淀粉基木材膠黏劑的合成及應(yīng)用

韋蘭心（東北林業(yè)大學(xué),哈爾濱　150000）

淀粉基木材膠黏劑的合成及應(yīng)用

韋蘭心
（東北林業(yè)大學(xué),哈爾濱150000）

摘要：隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，工業(yè)技術(shù)水平越來越高，因此把我國充足的食品原料制作成工業(yè)用品對工業(yè)發(fā)展來說具有重要的意義。淀粉的工業(yè)價值是能夠開發(fā)出較高性能的木材膠黏劑，這實現(xiàn)了食品原料向工業(yè)原料的轉(zhuǎn)化。目前在對淀粉進行研究時，要根據(jù)淀粉本身的特性和達成木材膠黏劑的要求這兩個方面進行分析。促進淀粉基木材膠黏劑的合成。

關(guān)鍵詞：淀粉；木材膠黏劑；合成；應(yīng)用

0　前言

我國的樹木資源比較緊缺，但是木料在工業(yè)和建筑業(yè)方面用途比較廣泛，為了節(jié)約木質(zhì)材料的使用，我們利用人造板代替木材，但是人造板的發(fā)展需要木材膠黏劑的使用。木材膠黏劑就是本文要研究的重點，木材膠黏劑要向著高性能、低消耗和低成本方向發(fā)展。利用淀粉進行木材膠黏劑的合成，有非常顯著的作用。

1　淀粉基木材膠黏劑概述

1.1淀粉化學(xué)基礎(chǔ)及構(gòu)成

淀粉是在植物的光合作用下形成的一種化合物，這種化合物具有天然的高分子。淀粉是由多個不同的部分組合而成的，從內(nèi)部結(jié)構(gòu)上說，淀粉可以分成結(jié)晶區(qū)和無定型區(qū)。按照不同的分子構(gòu)成，可以把淀粉分成直鏈淀粉和支鏈淀粉。淀粉主要分布在植物中，含有淀粉的植物有很多種類，我們常見的植物淀粉有玉米淀粉、土豆淀粉和地瓜淀粉等等，不常見的還有大米淀粉和高粱淀粉。在日常生活中和研究使用中，玉米淀粉比較常見。淀粉是把葡萄糖，經(jīng)過水分脫解以后再經(jīng)過糖苷鍵聚集而形成的一種高聚物。淀粉的化學(xué)分子表達式是C6H10O5。直鏈淀粉與纖維有很相近的性能，因此在透明度和柔韌性方面有很好的體現(xiàn)，支鏈淀粉，在膠和粘性方面有突出的表現(xiàn)。因此我們對淀粉基木材膠黏作用進行研究的時候要重視對支鏈淀粉的分析。

1.2淀粉基木材膠黏劑的現(xiàn)狀分析

淀粉膠黏劑的特點是成本低、天然無毒、來源廣泛、有利于環(huán)境保護。在對木材膠黏劑進行制作時，淀粉是能夠用到的最廣泛的材料，制作的工藝手段以及高性能淀粉的開發(fā)是專家和學(xué)者研究的重點。目前淀粉膠黏劑的缺陷主要是淀粉基木材膠黏劑在濕膠合強度方面比較低，這就出現(xiàn)了不耐水的問題，在工業(yè)生產(chǎn)中不能達到黏膠的要求。淀粉的乳液具有不穩(wěn)定的特點，很容易出現(xiàn)凝沉的現(xiàn)象，分子之間因為氫鍵的作用，很容易結(jié)晶，這種情況下膠黏劑就容易失效，如果淀粉基木材膠黏劑在儲存時間上比較短，就會產(chǎn)生比較嚴(yán)重的失效現(xiàn)象。

2　淀粉基木材膠黏劑的合成及應(yīng)用

2.1交聯(lián)改性氧化淀粉的制備

氧化淀粉具有一定的優(yōu)勢，顏色比較白并且糊化比較簡單、黏糊度不高且具有良好的流動性，其耐水性與粘結(jié)強度都有一定的優(yōu)點。所以在對淀粉膠黏劑的合成與應(yīng)用進行分析時要重視交聯(lián)改性氧化淀粉的作用。在淀粉顆粒中，利用支鏈淀粉和直鏈淀粉的共同作用可以形成一定的顆粒結(jié)構(gòu)。通過交聯(lián)改性和淀粉顆粒的交聯(lián)化學(xué)鍵，對顆粒的韌性有積極的促進作用，這樣淀粉顆粒經(jīng)過糊化作用，粘度會不斷加強，但是這種糊化作用要控制在一定的限度內(nèi)，否則過度糊化可能導(dǎo)致顆粒膨脹，對淀粉的粘性起到破壞作用。在交聯(lián)改性的過程中，主要采用環(huán)氧氯丙烷作為交聯(lián)劑，查看其沉降的程度以及一些工藝條件對交聯(lián)度產(chǎn)生的影響。在溫度達到40度以上時，膠黏度達到最大值。

