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当氧化淀粉粘合剂在瓦楞纸箱的制作及使用

发布时间:2021-09-11 05:51:47 阅读: 来源:电热膜厂家

氧化淀粉粘合剂在瓦楞纸箱的制作及使用

瓦楞纸箱的质量在纸质和加工工艺相同的情况下,蛋白石的外观为致密的玻璃状块状体主要取决于所使用的粘合剂。因此,粘合剂在瓦楞纸箱生产中起着关键性的作用。

目前,我国大部分纸箱厂都是小型企业,没有烘干设备。所以,尽管用硅酸钠作瓦楞纸箱粘合剂具有碱性大、易吸潮泛碱、腐蚀性大等缺点,而且国家严格限制使用,但因硅酸钠具有价廉且干燥迅速的特点,大部分企业还是使用硅酸钠作粘合剂,而不愿意使用干燥速度相对较慢的淀粉粘合剂。因此,如何尽快研制出干燥速度和硅酸钠相当,且价格低廉的淀粉类粘合剂是亟待解决的问题。我们经过10多年的研究探索,研制出快干型的淀粉粘合剂,并且经湖南包装企业多年的使用,证明其制作工艺简单、质量稳定、贮存期长、不易胶凝、干燥速度和硅酸钠相当,每吨粘合剂成本大约为350元左右,生产费用比硅酸钠降低25-30%。用该粘合剂制作的纸箱,经湖南出入境检验检疫局检测,各项指标超过出口包装纸箱的标准。

一、粘合剂的氧化反应机理

氧化淀粉糊稳定性高,凝沉性大为减弱,凝结成凝胶的倾向较小,流动性高,透明度好,胶粘力强。我们研制的粘合剂是在常温下,以硫酸镍为催化剂,以次氯酸钠为氧化剂,当淀粉氧化达到一定深度后,添加其它辅料制成氧化淀粉糊。次氧酸钠在水溶液中受热或催化剂的作用下分解,释放出具有很强氧化能力的初生态[O],淀粉在初生态[O]的作用下,进行了氧化反应,氧化作用使淀粉葡萄糖基环间的甙键部分断裂而降解,致使聚合度降低,分子量减少,水溶性和亲和力增加,从而可制出含较高固体含量的粘合剂,提高了干燥能力。同时,因氧化作用使淀粉中羟甲基变成醛基。进一步氧化,还可使部分变为羟基,这样使其与纸纤维那末铜都是用甚么样的实验机检测那?1下是方圆实验机厂的王工给您的解答:中的结合力强的羟基基数增加,从而使氧化淀粉的粘合力大大提高。另外,因氧化后产生的醛基,制止了微生物对淀粉的发酵及生物降解作用,使制出的粘合剂提高了防腐、防霉能力。

氧化反应的速度随着温度及氧化剂量的增加而加快。在常温下,为了提高氧化反应的速度,添加硫酸镍作为催化剂,使氧化反应即使是在低于10℃下也能进行。对于自制自用的中小型企业来说,因每天粘合剂用量不多,为了降低生产成本,可适当减少氧化剂用量,以延长氧化时间来达到氧化深度。一般可以在晚上让其静止氧化12小时左右。

二、粘合剂的制作

1.原料和配方 淀粉:可用玉米淀粉或木薯淀粉,色白,100目以上,含水14%以下,含蛋白质0.5%以下,不发霉,不结块。

液碱:含量30%±0.02的工业品(固碱亦可)。

氧化剂:有效氯含量为10%的工业级次氯酸钠。

氧化催化剂:工业级硫酸镍,使用时配制成0.5%的水溶液。

交联剂:工业级硼砂,使用时用冷水配制成2%的水溶液。

添加剂:含硫、氮、磷、有机物等物质,均为工业级。

基本配方如表1所示。

2.主要设备和工艺流程

主要设备为反应器和电动搅拌器。因反应过程是在常温及弱碱性下进行,故腐蚀性不大,可用薄钢板焊制或用砖砌水泥披档。电机功率视产量大小可选3-5千瓦,搅拌转速为60-70转/分。整个生产过程在反应器中进行。

粘合剂的生产工艺流程如图1所示。

3、生产方法

氧化:在反应器中先加水100公斤,在不断搅拌下加入14公斤次氯酸钠,再加入100公斤木薯淀粉搅匀,最后加入25克0.5%硫酸镍溶液,搅拌5分钟左右,让其静止氧化过夜。

糊化:先加入100公斤水,搅匀后,加入30公斤用30%的液碱预先配好的10%的溶液进行糊化,搅拌20分钟左右,使其成为均匀透明的淡黄色胶体,随后加入3公斤配成5%浓度的催干剂,及3公斤的稳定剂。

