化淀粉粘合劑在制備過(guò)程中，開(kāi)始粘度很低，隨著溫度升高，粘度會(huì)隨之增大，但粘度太高，對(duì)制備加工不利，使用也不方便，為此，可加入適當(dāng)?shù)乃帷A、鹽類物質(zhì)等添加劑解聚分子，以達(dá)到稀釋目的，另外，可以采用水解、甲基醴化和酰化等改性淀粉的方法，制取各種淀粉衍生物，也能在高濃度下獲取粘度較低的淀粉粘合劑。氧化淀粉粘合劑氧化淀粉本身不溶于水，無(wú)粘性，加入糊化劑NaOHf,竣基變成鈉鹽，增加親水性和溶解性，與淀粉中未被氧化的羥基結(jié)合，破壞了部分氫鍵，使大分子間作用力減弱，溶

6、脹糊化后，粘合劑變稠，和交聯(lián)劑硼砂交聯(lián)改性，硼原子外電子層的空軌道能吸收糊化后的氧化淀粉中的-OH,結(jié)合為配位體，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的多核絡(luò)合物，具有交聯(lián)增稠作用，使淀粉膠的黏度和表面張力增加，內(nèi)聚力增加，從而內(nèi)聚力和穩(wěn)定性都得以改進(jìn)。酸化改性淀粉粘合劑酸化改性主要利用酸性物質(zhì)中氫離子的降解作用，降低淀粉大分子上的昔鍵的活化能，對(duì)淀粉進(jìn)行催化水解。淀粉經(jīng)酸化處理后制得的粘合劑，其流動(dòng)性得到了改善，同時(shí)也提高了粘液的透明度和穩(wěn)定性，一般情況下淀粉的酸化改性通常是和淀粉的其他改性一起進(jìn)行的。比如硫酸的酸化改性是在氧化過(guò)程中完成的，一方面為反應(yīng)提供酸性環(huán)境，同時(shí)對(duì)淀粉進(jìn)行酸化降解；而磷酸在酯化改性過(guò)程中進(jìn)

7、行，同時(shí)起到酸化降解的作用2。酯化改性淀粉粘合劑酯化改性是通過(guò)淀粉分子中的羥基與其他物質(zhì)發(fā)生酯化反應(yīng)而賦予淀粉新的官能團(tuán)，從而使淀粉粘合劑的性能得到改善，不同的酯化淀粉所得的粘合劑的性能不同。其中常用酯化試劑主要有胭醛樹(shù)脂、磷酸兩種，其中胭醛樹(shù)脂通過(guò)自身的二羥甲基胭與氧化后的淀粉中的醛基和羥基分子發(fā)生分子間脫水縮聚，它的優(yōu)越性在于將其涂在紙板上，會(huì)形成一層結(jié)實(shí)的薄膜，抑制了淀粉向紙內(nèi)滲透，可以提高淀粉的初粘性和防潮性以及干燥速度等；磷酸通過(guò)與淀粉分子中的羥基發(fā)生酯化反應(yīng)，生成的磷酸單酯淀粉，同時(shí)磷酸還能對(duì)淀粉起到一定的酸解作用。不同酯化和酸化降解程度的磷酸淀粉粘合劑用途不同，比如用于涂料工業(yè)的

8、粘合劑要求粘合力強(qiáng)，有良好的成膜特性和分散性，而在紡織漿料中應(yīng)用的粘合劑則要求固含量低、粘度低、流動(dòng)性好、穩(wěn)定性好。淀粉接枝改性粘合劑3接枝改性是通過(guò)一定的方式在淀粉的大分子上產(chǎn)生初級(jí)自由基，然后引發(fā)接枝單體，進(jìn)行接枝共聚，使某些烯煌單體以一定的聚合度接枝到淀粉的分子上，在淀粉鏈上形成合成高聚物分子鏈，從而改變淀粉粘合劑的性能。常用的接枝共聚試劑主要有以下幾種：(1)聚乙烯醇聚乙烯醇分子結(jié)構(gòu)中含有大量的仲羥基和少量的乙酰氧基，利用聚乙烯醇與淀粉分子“接枝”，聚乙烯醇是唯一的具有優(yōu)良的成膜性和乳化性，膠層強(qiáng)度高，韌性好的能溶于水的多羥基聚合物，其溶液對(duì)多孔性、吸水性表面(如紙張等)有強(qiáng)的粘結(jié)能力

