＊牛永健

（甘肅省輕工研究院有限責(zé)任公司 甘肅 730000）

引言

目前我國(guó)最為廣泛的紙制品生產(chǎn)包含瓦楞紙箱生產(chǎn)，這類(lèi)紙箱的生產(chǎn)方式絕大部分是使用泡花堿。泡花堿在使用過(guò)程中為直銷(xiāo)生產(chǎn)帶來(lái)優(yōu)勢(shì)的同時(shí)也存在大量的缺點(diǎn)，例如容易返潮、紙箱容易變形等，這一系列的不利因素都會(huì)導(dǎo)致大量紙箱報(bào)廢。淀粉粘合劑是很好可以取代泡化堿的新型紙制品生產(chǎn)方式。

1.紙品生產(chǎn)中使用的淀粉粘合劑

對(duì)于淀粉粘合劑的使用來(lái)說(shuō)，國(guó)外較我國(guó)應(yīng)用的更早。我國(guó)在國(guó)外興起一段時(shí)間后，逐漸的開(kāi)始研究對(duì)于淀粉粘合劑的使用與推廣，主要的推廣時(shí)間是在20世紀(jì)80年代，在這個(gè)時(shí)間內(nèi)，大量的將其應(yīng)用于紙品的生產(chǎn)中。但由于我國(guó)使用的淀粉粘合劑存在一定的不足，例如容易產(chǎn)生凝膠現(xiàn)象、固體含量不高以及不易干燥等缺點(diǎn)，都是我國(guó)在使用淀粉凝合劑過(guò)程中存在的劣勢(shì)[1]。

淀粉粘合劑在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)根據(jù)原材料的不同來(lái)源將其分為多種類(lèi)型，主要將其應(yīng)用在紙品的生產(chǎn)中。按照淀粉的本質(zhì)差異可以將其分為玉米類(lèi)、甘薯類(lèi)以及木薯類(lèi)等，不同來(lái)源的淀粉產(chǎn)生的效用也具有一定的差異。按照產(chǎn)生的淀粉粘合劑形態(tài)來(lái)分，可以將其分為大致兩種類(lèi)型，粉狀以及液態(tài)狀，粉狀淀粉一般是改性淀粉，近幾年也非常流行將改性淀粉配制成液態(tài)，在形態(tài)上以及性能力上均可最大限度地滿(mǎn)足對(duì)于淀粉粘合劑的需要，是目前廣泛應(yīng)用的一類(lèi)配制方法。在我國(guó)早期應(yīng)用的最為廣泛的粘合劑種類(lèi)是直接用淀粉進(jìn)行生產(chǎn)形成的液態(tài)粘合劑，受到各大紙制品生產(chǎn)商青睞的主要原因在于這類(lèi)液態(tài)粘合劑可以在最大限度內(nèi)滿(mǎn)足生產(chǎn)紙制品過(guò)程中對(duì)于淀粉粘合劑的需要。例如對(duì)粘合劑的黏度上的需求、流動(dòng)程度和固體含量。但傳統(tǒng)工藝方法產(chǎn)生的粘合劑也存在著一定的不足，其中包括貯存的時(shí)間不能過(guò)長(zhǎng)、在多種因素作用下容易分解、短時(shí)間內(nèi)容易凝膠以及粘合度差等。通過(guò)在以往的生產(chǎn)工藝中添加一定的生產(chǎn)助劑以及高聚合物的方式，可以在最大限度內(nèi)對(duì)以前的工藝進(jìn)行改良，使改性后的淀粉粘合劑可以更好的彌補(bǔ)傳統(tǒng)的淀粉粘合劑在多個(gè)層面存在的不足[2]。

2.生產(chǎn)工藝現(xiàn)狀

對(duì)于目前我國(guó)的淀粉粘合劑生產(chǎn)工業(yè)來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)不同的需求生產(chǎn)較多的種類(lèi)。不同種類(lèi)的淀粉粘合劑，在配方和生產(chǎn)方式上都存在著一定的不同。目前我國(guó)使用較為頻繁的淀粉粘合劑生產(chǎn)方法包括一步法和兩步法。兩步法是指首先根據(jù)淀粉的特性對(duì)其進(jìn)行需求性改性，改進(jìn)完成后再利用這類(lèi)淀粉進(jìn)行配膠；一步法是指不需要對(duì)淀粉進(jìn)行改性，直接用生的淀粉作為原料進(jìn)行淀粉粘合劑的生產(chǎn)。除此之外，在兩種主要生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上也可以不斷的添加多種助劑或者膏劑物來(lái)提升粘合劑的其他性能，在整體上改善和提高生產(chǎn)工藝。

