淀粉粘合剂浅析

淀粉粘合剂以它粘结强度高、纸板挺度大、不吸潮变软、无腐蚀、无污染、使用成本低等优点，正被越来越多的纸箱生产企业所采用。有部分至今仍在使用泡花碱(硅酸钠)的纸箱生产企业也并非不想淘汰泡花碱，而是对淀粉粘合剂的制配过程难于掌握。据笔者了解，很多纸箱厂曾经使用过淀粉粘合剂，有些甚至不惜花费几千甚至上万元购买过淀粉粘合剂的制配技术，但最终还是未能使用，仍在使用国家明令禁止但不得不使用的泡花碱。有些自己制配淀粉粘合剂的厂家也会出现质量不稳定，难于掌握的现象。
　　目前，淀粉粘合剂的制配工艺与配方有几百种，不管那一种配方都是大同小异的。最关键的工艺还是氧化程度。氧化过头，粘合剂粘度低，粘合强度差,容易造成纸板粘合不良。氧化不足，粘合剂粘度过高，无法上机使用、纸板干燥慢、储存时间短、易结皮和凝胶化。因此，怎样掌握氧化程度是粘合剂制作的关键工艺。
　　淀粉在配成粘合剂之前必须要对它进行改性。改性的目的在于改进淀粉糊的粘合力和流动性。未经改性的淀粉在糊化后得到的是稠厚的浆糊。为了制备出流动性能良好的“胶水”，必须要对淀粉进行改性处理。改性方法有酸转化法、酶转化法、糊精化法、醚化法、氧化法等多种改性方法。采用一步法即氧化与糊化连续进行支配成粘合剂一般采用氧化法。对淀粉氧化性能较强的氧化剂有几种,如次氯酸钠、过氧化氢、高碘酸、重铬酸钾、过硫酸氨、高锰酸钾等。笔者以高锰酸钾作氧化剂为例,对氧化过程作简单介绍：
　　高锰酸钾，俗名灰锰氧。深紫色，有金属光泽的晶体，味干而涩。分子量158.04，相对密度2.703，在摄氏240度时分解，溶于水,遇乙醇分解。
　　高锰酸钾对淀粉的氧化作用可以从两个方面来说明：
　　1.氧化剂能够破坏淀粉分子内的氧桥，若有一个氧桥被氧化而断裂，淀粉分子就由一个分子解聚为两个较小的分子。淀粉分子变小后，淀粉糊化后的粘度就降低。如被破坏氧桥太多，淀粉分子降得太小，淀粉的粘度降低太大，粘合力就不能满足要求，因此，氧化作用要适度。
　　2.氧化剂能使淀粉分子内葡萄糖基本单元上羟甲基氧化为醛基或羧基。
　　在碱性条件下发生氧化时，则主要生成羧基,在酸性条件下发生氧化时，则主要生成醛基。经氧化处理的淀粉，分子内醛基和羧基增加，淀粉分子的视水性增加，使淀粉在水中的溶解能力得到改善，制成的糊液流动性好，又增强了纸和纤维的粘合力，使初粘力增强。粘合剂的配制应选择在碱性条件下进行氧化，目的在于使淀粉分子中的羟甲基氧化为强极性的羧基以改善淀粉糊液的流动性和粘合力。如在酸性条件下进行氧化，淀粉分子中的羟甲基主要是被氧化为醛基，醛基在分子之间易形成氢键,使粘合剂内分子间作用力增强，因而容易出现裱胶时拉丝,储存过程容易变稠等现象。
　　配制粘合剂工艺过程中，底水温度在摄氏20度时，高锰酸钾的用量每25kg玉米淀粉应控制在0.4-0.5kg，如采用木薯淀粉则应适当降低。在水温低于摄氏20度时，可以在底水中添加热水来提高水温，以缩短配制时间，也可以增加高锰酸钾用量至0.5kg。气温低时，应延长加烧碱的时间来控制和降低粘度，加碱时间过短或加碱速度过快，都会导致粘合剂粘度迅速升高，甚至出现变成一团搅不动现象。一旦出现这种现象，不能采取加水稀释的办法，（因为淀粉与水的比例一般不超过1∶6.8，否则，粘合剂会降低粘合能力。）应让其静置数十分钟，让它自己随氧化时间的延长慢慢降低粘度至合格时，（一般初粘度在70-90秒左右）再进行下一步加硼砂溶液的操作。出现胶水粘度过高或者变成一团搅不动现象是因为加碱速度太快、间隔时间太短原因所致。（一般以2-3次加碱为宜，从第一次加碱到最后一次加碱，在摄氏20度左右时以一小时为宜。如温度高于或低于摄氏20度时应根据气温调整其时间的长短。气温在摄氏30度以上时，也可一次性将烧碱加完。）
　　烧碱的用量一般来讲，每25kg淀粉以2-2.5kg为宜。（指固碱，含量为95%的片状烧碱最佳。）在使用烧碱前，应用婆美计测出烧碱的含量。（参见附表）如含量达不到95%，则应相应增加烧碱的用量。烧碱用量不够，则粘合剂不透明，流动性差，粘接力降低，放置时间长时会变稠。烧碱用量过多会出现碱污，粘合剂PH值增高，纸板容易吸潮。
　　配制过程中可能出现的问题及原因分析