多層瓦楞紙淀粉膠的性能1)

吳艷芬

(安徽新聞出版職業(yè)技術(shù)學(xué)院，合肥，230601)

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多層瓦楞紙淀粉膠的性能1)

吳艷芬

(安徽新聞出版職業(yè)技術(shù)學(xué)院，合肥，230601)

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(chǎn)線用淀粉膠黏劑，并對其性能進(jìn)行研究。結(jié)果表明，糊化溫度隨淀粉膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)和NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大而降低；Stein-Hall黏度隨NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大先減小，當(dāng)NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)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(jīng)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(guān)鍵詞淀粉膠黏劑；Brabender黏度；Stein-Hall黏度；糊化溫度；瓦楞紙板

分類號TQ432.2

Properties of Starch Adhesive for Multi-layer Corrugated Paper

Wu Yanfen

(Anhui Press and Publishing Vocational and Technical College, Hefei 230601, P. R. China)//Journal of Northeast Forestry University，2016,44(4)：90-92.

Starch adhesive for the multi-layer corrugated paper line was prepared with corn starch, wheat starch and potato starch as raw starch materials by way of Stein-Hall with different proportion to study the properties of starch adhesive. With the increase of adhesive concentration and the content of NaOH, the pasting temperature was decreased. With the increase of the content of NaOH, the Stein-Hall viscosity was decreased at first and then increased rapidly when the content of NaOH was beyond 0.7%; at the same temperature, the Brabender viscosity in the descending order was: potato starch adhesive, wheat starch adhesive, and corn starch adhesive. For the same storage time, the Brabender viscosity in the descending order was: potato starch adhesive, corn starch adhesive, and wheat starch adhesive.

KeywordsStarch adhesive; Brabender viscosity; Stein-Hall viscosity; Pasting temperature; Corrugated paper

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(yīng)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(wěn)定，在多層瓦楞紙生產(chǎn)線中，質(zhì)量難以準(zhǔn)確控制，特別是膠黏劑的生產(chǎn)黏度及糊化溫度對瓦楞紙生產(chǎn)質(zhì)量有重要的影響[1-3]。但有關(guān)這方面的研究比較多，僅張欽發(fā)、賀倫英等得出了瓦楞紙單面機(jī)用淀粉膠的配方[3]。筆者對多層瓦楞紙板生產(chǎn)線用膠黏劑的糊化溫度、生產(chǎn)黏度等性能受淀粉原料種類、NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)、放置時間等因素進(jìn)行了研究，探討其變化規(guī)律。

1材料與方法

玉米淀粉(工業(yè)級)、小麥淀粉(工業(yè)級)、馬鈴薯淀粉(工業(yè)級)、NaOH(工業(yè)級)固體、硼砂(工業(yè)級)、復(fù)合添加劑(工業(yè)級)。

本試驗(yàn)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3 min，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(xù)攪拌20 min，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(xù)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(fù)合添加劑，充分?jǐn)嚢?0 min。最后將載體淀粉和主體淀粉混合，充分?jǐn)嚢?0 min，然后放置不同時間分別取樣進(jìn)行測試。

以上試驗(yàn)按不同配比進(jìn)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(zhì)量分?jǐn)?shù)、溫度、放置時間的膠黏劑樣品的生產(chǎn)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(jié)果與分析

2.1膠黏劑淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)、NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)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(zhì)量分?jǐn)?shù)始終保持4.5%不變，然后與主體淀粉相混合。當(dāng)二步法混合制得的淀粉膠玉米淀粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)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?？芍瘻囟入S玉米淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大而降低，Stein-Hall黏度隨玉米淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)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(zhì)量分?jǐn)?shù)保持在4.4%，硼砂質(zhì)量分?jǐn)?shù)保持在1.5%，二步法混合制得的淀粉膠玉米淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)保持在23%。當(dāng)NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)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?？芍?，糊化溫度隨NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大而降低，Stein-Hall黏度隨NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大先減小，當(dāng)NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過0.7%時，Stein-Hall黏度迅速增大。

圖1　玉米淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)對糊化溫度的影響

圖2　玉米淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)對Stein-Hall黏度的影響

圖3　NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)對玉米淀粉膠糊化溫度的影響

2.2膠黏劑小麥淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)、NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)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(zhì)量分?jǐn)?shù)始終保持3.6%不變，當(dāng)二步法制得的淀粉膠小麥淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)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?？芍?，糊化溫度隨小麥淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大而降低，Stein-Hall黏度隨小麥淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大而增大。

圖4　NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)對玉米淀粉膠Stein-Hall黏度的影響

圖5　小麥淀粉膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)對糊化溫度的影響

圖6　小麥淀粉膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)對Stein-Hall黏度的影響

按照上述淀粉膠黏劑制備工藝，載體淀粉中熟化淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)保持在3.6%，二步法制得淀粉膠小麥淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)保持在25%，硼砂質(zhì)量分?jǐn)?shù)保持在0.5%，當(dāng)NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)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?？芍瘻囟入SNaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大而降低，Stein-Hall黏度隨NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大先緩慢增大；當(dāng)NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過0.7%時，Stein-Hall黏度迅速增大。

圖7　NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)對小麥淀粉膠糊化溫度的影響

圖8　NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)對小麥淀粉膠Stein-Hall黏度的影響

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(jìn)行測量，結(jié)果見圖9?？芍珺rabender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。

圖9　溫度對Brabender黏度的影響

將馬鈴薯、小麥、玉米3種淀粉膠配制完后，放置160 min。其間分別在20、60、100、140、160 min時取樣，采用Brabender黏度儀對其Brabender黏度進(jìn)行測量，結(jié)果見圖10?？芍?，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30 min時，Brabender黏度緩慢減??；超過70 min，再繼續(xù)放置時，Brabender黏度又開始增大；超過105 min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。

圖10　放置時間對Brabender黏度的影響

3結(jié)論

糊化溫度隨膠黏劑淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大而降低，Stein-Hall黏度隨膠黏劑淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大而增大。糊化溫度隨NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大而降低，Stein-Hall黏度隨NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大先減小，當(dāng)NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過0.7%時，Stein-Hall黏度迅速增大。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。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30 min時，Brabender黏度緩慢減?。怀^70 min再繼續(xù)放置時，Brabender黏度又開始增大；超過105 min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(xiàn)

[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?qū)殘?，何新?高強(qiáng)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(fā)，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(lián)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(lián)法改善淀粉膠黏劑的耐水性[J].包裝工程，2010(7):11-14.

收稿日期：2015年9月5日。

作者簡介：吳艷芬，女，1977年8月生，安徽新聞出版職業(yè)技術(shù)學(xué)院，副教授。E-mail:763550890@qq.com。

1)2015年安徽省高等學(xué)校自然科學(xué)研究項(xiàng)目(KJ2015A426)；2014年安徽省高等教育振興計劃省級重大教學(xué)改革研究項(xiàng)目(2014zdjy179)。

責(zé)任編輯：戴芳天。