胡 媛

(陜西學(xué)前師范學(xué)院,陜西 西安 710000)

李子樹膠分泌于李子果樹的樹皮，有著天然、綠色的特點。李子樹膠不僅可作為中藥，還能夠加工成為工業(yè)領(lǐng)域用膠。在水粉顏料、印染和水性涂料等方面的應(yīng)用前景廣闊。李子樹膠粉提純工藝流程和各種參數(shù)都需精準把控，以免影響樹膠溶液的黏度和顏色。李子樹膠是一種親水性高分子聚合物，易溶于溫水中形成溶膠，化學(xué)性質(zhì)較為穩(wěn)定，且其耐鹽特性使得鹽類對李子樹膠溶液黏度的影響很小。因此，相比于桃膠和阿拉伯膠，李子樹膠水粉顏料有著更好的應(yīng)用特性。

1 天然李子樹膠成分及性能

1.1 李子樹膠成分

李子樹，又稱櫻桃李，是我國常見的一種果樹，李子樹樹皮會分泌出一種樹脂，稱為李子樹膠。剛分泌出的樹脂，在外觀上是一種透明液體，采摘、收集樹皮剛分泌的樹脂，有助于提升樹膠的質(zhì)量。長時間后，樹膠會呈現(xiàn)出茶褐色，此時的樹膠是一種琥珀狀硬質(zhì)膠塊。李子樹膠的主要成分為糖類物質(zhì)，還有一些淀粉、粗脂肪、蛋白質(zhì)等物質(zhì)，其中多糖成分包含鼠李糖、-半乳糖、-葡萄糖、-木糖、-阿拉伯糖，等等。李子樹膠的分子結(jié)構(gòu)中支鏈較多，1,4-糖苷鍵相連接成為主鏈，1，6-糖苷鍵和1，12-糖苷鍵相連接組成側(cè)鏈，形成了支鏈極多的多糖類物質(zhì)。

1.2 李子樹膠應(yīng)用性能

我國南方區(qū)域種植的李子樹數(shù)量較多，李子樹膠產(chǎn)量也相應(yīng)較大。李子樹膠是一種中藥，具有透疹、清熱、祛風濕的藥用價值；也有著耐熱、耐冷凍、耐鹽的良好性能，具有乳化、增稠、成膜的優(yōu)點，可用于眾多工業(yè)領(lǐng)域。例如，紡織、印染、水粉顏料、粘合劑，等等；因李子樹膠是綠色、天然的材料，無毒無害，也可加工成為食品添加劑。雖然我國的李子樹膠產(chǎn)量巨大，但目前并沒有得到充分利用，一些工業(yè)領(lǐng)域?qū)钭訕淠z的開發(fā)和應(yīng)用力度還遠遠不夠。

2 李子樹膠粉提純的制備工藝

2.1 李子樹膠提純的主要工藝流程

對李子樹膠進行提純的主要工藝流程為：

(1)采集新鮮的李子樹膠，選出較好的李子樹膠投入壓力容器中加水浸泡，并加入大約為樹膠質(zhì)量0.03%的蘇打粉，料水比例為1∶4，在溫度40 ℃左右條件下，浸泡約4 h；

(2)向壓力容器中輸入蒸汽，將壓力容器內(nèi)溫度升高到110 ℃，保持此溫度60 min；打開攪拌器，對原材料混合體進行充分攪拌。①以200 r/min的轉(zhuǎn)速攪拌，時間約為30 min，在攪拌的同時升溫，在原來基礎(chǔ)上升高5 ℃即可；②在溫度115 ℃條件下，緩慢加大攪拌器的轉(zhuǎn)速至300 r/min，持續(xù)攪拌60 min；③升高溫度加大攪拌速度，在溫度120 ℃、轉(zhuǎn)速600 r/min條件下，持續(xù)攪拌120 min；④關(guān)閉蒸汽，緩慢降低攪拌器的速度，降低到300 r/min的中速，再次對李子樹膠溶液攪拌120 min；⑤關(guān)閉攪拌器，進行下一步的雜質(zhì)去除；

(3)待壓力容器中壓力下降為常壓情況時，將李子樹膠溶液初步過濾，儲存于沉淀容器中，然后加入潔凈水將李子樹膠溶液稀釋4倍，物理沉降24 h。將上層澄清、透明的膠液經(jīng)過濾處理后抽入反應(yīng)釜中，采用離子交換方法再次進行溶液中雜質(zhì)的去除，此時如果膠液顏色較深，可適當使用漂白劑漂白李子樹膠溶液。然后得到淺黃色較為純凈的溶液，最后采用5微米孔徑的過濾網(wǎng)對溶液進行增壓過濾，制備完成，得到高純度李子樹膠；