9、，通過(guò)聚乙烯醇的接枝改性得到的淀粉粘合劑有更好的粘接性、流動(dòng)性和抗凝凍性。(2)聚丙烯睛和聚丙烯酸這類試劑與淀粉接枝共聚生成的改性淀粉吸收性強(qiáng)，能夠在常溫下吸收的水分，常用于做脫水劑和水分吸收劑，據(jù)資料表明，這種干燥劑可以吸收自身重量的10001500倍的離子水4。(3)環(huán)氧氯丙烷在堿性條件下，與淀粉生成接枝聚合物，淀粉與環(huán)氧氯丙烷作用生成的粘合劑能提高粘合劑的粘度，而且具有良好的流動(dòng)性和成膜性，并且透明度較高，穩(wěn)定不易變質(zhì)。國(guó)內(nèi)外氧化淀粉粘合劑的發(fā)展?fàn)顟B(tài)國(guó)內(nèi)外氧化淀粉粘合劑的研究進(jìn)展對(duì)于改性淀粉粘合劑，前人在這方面的研究已經(jīng)比較深入和成熟了，1829年萊比格(LieBig)首先發(fā)表了淀粉與氧

10、化劑次氯酸反應(yīng)的文章，1896年就有工業(yè)化生產(chǎn)氧化淀粉的初步思路，1895年和1905年分別有了關(guān)于氧化淀粉的德國(guó)和美國(guó)專利5,1934年，美國(guó)StsinHail和JordonBauer研制成功了玉米粘合劑，并獲得了廣泛應(yīng)用。1971年，Weakley,6用蛋白質(zhì)與雙醛淀粉合成制得了膠合板用的淀粉膠，該膠有良好的粘度，并且具有良好的預(yù)壓性能，壓制的板子滿足了11膠合板的要求。1999年，SyedH.Imam等用聚乙烯醇與淀粉共混，再用六甲氧基甲酯三聚鼠胺進(jìn)行交聯(lián)所制得的粘合劑粘接強(qiáng)度和抗水性都得到了很大的改進(jìn)，在木材應(yīng)用上取得了良好的效果7。Hua-liTang等研制了以聚乙烯醇、少量的SiO

11、2和淀粉制備了可生物降解膠。其拉伸強(qiáng)度達(dá)到Mpa伸長(zhǎng)率超過(guò)120%研究發(fā)現(xiàn)，SiO2不但沒(méi)有影響膠的生物降解性，還有化學(xué)鍵C-O-Si生成，從而提高了其耐水性能。我國(guó)自20世紀(jì)80年代中期開(kāi)始推廣淀粉粘合劑以代替水玻璃，氧化法是生產(chǎn)淀粉粘合劑的主要方法，常用的氧化劑有次氯酸鈉、過(guò)氧化氫、和高鎰酸鉀等。由于過(guò)氧化氫和其他兩種氧化劑比較，環(huán)境污染少，制備的粘合劑顏色好，流動(dòng)性好，經(jīng)常采用。按制備溫度淀粉粘合劑可以分為熱制法和冷制法，熱制法能量消耗大；冷制法在常溫下進(jìn)行，但需要時(shí)間較長(zhǎng)，一般需要1624小時(shí)。選用氧化劑過(guò)氧化氫，在一定溫度、pH和催化劑的條件下發(fā)生分解，釋放出具有較強(qiáng)氧化能力的離子或

12、新生態(tài)的O,使原淀粉鏈葡萄糖單元1位，2、3位和6位碳上的羥甲基(-CH2OH部分氧化成醛基，醛基進(jìn)一步氧化成竣基(-COOH,并且與堿性基結(jié)合形成竣酸鹽。由于這種功能基的變化，使膠與紙纖維的結(jié)合力大大提高，也增加了粘合劑的親水性，使之易于儲(chǔ)存。另外，過(guò)氧化氫的加入還對(duì)粘合劑有除色作用。選用燒堿為糊化劑，起到了破壞淀粉大分子之間和分子內(nèi)原有的羥基之間的氫鍵結(jié)合，使大分子溶脹糊化。一方面使原來(lái)緊密結(jié)合的鍵束被拆開(kāi)；另一方面使氧化淀粉中竣基變成竣酸的鈉鹽，增加了與水的親合性，從而具備良好的流動(dòng)性。俞書(shū)宏8等介紹了以高鎰酸鉀作為氧化劑，于55c65C的溫度下進(jìn)行氧化反應(yīng)制備瓦楞紙用氧化玉米淀粉粘合劑

