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淀粉是一种天然高分子原料,具有便宜易得、无毒环保的优点,且用于胶黏剂行业具有很多优点,如成本较低、无污染等。但原淀粉自身有不足之处,比如其化学性能和物理性能,所以对淀粉进行改性,以改善其性能,使其达到工业胶黏剂的应用要求。 我国有橡树林200-250万公顷,年产橡实约为600-700万吨,橡实资源十分丰富。橡实中淀粉含量较高,可达50%-70%,最高可达87%左右,由此可见橡实是一种很有开发前景的重要野生资源。目前鲜见用橡实淀粉制备氧化淀粉胶黏剂的研究报道,与其它高含量粮食淀粉相比,其制备氧化淀粉胶黏剂将有所不同。 本研究采用湿法工艺提取橡仁中的淀粉,通过对橡实淀粉进行氧化与改性来制备橡实淀粉胶黏剂,探讨不同氧化剂对橡实淀粉胶黏剂的影响,并确定较佳的制备工艺条件。 以橡实淀粉胶黏剂的黏度、失水率、固含量和初粘性为性能评价指标,研究结果如下: (1)当以NaClO为氧化剂制备橡实淀粉胶黏剂时,影响淀粉胶黏剂粘度的主因是NaOH用量;影响淀粉胶黏剂初粘性的主因是聚乙烯醇;Na2B4O7·10H2O对淀粉胶黏剂固含量和失水率的影响最大。橡实淀粉胶黏剂较佳的制备工艺条件为:氧化剂用量5%(干基淀粉的质量分数,以下同),氧化温度60℃,氧化时间30 min,糊化剂用量40%-50%,糊化时间20 min,改性剂用量20%,改性时间30 min,交联剂用量42.5%-45%,交联时间5-10 min。在较佳工艺条件下制得的淀粉胶黏剂,其粘度为400 mPa.s,固含量为97.98%以上,初粘性100%,失水率为75.61%左右。 (2)当以(NH4)2S2O8为氧化剂制备橡实淀粉胶黏剂时,HCHO对淀粉胶黏剂粘度和初粘性的影响最大;影响淀粉胶黏剂固含量的主因是温度和HCHO;影响淀粉胶黏剂失水率的主因是聚乙烯醇。橡实淀粉胶黏剂较佳的制备工艺条件为:氧化剂用量5%,氧化温度50℃,氧化时间30 min,糊化剂用量10%,糊化时间20 min,改性剂用量15%,改性时间30 min,交联剂用量40%,交联时间10 min。在较佳工艺条件下制得的淀粉胶黏剂,其粘度为900 mPa.s,固含量为97.80%以上,粘接强度为85%,失水率为83.67%左右。 (3)当以NaIO4为氧化剂制备橡实淀粉胶黏剂时,首先氧化橡实淀粉制备双醛淀粉,影响双醛含量大小的因素依次为温度、时间、NaIO4浓度、pH,且较佳工艺条件为:温度为40℃、pH为1.5、反应时间为3 h、NaIO4浓度为0.6 mol/L。在较佳工艺条件下制得的双醛含量为92.3%。之后用双醛淀粉制备胶黏剂,聚乙烯醇对淀粉胶黏剂粘度、固含量和初粘性的影响最大;影响淀粉胶黏剂失水率的主因是Na2B4O7·10H2O。橡实淀粉胶黏剂较佳的制备工艺条件为:氧化剂用量1.1:1(NaIO4与橡实淀粉的质量比,以下同),氧化温度40℃,氧化时间3 h,糊化剂用量1:(1.94-2.22),糊化时间20 min,改性剂用量1:(1.94-2.00),改性时间30 min,交联剂用量(1.50-1.86):1,交联时间10 min。在较佳工艺条件下制得的淀粉胶黏剂,其粘度为132 mPa.s,固含量为98.01%以上,粘接强度为100%,失水率为90.00%左右。 (4)对上述三种淀粉胶黏剂的各项性能进行分析,以(NH4)2S2O8为氧化剂制备的淀粉胶黏剂,不仅有毒、流动性不合格,而且初粘性较低,达不到胶黏剂的应用要求;以NaClO为氧化剂制备的淀粉胶黏剂,各项性能指标较好,只是失水率较低,基本满足淀粉胶黏剂的应用要求;以NaIO4为氧化剂制备的淀粉胶黏剂,各项性能指标均较好,基本满足淀粉胶黏剂的应用要求。后两种淀粉胶黏剂具有粘接力强、干燥时间短、无毒无污染等优点,在工业生产中的应用前景将会是十分广阔的。