2.2交聯(lián)-接枝復(fù)合改性氧化淀粉的制備

接枝反應(yīng)主要是在大分子鏈上，利用一定的化學(xué)鍵和淀粉直鏈的功能側(cè)基反應(yīng)，在這種反應(yīng)下，形成的物質(zhì)叫做接枝共聚物。隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展和科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中對于能夠用到的淀粉衍生物的使用標(biāo)準(zhǔn)也越來越高，因此把這種接枝共聚物用在淀粉的改性上，研究出適合工業(yè)使用的淀粉接枝共聚物具有重要價值。這種技術(shù)的優(yōu)點是成本低、對環(huán)境的影響比較小，不會產(chǎn)生較多的污染物，在工業(yè)領(lǐng)域和人們的生產(chǎn)生活中有較多的用途，比如在造紙和增稠劑的制作方面用處較多。利用這種技術(shù)可以將乙烯基類單體和淀粉分子進行結(jié)合，制造出淀粉膠黏劑，使淀粉結(jié)構(gòu)中存在的剛性鏈和接枝支鏈相結(jié)合、相互的滲透，結(jié)合在一起形成一個比較大的分子網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，在此情況下產(chǎn)生的這種物質(zhì)具有淀粉的性質(zhì)，也具有接枝支鏈的性質(zhì)。在接枝改性中，我們考察的主要是接枝支鏈。對淀粉中存在的濃度和單體用量進行研究。在對接枝改性圖譜進行觀察的過程中能夠清晰的看到，淀粉和丙烯酸丁能夠形成接枝共聚的實驗反應(yīng)。在對淀粉進行交聯(lián)雙重屬性分析以后，我們能夠看到，淀粉顆粒表面發(fā)生了非常嚴(yán)重的腐蝕作用，致使原本的淀粉沒有了原來的形態(tài)和面貌，甚至?xí)l(fā)生破裂，如果發(fā)生破裂，那么淀粉顆粒就會產(chǎn)生表面積增加的現(xiàn)象，這樣的情況就對接枝共聚反應(yīng)有促進作用。我們在對接枝改性前后的淀粉進行研究時能夠發(fā)現(xiàn)，接枝改性的作用能對淀粉產(chǎn)生一定的影響，這些影響主要表現(xiàn)在充分的提高了淀粉在相變方面的穩(wěn)定性。如果分界區(qū)間的溫度不斷升高，那么在較高溫度的影響下，交聯(lián)接枝改性要比交聯(lián)改性的熱變溫度有更強的促進作用。

2.3交聯(lián)-接枝復(fù)合改性淀粉膠黏劑的制備

交聯(lián)-接枝雙重改性淀粉膠黏劑的實驗主要是利用淀粉的乳液添加聚乙烯醇進行實驗的。經(jīng)過攪拌、糊化、添加催干劑和消泡劑等來制作淀粉基木材膠黏劑。通過實驗?zāi)軌蚩闯觯诰垡蚁┐嫉淖饔孟?，淀粉具有了很強的穩(wěn)定性，在水的作用下，水和膠體的復(fù)合體能夠在淀粉的外殼上起到易行的吸附作用，在顆粒之間有一定的隔斷作用，這樣就能使分散體系具有一定的穩(wěn)定性，從而有效的提高膠黏劑的膠合作用。另外，催干劑也能對淀粉膠黏劑的干燥速率產(chǎn)生一定的影響。膠黏劑的所用時間越短，干燥的速度就會越快，所以要使用膠黏劑去衡量淀粉性能的好壞。如果淀粉經(jīng)過了膠黏劑改性，那么在干燥程度上就會超過沒有改性的淀粉膠。在膠黏劑中如果添加入一定的催干劑或者碳酸鈣，能夠非常有效的提升膠黏劑在干燥方面的速率，還有利于促進膠黏劑在固含量方面產(chǎn)生的變化。糊化劑在對于淀粉膠黏劑中也是必不可少的組成部分，淀粉通過糊化作用可以有效的提升淀粉膠黏劑的性能。糊化過程要有一定的控制度，否則可能產(chǎn)生相反的作用。

3　總結(jié)

綜上所述，本文利用幾種工藝方法和實驗對淀粉基木材的膠黏性進行了分析，要想促進淀粉基木材膠黏劑的合成及應(yīng)用，就要從多個方面進行優(yōu)化：即輔助材料使用、汽溫的控制、糊化的利用和干燥劑的使用等。這樣才能促進淀粉膠黏劑的發(fā)展，滿足我國的工業(yè)要求。

參考文獻：

[1]葉為標(biāo),高群玉.木材用改性淀粉交際的研究進展分析[J].中國膠黏劑,2010,17(05):45-46.

[2]郎樹林，李愛香.環(huán)保型木材復(fù)合膠黏劑的研制[J].化學(xué)與粘合，2010,27(05):21-23.