13、的方法，其特點(diǎn)是生產(chǎn)設(shè)備及工藝簡(jiǎn)單、氧化程度易控制、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、干燥時(shí)間短等。尹寶霖9等在酸性環(huán)境中用高鎰酸鉀為氧化劑，制得氧化淀粉，再配以適當(dāng)?shù)拇俑蓜?、交?lián)劑等制成淀粉粘合劑粉劑，可有效地提高干燥速度，解決普通淀粉膠穩(wěn)定性差和儲(chǔ)存期短的問(wèn)題。王飛摘10等以高鎰酸鉀-緩和劑為氧化體系，采用冷制法，研究了氧化劑用量、濃度、氧化時(shí)間等因素對(duì)產(chǎn)品性能的影響。當(dāng)高鎰酸鉀濃度為4%氧化時(shí)間為20min時(shí)，所制得改性淀粉粘合劑的各項(xiàng)性能均較好。國(guó)內(nèi)外氧化淀粉粘合劑的應(yīng)用進(jìn)展用氧化淀粉與胭醛樹(shù)脂進(jìn)行交聯(lián)改性，可以改善胭醛樹(shù)脂的綜合性能。淀粉氧化程度越大，淀粉分子中竣基越多，得到氧化淀粉分子越小，越容易與胭

14、醛樹(shù)脂聚合?？梢杂酶叩馑釋⒌矸垩趸呻p醛淀粉，制備粘合劑時(shí)不使用甲醛11,這就徹底解決了“三醛樹(shù)脂”粘合劑游離甲醛釋放問(wèn)題1214。蒲艷玲15等用淀粉對(duì)聚乙烯醇縮甲醛進(jìn)行改性，制得一種適用于煤堆及垃圾覆蓋的粘合劑。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該粘合劑具有初粘性強(qiáng)、耐水性好、貯存性穩(wěn)定、制備和使用簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。制備淀粉粘合劑時(shí)，凝膠是關(guān)鍵問(wèn)題。凝膠是指在加熱過(guò)程中，線型的直鏈淀粉分子不斷從膨潤(rùn)的淀粉顆粒中溢出，并通過(guò)分子間的交聯(lián)最終在整個(gè)體系中構(gòu)成具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的連續(xù)相，存在于解體的淀粉中的支鏈淀粉構(gòu)成分散相。這兩類大分子不相容，在冷卻時(shí)形成凝膠。而淀粉凝膠的流變性質(zhì)和黏彈性質(zhì)主要決定于分散相，可見(jiàn)解決淀粉凝

15、膠問(wèn)題可以從減少淀粉中的直鏈淀粉入手，但是有一定的難度?？梢约尤牒偷矸鄯肿咏Y(jié)構(gòu)相似的茶皂素，嵌入淀粉顆粒中間，減弱淀粉分子間有序排列的傾向，使其保持良好的流動(dòng)性，或者將含有大量羥基的聚乙烯醇與淀粉中羥基形成氫鍵，起到類似接枝的作用，從而提高淀粉的抗凝凍性能16,17。本研究的內(nèi)容及意義本研究以馬鈴薯淀粉為原料，通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)，對(duì)影響淀粉粘合劑的初粘力，粘合強(qiáng)度和穩(wěn)定性等各性能的主要因素的進(jìn)行分析和研究，進(jìn)一步改進(jìn)淀粉粘合劑的原料配比和工藝條件，對(duì)配方工藝進(jìn)行優(yōu)化，得到高性能氧化淀粉膠。本研究的創(chuàng)新之處：(1)首次選用馬鈴薯淀粉作為原料，目前還沒(méi)有文章報(bào)道，根據(jù)馬鈴薯淀粉相對(duì)獨(dú)特的性能制備質(zhì)量更