(4)在提純的工藝流程中，有以下2點需要注意：其一，李子樹膠的親水性較強，而在乙醇等大部分有機溶劑中不易溶解，采用負壓蒸餾方式將膠和水進行分離；其二，制備所得高純度膠體，經(jīng)干燥以后采用破碎、粉碎設(shè)備粉碎，得到李子樹膠的粉體顆粒，一般為白色或淺米黃色。

2.2 李子樹膠粉提純制備的影響因素

溫度和壓力

每個環(huán)節(jié)的溫度和壓力都需要進行嚴格控制，否則會影響李子樹膠溶液的黏度。反應(yīng)釜中，溫度和壓力的不斷升高，會改變樹膠的分子量，使其不斷減小，降低李子樹膠溶液的黏度。因為在無外力作用下，植物膠高分子鏈是散亂無序的，沒有固定方向，使得膠液的黏度較大；而當受到外力后，高分子鏈會按外力的方向展開流動，此時膠液的黏性會明顯弱化。化學(xué)鍵是連接高分子鏈的主要作用力，溫度升高，分子的布朗運動更加劇烈，分子更容易被破壞，造成膠液的高分子鏈斷裂，從而降低其黏度。

一般植物膠屬于非牛頓流體型，其黏度由2部分組成：

=+

(1)

當有外力作用，或者溫度過高時，分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，結(jié)構(gòu)黏度會迅速降低，發(fā)生物理降解；因此，溫度和壓力會對黏度產(chǎn)生影響。

煮膠溫度和時間

水粉顏料用李子樹膠粉的顏色，通常為白色或淡黃色。提取純度不同時，李子樹膠粉的顏色可能有一些差距。而煮膠時長和溫度，也會對李子樹膠粉的顏色造成改變。煮膠時間過短，或者煮膠溫度過低，都會使得李子樹膠粉的顏色偏淺；煮膠時間較長，或者溫度較高，都會使得李子樹膠粉顏色偏深。

漂白劑

當李子樹膠顏色較深時，可適當加入漂白劑漂白，植物膠常用的有雙氧水、漂白粉和漂粉精等，這些都是強氧化劑，如果用量不當，會使得李子樹膠分子鏈斷裂，嚴重影響膠液的黏度。因此，盡量減少漂白劑的使用，依靠一些物理方式去除膠液中的雜質(zhì)，同時控制煮膠的溫度和時間。

2.3 李子樹膠的特性

經(jīng)壓力容器、沉淀容器和反應(yīng)釜等裝置進行李子樹膠的提純后，制備得到白色或淡黃色的李子樹膠粉，其可自由流動，無臭、無味。作為一種植物膠粉末，與水分子接觸后，李子樹膠粉可與水形成溶膠。

李子樹膠在溫水中可完全溶解；但因其極強的親水性，在加入溶解過程中需要不斷攪拌。如果攪拌不充分，那么李子樹膠粉的表層會因吸水形成膠團，阻礙里層樹膠粉與水的結(jié)合，造成溶解不充分的現(xiàn)象，影響親水性作用發(fā)揮。這也是制備工藝中，需要邊攪拌邊投入樹膠粉的原因。通常李子樹膠粉與水的混合比例約為1∶3，充分攪拌之后，形成膠體溶液，此時的膠體溶液更接近于牛頓流體；

在pH值為5.0～9.0時，李子樹膠溶液的黏度不易受其他物質(zhì)酸堿度的影響。在1%的蒸餾水溶液中測得李子樹膠的酸堿度約為6.7，因此，對李子樹膠黏度影響較小的制備方式為采用蒸餾水來溶解李子樹膠粉，制得膠液。另外，在無機酸介質(zhì)中李子樹膠液的黏度會大大降低，這主要的原因在于無機酸會引起李子樹膠液高聚物解聚，降低膠液黏性。李子樹膠的多支鏈結(jié)構(gòu)使其具備較強的化學(xué)穩(wěn)定性。

3 李子樹膠在水粉顏料中的應(yīng)用優(yōu)勢

3.1 李子樹膠在水粉顏料中的應(yīng)用

李子樹膠作為一種植物膠，可參與水粉顏料的制備，起到固定材料的作用。通常水粉顏料中粉的質(zhì)量占大部分，膠的成分占小部分，水粉畫晾干以后，顏色變淺，不顯膠光。粉的色彩提升了水粉畫的魅力，不僅使得畫面的顏色豐富，且呈現(xiàn)出水粉畫特有的“粉”的質(zhì)感。而水粉顏料中李子樹膠的質(zhì)量、用量等都會影響到水粉顏料的使用。膠體的選擇、膠體含量以及固液質(zhì)量比例不合理時，會使水粉顏料的干濕色彩有明顯的差別，在濕時或干時，顏料表現(xiàn)出不一樣的明度；如果采用的李子樹膠的成膜性弱，不利于顏料顆粒間的良好粘接，水分揮發(fā)之后，水粉顏料厚畫容易出現(xiàn)裂縫，造成龜裂的現(xiàn)象，嚴重影響畫面美觀。水粉顏料的原材料、加工工藝、膠體與水粉用量比例都會影響到顏料的貯存穩(wěn)定性，穩(wěn)定性較差的顏料，在長時間放置后會出現(xiàn)沉降、分層的現(xiàn)象，甚至透膠、透水。為保證水粉顏料的質(zhì)量和穩(wěn)定，應(yīng)合理運用好“粉”與“膠”。