(1)一步法工藝

一步法工藝包括多種方法，例如熱糊法，堿糊法以及氧化法等。每種方法都有其各自的優(yōu)缺點(diǎn)，因此在生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行工藝手段的選擇，保證生產(chǎn)過(guò)程中的質(zhì)量以及經(jīng)濟(jì)效益的最大化。

①熱糊法

在我國(guó)最為常用的傳統(tǒng)淀粉粘合劑生產(chǎn)方法是熱糊法，主要的生產(chǎn)過(guò)程是將淀粉混濁液進(jìn)行加熱，加熱的溫度需要達(dá)到一定的高度，使其糊化程度符合熱糊法的要求，利用這類(lèi)方法產(chǎn)生的淀粉粘合劑在應(yīng)用過(guò)程中只能將其用作為熱用，穩(wěn)定性上與其他的工藝手段相比較差，除此之外還具有不高的粘合力和粘合強(qiáng)度，因此隨著淀粉粘合劑生產(chǎn)方法的不斷更新與發(fā)展，這類(lèi)生產(chǎn)工藝的應(yīng)用頻率也逐漸降低，不將其作為主要的生產(chǎn)手段之一。

②堿糊法

堿糊法是與熱糊法相比，具有一定工藝改進(jìn)的淀粉粘合劑生產(chǎn)方法。根據(jù)生產(chǎn)溫度的不同，可以將其分作為冷制和熱制兩種類(lèi)型。冷制的溫度主要是指在室溫下進(jìn)行操作，熱制的溫度主要是指在60～62℃進(jìn)行工作。冷制方法在操作過(guò)程中是在常溫下淀粉糊化成膠樣，活化過(guò)程中需要借助催化劑，如稀的氫氧化鈉。這種方法下生產(chǎn)的淀粉粘合劑可以將其應(yīng)用在溫度較低的狀態(tài)下。主要優(yōu)勢(shì)是工藝操作較為簡(jiǎn)單、使用起來(lái)輕便；存在的不足主要是含有大量的水，導(dǎo)致干燥的速度較慢，除此之外粘合劑具有較差的流動(dòng)性，不容易成型，在連接程度上也不夠強(qiáng)。熱制方法與冷制方法相比，不僅在溫度上存在差異，在生產(chǎn)過(guò)程中也需要添加額外的絡(luò)合劑，促進(jìn)膠的凝固[3]。

③氧化法

氧化法與堿糊法的主要相同之處在于也可分為冷制和熱制兩種方法。冷制方法與熱制方法的主要區(qū)別在于反應(yīng)的時(shí)間不同，冷制比熱制的時(shí)間較久一點(diǎn)。根據(jù)文獻(xiàn)顯示，反應(yīng)時(shí)間的長(zhǎng)短與多種因素有關(guān)，其中包括反應(yīng)過(guò)程中的環(huán)境溫度，在冬天使用氧化法需要保證反應(yīng)的溫度在10h以上，這樣才能使其達(dá)到穩(wěn)定的反應(yīng)速度以及反應(yīng)質(zhì)量。此方法受溫度影響十分大，因此室溫可以造成反應(yīng)的巨大波動(dòng)。在這種情況下，由于無(wú)法對(duì)室溫進(jìn)行精準(zhǔn)控制，在很大程度上導(dǎo)致產(chǎn)品的質(zhì)量不穩(wěn)定，容易產(chǎn)生殘次品。因而在兩種方法中更加傾向于使用熱制法。在選擇氧化劑上，也要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行篩選，常用的氧化劑包括次氯酸鈉、雙氧水以及高錳酸鉀等，使用過(guò)程中需要結(jié)合氧化劑的反應(yīng)速度以及反應(yīng)時(shí)間。這類(lèi)方法生產(chǎn)的粘合劑在使用類(lèi)別上可以作為冷用，與其他制作方法相比具有較好的粘合性，穩(wěn)定的性能也使其成為生產(chǎn)瓦楞紙板優(yōu)先會(huì)選擇的粘合劑制作方法，也漸漸的發(fā)展成為目前我國(guó)最為常用的生產(chǎn)粘合劑的方法。存在一定優(yōu)勢(shì)的同時(shí)也存在某些不足，例如容易產(chǎn)生凝膠現(xiàn)象、儲(chǔ)存的時(shí)間不夠長(zhǎng)以及干膠速度慢等，通過(guò)對(duì)氧化法進(jìn)行工藝改進(jìn)，在氧化法的基礎(chǔ)上更好的滿(mǎn)足于生產(chǎn)需求。

(2)典型改進(jìn)工藝

對(duì)于淀粉粘合劑的生產(chǎn)來(lái)說(shuō)有多種生產(chǎn)方法，目前我國(guó)會(huì)在多類(lèi)方法的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，使其更好地符合我國(guó)對(duì)于淀粉粘合劑的生產(chǎn)要求。其中最為常用的是在氧化法的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，一般會(huì)在幾個(gè)方面進(jìn)行工藝改進(jìn)。