交联:在搅拌下加入3.5公斤的硼砂预先配成2%的溶液和适量的水,用4号杯测量其粘度为40-50S即可,最后视泡沫量加入消泡剂磷酸三丁酯20克左右。

三、影响粘合剂质量的主要因素

冷制催化氧化淀粉粘合剂质量的好坏,与许多因素有关。质量好的粘合剂外观必须是清彻透明,略带浅黄色,不起泡,有适当的粘度,稳定性高,贮存期长,干燥速度快,粘合力强。下面仅讨论影响质量的几种因素。

1.氧化剂用量和氧化时间.氧化温度之间的关系次氯酸钠是较强的氧化剂,对于一定量的淀粉来说,在其它条件相同的情况下,氧化剂用量增大,氧化速度将增快。也就是说,粘合剂的粘度将下降。所以要根据生产实际情况定出氧化剂的合适用量。如需缩短氧化时间,可适当增加氧化剂用量,当达到氧化深度后再加终止剂硫代硫酸钠,终止反应。中小企业自制自用,可利用晚上时间进行氧化,以延长氧化时间,这样可减少氧化剂用量,减少原材料消耗,达到降低成本的目的。

氧化反应的温度也影响氧化反应的速度,温度越高,氧化反应速度越快,在其它条件相同经考核合格前方能操作实验机的情况下,制出的粘合剂粘度也越小。因此要根据不同的温度条件,控制不同的氧化剂的用量和氧化时间。

2.氢氧化钠用量的影响

在冷制淀粉中,氢氧化钠作为糊化剂,能使不溶于水的氧化淀粉和水形成均匀、透明、有粘胶性的淀粉糊。这是因为加入氢氧化钠后,其氢氧根与淀粉分子中羟基结合,破杯了淀粉大分子间和分子内原有的羟基之间的氢键结合,使大分子溶胀糊化。另外,氢氧化钠使氧分子中的羧基变成羧酸钠基,增加了与水的溶解性。同时,氢氧化钠在无氧的条件下能稳定直链淀粉溶液,使胶粘剂不易胶凝。但氢氧化钠并不是加得越多越好,其用量和温度都要严格控制。用量过大时,因碱性太高会破坏纸纤维,而且当空气湿度大时,易吸潮泛黄。另一方面,加入氢氧化钠时,浓度也不能太高,因浓度高,糊化时反应剧烈,极易糖化,使上胶机甩胶,裱出的瓦楞峰上出现花胶现象,从而引起纸板开胶且难以干燥。一般氢氧化钠的加入量(固体)为淀粉量的9-10%,加入时的浓度为10%为宜。

3.羟基硼砂用量的影响

硼砂作为交联剂,它在水溶液中水解时以硼、氧为中心离子,能与粘合剂中的羟基、羧基结合为配位体,形成状结构的多核络合物,从而使粘度增加。并能更好地固着在带有羧基的纸张表面,增加粘合剂的初粘力,使生成的薄膜坚固,提高了抗水性和自然干燥的能力。但硼砂也不可加得过多,否则会使胶层发脆,造成脱胶现象。

4.添加剂的作用

在粘合剂中,加入添加剂是为达到快干、稳定、抗胶凝的目的,以延长贮存期。我们在配方中加入一种无机复盐和溶于水的含氮有机物作催干剂,虽加量不多,但确实起到催干作用。我们将制作瓦楞纸板的原料纸裁成均匀的、规格为120×80mm的纸片,按每平方米100克粘合剂的量进行涂刷,每块纸板由5层纸粘成,所涂粘合剂的总量,控制误差在0.02克的范围,否则换纸重粘,把粘好的纸板放在温度为20℃,湿度为80%的条件下进行干燥。前期每隔30分钟称重一次,接近全干时,每隔6分钟称重一次,从而测出纯氧化淀粉粘合剂、加有催干剂的氧化淀粉粘合剂及硅酸钠的干燥数据,详见表2。

表2中的数据说明,加有催干剂的粘合剂,其初干性能优于纯氧化淀粉和硅酸钠,全干性能和硅酸钠相当。在粘合剂中加稳定剂,从而使粘合剂在存放1个半月后,流动性、粘度及颜色都基本保持不变。

五、实际使用情况

使用该配方生产的粘合剂,已在湖南省包装企业中使用了10多特别是在长时间的行动中年,效果反映良好:7分钟后撕裂粘合面可全部发毛,无跑楞,加压15分钟后可任意搬动;生产工艺简单,成本低廉,比用水玻璃节省成本30%以上。经湖南出入境检验检疫局检测,粘合强度平均达80N/楞 l0cm,超过国家标准(58.8N/楞 10cm)。(文/黄亚文)

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