16、高的淀粉粘合劑。(2)采用過(guò)氧化氫為氧化劑，催化氧化制備氧化淀粉，可以制備出較高竣基和?；康难趸矸?，其氧化時(shí)間大幅減少。第2章材料與方法實(shí)驗(yàn)主要試劑馬鈴薯淀粉分析純30%(氧水分析純磷酸二酯分析純硫代硫酸鈉分析純無(wú)水硫酸亞鐵分析純氫氧化鈉(固體)分析純儀器設(shè)備JJ-10型電子天平PHB-3便攜式pH計(jì)HH-1數(shù)顯恒溫水浴鍋JB90-D型強(qiáng)力電動(dòng)攪拌器涂-4杯拉力試驗(yàn)機(jī)深圳新三思儀器有限公司長(zhǎng)春紅源實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司廣州市東紅化工廠上海凌峰化學(xué)試劑有限公司北京劉李店化工廠臺(tái)山市粵僑試劑塑料有限公司南京化學(xué)試劑有限公司常州市雙杰測(cè)試儀器廠上海三信儀表廠常州澳華儀器有限公司上海標(biāo)本模型廠蘇州聯(lián)盛

17、儀器有限公司實(shí)驗(yàn)步驟氧化階段在室溫條件下，利用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%勺過(guò)氧化氫對(duì)淀粉進(jìn)行氧化降解需要較長(zhǎng)時(shí)間18,為了縮短反應(yīng)時(shí)間，我們采取水浴加熱催化氧化法。利用催化劑大幅度降低反應(yīng)所需要的時(shí)間。本研究所用的催化劑為無(wú)水硫酸亞鐵，由于氧化能力受酸堿條件的影響，H2O2作為氧化劑氧化馬鈴薯淀粉，酸度越大，氧化能力越強(qiáng)，但過(guò)酸會(huì)使醛基生成縮醛、半縮醛，令竣基含量下降，偏堿有利于生成竣基，所以在氧化期間需保持pH在910之間1920。隨著催化劑用量的增加，粘度急劇降低，但催化劑用量增加到一定程度后，粘合劑的粘度又緩慢增加。而催化劑用量的增加，粘合強(qiáng)度逐漸增加，但增加到一定程度后，粘合強(qiáng)度反而下降，在本實(shí)

18、驗(yàn)中催化劑的選擇按照普通淀粉粘合劑的要求應(yīng)為淀粉干重的%具體操作：往三頸瓶中加入36g淀粉和72g水，在指定溫度中水浴加熱，攪拌均勻后，加入g硫酸亞鐵，用濃度為10%勺堿液調(diào)節(jié)至指定pH值，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%勺過(guò)氧化氫，氧化一定時(shí)間。在氧化期間不斷的加入調(diào)節(jié)好的10%勺氫氧化鈉溶液，同時(shí)用pH試紙檢測(cè)從而保持pH值在910之間。糊化階段氧化淀粉本身不溶于水，沒(méi)有粘結(jié)能力，只有經(jīng)過(guò)糊化后，方能成為粘合劑，本研究通過(guò)加堿糊化的方法進(jìn)行糊化。通常情況下，淀粉粘合劑都是用NaOH乍為糊化劑的,將NaOHSl體加入氧化淀粉中，與淀粉中未被氧化的羥基結(jié)合破壞了部分氫鍵，使大分子間作用力減弱，因而溶脹糊化

19、，具有一定的流動(dòng)性和粘接力。具體操作：加入預(yù)定量的氫氧化鈉固體，按預(yù)定糊化時(shí)間進(jìn)行糊化。還原階段過(guò)量氧化劑會(huì)在以后的絡(luò)合，甚至在粘合劑的儲(chǔ)存過(guò)程中起作用，導(dǎo)致淀粉膠在使用時(shí)出現(xiàn)上膠量和粘結(jié)性能不穩(wěn)定，而且還會(huì)使膠液的顏色變深，為了消除多余氧化劑所帶來(lái)的影響，應(yīng)在糊化完畢后加入適量反應(yīng)終止劑，終止氧化反應(yīng)的進(jìn)行。具體操作：加入g硫代硫酸鈉，攪拌5分鐘，終止氧化反應(yīng)的進(jìn)行。交聯(lián)階段為了增強(qiáng)淀粉粘合劑的性能，利用交聯(lián)劑把線型結(jié)構(gòu)大分子或帶支鏈的線型結(jié)構(gòu)的小分子的淀粉進(jìn)行交聯(lián)，由線型結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)型結(jié)構(gòu)，本文選用的交聯(lián)劑為硼砂。具體操作：加入預(yù)定量的硼砂，攪拌20分鐘。消泡和稀釋階段在生產(chǎn)及使用過(guò)程中，