3.2 穩(wěn)定、色彩干濕變化小

李子樹膠應(yīng)用在水粉顏料中，可發(fā)揮其乳化穩(wěn)定作用，不僅加大水的黏度，還可以在顏料顆粒的表面形成一層保護膜，減少顏料顆粒的聚集現(xiàn)象。多糖類物質(zhì)，通常都具有這2種作用，但是多糖種類不同，穩(wěn)定效果存在差異。常見的植物膠，如桃膠，也可作為水粉顏料的膠體，膏體非常細膩的顏料，長時間放置也不易發(fā)生沉降、分層、透膠和透水的問題，可存放半年以上；但是細膩的膏體顏料，需要較多的桃膠，其添加量必須要大于總質(zhì)量的11%，才能保持較好的穩(wěn)定性否則，達不到理想的穩(wěn)定性。部分水粉顏料的膠體采用的是阿拉伯膠，阿拉伯膠有著較高的形成保護膜的能力，可有效阻止顏料顆料的聚集，向水粉顏料添加總質(zhì)量9%的質(zhì)量分數(shù)就可保持顏料膏體的穩(wěn)定性。當采用李子樹膠時，水粉顏料對樹膠的添加量要求會降低，總質(zhì)量7.2%的添加量，就能達到較好的穩(wěn)定性，長時間放置時，顏料的膏體也不易出現(xiàn)問題。

水粉顏料在干濕狀態(tài)下的色彩明度都會有一些差異，但采用不同的植物樹膠，顏色的差異不同。雖然桃膠、阿拉伯膠和李子樹膠分子中都具備多羥基高分子，但前兩種膠高分子為線型，李子樹膠中的支鏈較多，角度更大，且支鏈中有多種官能團，可充分潤濕顏料顆粒，增加膏體的明度、減少畫面“粉”和“白”的效果，對畫面美感的影響較小。

3.3 干后不易龜裂

繪畫領(lǐng)域水粉顏料常用的畫法可分為厚畫和薄畫。顏料涂層較厚時，容易出現(xiàn)干裂的問題，因此，厚畫法對水粉顏料膠體的要求較高。通常認為，水粉顏料中膠用量多少和膠自身的黏度是水粉顏料干后出現(xiàn)龜裂問題的主要原因。李子樹膠中的支鏈較多，且李子樹膠溶液的粘接性能不受鹽類物質(zhì)影響，可將水分顏料顆粒牢牢連接起來，減小顏料的分離，并且李子樹膠可在顏料顆粒表面形成一層膜，因此，李子樹膠作為水粉顏料的膠體，特別適合厚畫法。添加水粉顏料總質(zhì)量20%以上的李子樹膠粉，能夠避免顏料干后容易龜裂的問題，保障畫面的美感。

3.4 相較于其他樹膠的應(yīng)用優(yōu)點

天然李子樹膠具備綠色、環(huán)保的特性，應(yīng)用到水粉顏料中，不會對環(huán)境產(chǎn)生污染和危害；相比于阿拉伯樹膠，李子樹膠水粉顏料有著更快的干燥速度和更高的色彩飽和度；相比于桃膠，李子樹膠水粉顏料在干濕不同狀態(tài)下的色彩變化較小，膏體更細膩，且顏料干后不易龜裂。在實際應(yīng)用中，為提升水粉顏料的綜合性能，往往將李子樹膠、阿拉伯膠和桃膠按照6.5∶2∶1.5的比例結(jié)合使用，顏料中總膠體的質(zhì)量分數(shù)最低為20%，最高為25%，生產(chǎn)而成水粉顏料，良好結(jié)合了此3種植物膠的優(yōu)點，使其綜合性能更加優(yōu)異，采用該水粉顏料繪畫，顏料干后不會出現(xiàn)龜裂，畫面整潔，色彩明度飽滿。

4 結(jié)語

綜上所述，李子樹膠作為天然高分子聚合物，有著優(yōu)越的親水性、乳化穩(wěn)定性和耐鹽性，等等，被繪畫顏料等行業(yè)積極應(yīng)用。制備過程中，溫度、壓力、時間等因素都會對李子樹膠溶液的黏度和顏色產(chǎn)生一定影響。相比于阿拉伯膠和桃膠，李子樹膠的性能更突出。相信隨著各行業(yè)對李子樹膠的深入研究，其將會被廣泛應(yīng)用到繪畫顏料、印染、水性涂料等領(lǐng)域，發(fā)揮更大的應(yīng)用價值。