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任树梅 ,李考真 ( ) 聊城师范学院化学系 ,山东聊城 252059摘要 : 本文对淀粉粘合剂的几种重要改性途径进行探讨 。 关键词 : 改性淀粉粘合剂 ;氧化剂 ;酸化 ;酯化 ;交联 ;接枝 中图分类号 : TQ 43212 文献标识码 : A St udy of Starch Adhesive Mo dified Channels Ren Shu - mei and Li Kao - zhen ( )L i aochen g Teachers , U ni versi t y , S ha n don g L i aochen g 252059 , Chi na Abstract :So me way abo ut starch adhesive mo dificatio n were int ro duced and described in t his parer . Key words :mo dified starch adhesive ; o xidant ; acidulate ; esterificatio n ; cro ss linkage ; graf t mo dificatio n 随着科学技术的发展 ,粘合剂的使用更加普及 , ,提高了干燥能力 ,同时因氧化作用使淀粉中的 合剂 淀粉粘合剂无论在包装 ,还是在标签粘贴等行业的 羟甲基变为醛基 ,部分变为羧基 ,这样可以增加与纸 应用中 ,已经越来越重要 ,但是人们在使用中发现原 纤维结合的羧基基团数 ,从而使氧化淀粉的粘合力 始的淀粉粘合剂存在着诸多不足 ,比如 :脱胶 、吸潮 、 大大提高 ,另外因氧化后产生了醛基 ,制止了微生物 发霉等 ,因此又研制出改性淀粉粘合剂 。所谓改性 , 对淀粉的发酵及生物降解作用 ,使制出的粘合剂提 主要是用化学方法使原淀粉分子中的羟基与化学试 高了防腐能力 ,目前淀粉氧化是最主要的改性手段 , 剂起反应 ,以此来改变淀粉粘合剂的性能 ,淀粉改性 常用的氧化剂有如下几种 : ( ) ( ) ( ) () 的手段常有以下几种 1酸化 , 2氧化 , 3酯化 , 1过氧化 :用过氧化氢作氧化剂 ,生产容易控 () () () 4交联 , 5接枝 , 6复合改性等 。制 ,而且清洁无污染 ,但生产成本较高相对来说应用 较少 。 酸化改性 1 () 2次氯酸钠 :目前国内主要应用的就是次氯酸 本法主要是利用氢离子的降解作用 ,降低淀粉 钠 ,价格比较便宜 ,但是次氯酸钠的有效氯的含量不 大分子上的甙键的活化能 ,对淀粉起催化水解的作 稳定 ,不同的厂家的差别较大 ,不同的批号 ,在不同 的季切也有差别 ,使用时不宜控制用量 ,制得的黄色 用 。淀粉经酸化处理后制得的粘合剂流动性好 ,而 胶液重复性较差 ,粘度大 ,流动性不好 ,易形成凝胶 。且黏液的透明度及稳定性都得到提高 ,一般情况下 () 淀粉的酸化改性通常是在淀粉的其他改性中完成3高锰酸钾 :利用高锰酸钾作氧化剂能生产出 稳定的产品 ,从自身的颜色变化可以判断氧化的程 的 ,比如 :硫酸的酸化改性是在氧化过程中完成的 , 度 ,生产容易控制 ,但褐色的氢氧化锰沉淀易浮在液 一方面为氧化剂提供了一个酸性环境 ,另一方面对 淀粉起到酸化的作用 。而磷酸则是另一种情况 ,它 面上 ,造成胶体分层 ,另外价格高 ,而且颜色较深 ,所 以人们在使用时应根据自己的情况加以选择 。是在酯化过程中应用 ,同时起到酯化的作用 ,单独利 用酸进行酸化处理的还不多 。 淀粉酯化改性 3 2 淀粉氧化改性 酯化淀粉属于非降解类淀粉 ,它是通过淀粉分 本法主要是通过氧化作用 ,使淀粉葡萄糖的甙 子中的羟基与其他物质发生酯化反应 ,而赋予淀粉 键部分断裂而降解 ,致使聚合度降低 ,分子量减少 , 新的官能团 ,从而使淀粉粘合剂的性能得到改善 ,不 水溶性和亲合力增加 ,从而可以制出固含量高的粘同的酯化淀粉所得的粘合剂的性能不同 。目前常用 收稿日期 :1998 - 12 - 09 1/2页 综 述 与 专 论 化学与粘合 1999 年第 4 期 ?201 ? 某些烯烃单体以一定的聚合度接枝到淀粉的分子 酯化试剂有如下几种 : () 1脲醛树脂 :因为氧化后的淀粉含有醛基和羧 ,在淀粉链上形成合成高聚物分子链 ,从而改变淀 上 基分子结构 ,这种变形的淀粉能与脲醛树脂发生作 粉粘合剂的性能 。