20、由于在淀粉的氧化階段產(chǎn)生大量的氣泡，影響粘合劑正常施膠，特別是用雙氧水做氧化劑，更易產(chǎn)生泡沫，這樣須加適量消泡劑進(jìn)行消泡，消泡劑可選用硅油或磷酸三丁酯、正辛醇等21。本文選用磷酸三丁酯，作為特別注意的是消泡劑用量不宜過(guò)多，過(guò)量會(huì)使粘合劑表面張力降低，失去粘性，粘合強(qiáng)度也將達(dá)不到要求，最佳用量為干淀粉的%）同時(shí)按預(yù)定加水量補(bǔ)足水量。具體操作：加入磷酸三丁酯23滴，按預(yù)定要求補(bǔ)齊所需水量。淀粉粘合劑性能的表征方法粘度測(cè)量粘合劑粘度的方法：涂-4杯粘度計(jì)法。涂-4杯粘度計(jì)的構(gòu)造：上部為圓柱形，下部為圓錐形，在容器部有凹槽，作多余試樣溢出用。粘度杯裝置于帶有兩個(gè)調(diào)節(jié)水平螺釘?shù)募茏由?。?4杯有塑料制和

21、金屬制兩種，其內(nèi)壁光潔度為8,以金屬粘度計(jì)為準(zhǔn)，粘度計(jì)在使用前須校正。測(cè)定方法：將潔凈干燥的涂-4杯置于架上，調(diào)節(jié)水平螺釘使粘度計(jì)處于水平位置，在粘度杯下面放置200mL搪瓷杯，將被測(cè)試樣溫度調(diào)至要求之溫度，手堵住下口，將試樣倒?jié)M粘度杯中，用玻璃棒將氣泡和多余的試樣刮入凹槽，然后松開(kāi)手指，使試樣流出，同時(shí)立即開(kāi)啟秒表，當(dāng)試樣流出中斷時(shí)，停止秒表，這樣從粘度杯中流出的全部時(shí)間（s）,即為試樣的條件粘度。初粘力將粘合劑靜置24h后，取g膠液均勻的涂在20mnX100mmM瓦楞紙表面，然后與同一規(guī)格質(zhì)量的瓦楞紙粘合，置于Pa壓力下保持10min,剝離后觀察層面的拉毛面積，以%+。粘合強(qiáng)度采用深圳新三

22、思拉力試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行剝離試驗(yàn)。試樣長(zhǎng)度150mm寬度25mm其中涂膠長(zhǎng)度100mm剝離速度為500mm/min,實(shí)驗(yàn)結(jié)果比照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)BB/T0016-199922。計(jì)算粘合強(qiáng)度的含義為：剝離單位面積的瓦楞所需的剝離力。切取測(cè)試試樣品的面積A=10X=25cm2,單位面積的剝離力N=F/A(單位：N/cm2),其中F是作用在楞長(zhǎng)25cm2瓦楞上的剝離力。儲(chǔ)存穩(wěn)定性將制備的粘合劑在放置24h前后分別測(cè)其粘度，前后粘度的比值，即為“穩(wěn)定度”。穩(wěn)定度在即為穩(wěn)定，貯存期可達(dá)30do第3章結(jié)果與分析氧化劑用量對(duì)淀粉粘合劑性能的影響在氧化降解過(guò)程中，采用不同的氧化劑和氧化工藝可以制成性能各異的氧化淀粉。影響氧化