①優(yōu)化和嚴(yán)格控制工藝條件

在生產(chǎn)過(guò)程中淀粉是否可以更加均勻地進(jìn)行氧化顯的十分重要，因此可以通過(guò)適當(dāng)?shù)奶砑友趸瘎┑姆绞酱龠M(jìn)淀粉適當(dāng)?shù)?、合理地進(jìn)行氧化。在生產(chǎn)過(guò)程中可以科學(xué)的添加一定的催化劑，使其對(duì)淀粉可以選擇性的進(jìn)行氧化，促進(jìn)淀粉的氧化速度。除此之外在淀粉需要終止氧化時(shí)，添加終止劑可以干擾這一過(guò)程的進(jìn)行，確保氧化的時(shí)間以及氧化的程度在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。氧化過(guò)度會(huì)嚴(yán)重地影響淀粉的氧化質(zhì)量，終止氧化可以在最大限度內(nèi)提高產(chǎn)品的穩(wěn)定程度。氧化過(guò)程中對(duì)于氧化的pH溫度以及時(shí)間都有一定的要求，只有符合規(guī)范，才能不斷的對(duì)工藝條件進(jìn)行優(yōu)化和改良。例如某些研究者發(fā)現(xiàn)在進(jìn)行快固化淀粉粘合劑生產(chǎn)過(guò)程中，大多數(shù)采用的方法是雙氧水氧化法，利用這類(lèi)氧化方法，生產(chǎn)過(guò)程中需要添加的催化劑類(lèi)別屬于金屬離子，在選擇終止劑時(shí)也更加傾向于選擇硫代硫酸鈉，再將溫度和反應(yīng)時(shí)間控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。

②加入水溶性高聚物共混

加入高聚物可以使粘合劑的形成過(guò)程中具有更強(qiáng)的粘合度，在一定程度上彌補(bǔ)其他方法存在的缺點(diǎn)。有文獻(xiàn)報(bào)道顯示，添加了一定的高聚物以后可以使淀粉凝膠的儲(chǔ)存時(shí)間從幾天提升到兩個(gè)月左右，在含有固體較多的淀粉粘合劑中添加共聚物可以大大的縮短干燥過(guò)程使用時(shí)間。一些研究者發(fā)現(xiàn)，在玉米淀粉膠中加入一定量的高聚物可以很好的提升淀粉膠的初粘性以及其他性能，不斷的進(jìn)行性能優(yōu)化[4]。

(3)兩步法工藝

兩步法工藝中食用的淀粉主要是改性淀粉，改性淀粉與生淀粉的主要區(qū)別在于通過(guò)多類(lèi)處理方法使得淀粉在性質(zhì)上具有很大的不同。更好的適應(yīng)于生產(chǎn)工藝，在應(yīng)用范圍上也更加廣泛。將改性淀粉與其他的改性劑進(jìn)行融合，也可更好地提升粘合劑的性能以及粘合強(qiáng)度等。在進(jìn)行紙制品生產(chǎn)過(guò)程中，主要使用的淀粉包括氧化淀粉以及酸變性淀粉等。獲得改性淀粉的渠道包括多種，一般情況下先從淀粉生產(chǎn)廠(chǎng)家進(jìn)行大批量的生產(chǎn)，再?gòu)氖袌?chǎng)購(gòu)買(mǎi)這類(lèi)改性淀粉，整個(gè)過(guò)程可以更好的保證改性淀粉的質(zhì)量。

改性淀粉粘合劑的配制過(guò)程較為簡(jiǎn)單，首先是將變性后的淀粉與水進(jìn)行均勻攪拌，獲得淀粉混合物。在此基礎(chǔ)上不斷的添加具有定量規(guī)格的糊化劑以及其他絡(luò)合劑，通過(guò)不斷的攪拌使其形成半透明的液體粘合劑，在進(jìn)行糊化劑選擇時(shí)可以使用常用的糊化劑，例如氫氧化鈉。

通過(guò)這種方法配制的膠要具有較長(zhǎng)的儲(chǔ)存時(shí)間和溫度適應(yīng)性。

3.結(jié)束語(yǔ)

目前我國(guó)生產(chǎn)的淀粉粘合劑具有多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)對(duì)淀粉粘合劑生產(chǎn)的各種工藝進(jìn)行比較和分析，有利于不斷的提升和改進(jìn)生產(chǎn)方法。目前我國(guó)較為常用的淀粉粘合劑生產(chǎn)方法是熱氧化法，通過(guò)對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，使其成為我國(guó)重要的工藝生產(chǎn)路線(xiàn)。利用改性淀粉生成紙品粘合劑，也是目前我國(guó)粘合劑生產(chǎn)行業(yè)的主要方向。