常用接枝共聚试剂如下 : 用 ,由于脲醛树脂中含有大量的二羟甲基脲 ,它存在 () 1聚乙烯醇 :聚乙烯醇分子结构中含有大量的着活性羟甲基 ,在加热或酸性介质中 ,二羟甲基脲发 仲羟基和少量的乙酰氧基 ,利用聚乙烯醇与淀粉分 生分子间脱水缩聚 ,形成线形结构的脲醛树脂 ,它的 优点在于将其涂在纸本上 ,会形成一层结实的薄膜 , 子“接枝”,这样制得的粘合剂有更好的粘接性 、流动 抑制了淀粉向纸内渗透 ,可以提高淀粉的初粘性和 性和抗凝冻性等优点 。目前聚乙烯醇使用较为普遍 。 防潮性以及干燥速度等 。 () 2聚丙烯腈和聚丙烯酸 :这类试剂能与淀粉形 () 2磷酸 :磷酸与淀粉分子中的羟基发生酯化反 成接枝共聚淀粉 ,这类改性淀粉吸收性强 ,并能够在 应 ,生成的磷酸单酯淀粉影响到葡萄糖甙链的水解 , 常温下保持吸收的水分 ,所以常用来作脱水剂和水 同时磷酸还能对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剂用途不同 ,比 分吸收剂 ,据资料表明 ,这种干燥剂可以吸收自身重 如 :用于涂料工业的粘合剂有粘合力强 ,良好的成膜 量的 1000,1500 倍的离子水 。 特性和分散性等优点 ,而在纺织浆料中应用的粘合 () 3环氧氯丙烷 : 在碱性介质中作交联剂 ,使淀 剂则具有固含量低 、粘度低 、流动性好 、稳定性好等 粉生成接枝聚合物 ,也称羟基淀粉 ,它能提高粘合剂 优点 。此外磷酸氢钠和亚磷酸氢钠或磷酸 、磷酸氢 的黏度 ,而且流动性好 ,成膜性好 ,透明度高 ,储存稳 钠和亚磷酸氢钠的混合物也可用作此类酯化反应 。 定 。 6 淀粉复合改性 本法是对淀粉同时采用两种或两种以上的改性 淀粉交联改性 4 ,当前主要有交联一氧化复合淀 方法而获得的产物 本法主要利用具有两个以上官能团的化学试剂 粉 ,磷氨双变性淀粉等产品 。 与淀粉作用 ,不同的淀粉分子间的羟基经醚化或酯 交联 - 氧化变性淀粉 ,是通过原淀粉与具有两 化交联起来 ,这样的产品称为交联淀粉 。由于交联 个或两个以上官能团的化学药品 ,如甲醛环氧氯丙 烷 ,三偏磷酸钠等作用所得交联淀粉 ,然后再经氧化键的出现 ,交联淀粉在水中受热时氢键被削弱或破 裂 ,但淀粉颗粒靠化学键仍以不同程度保持联系 ,因 即可得交联一氧化淀粉 。这类淀粉比单一的变性淀 此具有耐热性和抗剪切力强等优点 。常用的交联剂 粉用途广 ,实验证明交联后的氧化淀粉更易氧化 ,这 有如下几种 : 是因为交联阻止了在干燥时分子结构的重排 ,提供 () 1硼砂 :硼砂是最常用最普遍的交联剂 ,它水 了一种更加敞开的内部扭曲的结构 ,使氧化剂等小 解时以硼氧为中心离子 ,能与粘合剂中的羟基结合 分子更加容易进入淀粉团的内部 ,从而增大了氧化 为配体 程度 ,形成网状结构的多核络合物 , 从而增加粘 ,进而使淀粉粘合剂的某些性能得以提高 。 度 ,并能很好地固着在带有羧基的纸张表面上 ,增加 改性淀粉粘合剂越来越受到人们的重视 ,目前 了粘合剂的初粘力 ,并使生成的薄膜坚固 ,提高了抗 日本和美国已把淀粉粘合剂作为标签粘贴瓦楞纸箱 水性和自然干燥能力 ,但硼砂的用量也不能过多 ,否 或出品包装工业的主导产品 ,它表现出优良的特性 。 则会使胶层发脆造成脱胶现象 。从发展的趋势看 ,改性淀粉粘合剂是粘合剂工业的 () 2草酸 :草酸作交联剂的好处就是不需要调节 发展主流 ,改性的途径还有待改进和开发 。从以上 酸度 ,不过要想增加它的粘合强度需增加淀粉用量 , 我们可以看出 ,淀粉的氧化变性是其他改性途径的 但是淀粉用量过多不仅增加成本 , 而且流动性低 。 基础 ,较其他改性途径更加普遍 ,能为淀粉粘合剂工 另外三氯氧磷 、环氧氯丙烷 、三偏磷酸钠 、甲醛 、己二 业的发展提供更加广阔的前景 。 注 :本系九八届毕业生贾爱军作了部分工作 酸等也可用作交联剂 。 参考文献 : 淀粉接枝改性 5 ( ) 1 赵伟良 1 中国胶粘剂 ,1996 , 2:231 ( ) 曾德芳 1 化学世界 ,1997 , 7:3711 本法是通过一定的方式在淀粉的大分子上产生 2 ( ) 刘喜军等 1 化工时刊 ,1996 , 12:191 3 初级自由基 ,然后引发接枝单体 ,进行接枝共聚 ,使 2/2页 君，已阅读到文档结尾了~ |
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