23、降解的因素很多，下面重點(diǎn)討論一下氧化劑的用量對(duì)淀粉粘合劑性能的影響。表氧化劑用量對(duì)各性能的影響氧化劑用量粘度粘合強(qiáng)度起毛面積穩(wěn)定性/mL/s/(N/cm2)/%2001003810020772038193120氧化劑用量對(duì)粘度的影響，在氧化劑的作用下，葡萄糖單元上的羥甲基轉(zhuǎn)化成醛基，進(jìn)而氧化成竣基。由于羥基的減少，分子與水的結(jié)合變?nèi)?；同時(shí)糖昔鍵的斷裂，使大分子降解，淀粉分子量降低，從而增加了溶解性和流動(dòng)性。所以隨著氧化劑用量增加，粘度迅速降低，下降到一定程度，下降程度開(kāi)始變的穩(wěn)定。隨著氧化劑用量的增大，粘度逐漸降低，而粘合強(qiáng)度逐漸升高，但升高到一定程度，粘合強(qiáng)度開(kāi)始下降，這是因?yàn)榈矸鄯肿舆^(guò)度氧

24、化斷裂成葡萄糖小分子。這樣會(huì)導(dǎo)致粘合劑使用中出現(xiàn)初粘時(shí)間長(zhǎng)，開(kāi)膠，干燥時(shí)間長(zhǎng)，紙板倒楞，粘合劑脆性大等一系列問(wèn)題。隨著氧化劑的增加，淀粉過(guò)度氧化成葡萄糖小分子，從而失去了R-COONa寸紙板的膠粘功能。氧化劑用量對(duì)穩(wěn)定性的影響，由于氧化過(guò)程中，淀粉分子的部分羥基會(huì)被氧化成醛基而有一定的防腐保存的作用，過(guò)多雙氧水使得醛基數(shù)量減少，保護(hù)功能減弱。在30%H2O在mLmL范圍內(nèi)，隨著氧化劑用量的增大，R-COON皎基鹽和醛基逐漸增加，粘度逐漸降低，初粘力逐漸降低，粘合強(qiáng)度先升高后降低；在mLmL的范圍時(shí)，各性能最好。水粉比對(duì)淀粉粘合劑性能的影響水作為反應(yīng)介質(zhì)和成品溶劑，過(guò)少則沒(méi)有足夠的濕潤(rùn)度和流動(dòng)性

25、，過(guò)多則變稀降低了粘合劑的粘合強(qiáng)度。表水粉比對(duì)各性能的影響水粉比粘度/s粘合強(qiáng)度/(N/cm2)起毛面積/%穩(wěn)定性1001001001008798隨著水量增加，反應(yīng)接觸面更大更均勻，成品粘合劑的潤(rùn)濕性和流動(dòng)性也比較好，所以粘合強(qiáng)度越來(lái)越大；過(guò)多的水則會(huì)沖淡粘合劑，粘度和粘合強(qiáng)度隨之變小。水不足則反應(yīng)不充分，生成的醛基較少，溶液也不穩(wěn)定；水過(guò)多則會(huì)沖淡保護(hù)基團(tuán)，降低穩(wěn)定性。該范圍內(nèi)，水粉比不造成起毛面的影響。但出于濃度和實(shí)用度，仍選擇淀粉干重倍范圍。水的用量應(yīng)選擇在淀粉干重倍范圍。氧化時(shí)間對(duì)淀粉粘合劑性能的影響表氧化時(shí)間對(duì)各性能的影響氧化時(shí)間/nim粘度Is粘合強(qiáng)度/(N/cm2)起毛面積/%穩(wěn)

26、定性30241006039100907610012099100150110100氧化時(shí)間對(duì)粘合強(qiáng)度的影響，隨著時(shí)間增加，功能基團(tuán)生成越多，但是過(guò)度氧化則將功能基團(tuán)分解成小分子從而失去粘力，且氧化時(shí)間對(duì)起毛面積影響不大。隨著氧化時(shí)間的增加，粘度增大，因?yàn)殡S著時(shí)間增加，攪拌過(guò)長(zhǎng)，F(xiàn)e2+會(huì)有一定的絡(luò)合作用。隨著氧化時(shí)間增大，出現(xiàn)的過(guò)分氧化更為嚴(yán)重，穩(wěn)定性越來(lái)越不好。通過(guò)對(duì)氧化時(shí)間單因素實(shí)驗(yàn)可知，氧化時(shí)間應(yīng)掌握在60min,此時(shí)粘合劑性能最好。交聯(lián)劑用量對(duì)淀粉粘合劑性能的影響粘合劑糊化后加入硼砂，它可以使短鏈的氧化淀粉以其羥基或醛基與硼原子形成絡(luò)合物，通過(guò)這些不規(guī)則的交聯(lián)，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，具有交聯(lián)增粘

27、作用，有利于提高初粘力和加快干燥速度，另外還起到防腐、防滲及終止反應(yīng)作用。但用量并不是越多越好,過(guò)多會(huì)使粘合劑流動(dòng)性變差，呈膠凍狀，難以上膠，膠質(zhì)發(fā)脆；過(guò)少絡(luò)合夠，粘接力差，引起瓦楞紙板脫膠及跑楞現(xiàn)象。表交聯(lián)劑用量對(duì)各性能的影響硼砂用量對(duì)淀粉粘合劑的粘合強(qiáng)度的影響，隨著硼砂用量的增加，粘合強(qiáng)度也增加，但超過(guò)一定的量后，粘合強(qiáng)度反而下降。這是因?yàn)槎嗪私j(luò)合物的形成，有利于加快粘合速度，能使之生成堅(jiān)固的粘合層。若硼砂用量過(guò)多，會(huì)導(dǎo)致粘合劑的流動(dòng)性降低，上膠時(shí)易拉絲，不能均勻涂布，對(duì)紙的浸潤(rùn)度降低，粘合強(qiáng)度同時(shí)降低。交聯(lián)劑用量/g粘度/s粘合強(qiáng)度/(N/cm2)起毛面積/%穩(wěn)定251004010055

28、9980100100100160100硼砂用量對(duì)淀粉粘合劑的粘度的影響，隨著硼砂用量的增加，粘合劑的流動(dòng)性逐漸減小，這是由于硼砂能與充分溶脹后的淀粉的羥基、醛基和竣基等含氧基團(tuán)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的多核絡(luò)合物，增加了分子間的相互作用，阻礙了分子的運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致粘合劑的粘度變大。硼砂用量對(duì)淀粉粘合劑的初粘力的影響，可見(jiàn)隨著硼砂用量的增加，粘合劑的初粘力也逐漸增加。因?yàn)槌跽沉驼扯扔嘘P(guān)，一般說(shuō)來(lái)，粘度越大，初粘力越強(qiáng)。絡(luò)合劑可以有助于形成穩(wěn)定的絡(luò)合物，但過(guò)量則會(huì)降低流動(dòng)性，產(chǎn)生拉絲，從而影響穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)的測(cè)試。選取硼砂用量應(yīng)在淀粉干重的%:間。反應(yīng)溫度對(duì)淀粉粘合劑性能的影響當(dāng)氧化劑和催化劑用量一定時(shí)，隨著反應(yīng)溫

29、度的提高，反應(yīng)速度加快，到達(dá)反應(yīng)終點(diǎn)所需要時(shí)間縮短。表反應(yīng)溫度對(duì)各性能的影響反應(yīng)溫度/粘度Is粘合強(qiáng)度/(N/cm2)起毛面積/%穩(wěn)定性25211003049100353710040471004531995037100由上表可知，反應(yīng)溫度對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響在于提高雙氧水分解出O的能力和速率，從而提高功能基團(tuán)的生成量；過(guò)低溫度效果不好，過(guò)高溫度反而使雙氧水分解過(guò)快造成損失。溫度應(yīng)控制在30到350糊化劑用量對(duì)淀粉粘合劑性能的影響表糊化劑用量對(duì)各性能的影響糊化劑用量/g粘度Is粘合強(qiáng)度/(N/cm2)起毛面積/%穩(wěn)定性158100391002698299428902980將NaOH配成10%NaOlffi水溶液使用，若含堿量過(guò)多時(shí)，粘合劑流動(dòng)性大，透明性好，貯存時(shí)間長(zhǎng)，但容易產(chǎn)生橡皮狀，使粘度上升，pH值升高，易脫膠，對(duì)制品的腐蝕性增大。若用堿量過(guò)少，一直為黃色或乳白色糊狀，不透明不粘，粘