80年代初期,我国有近百家纸箱厂从美国、日本、意大利、台湾等引进瓦楞纸板流水线生产设备。所用的胶粘剂一般为淀粉胶。淀粉胶以价格低廉、制胶工艺简便、干燥速度较快、能适应高速生产要求等优点广泛应用于国内外的瓦楞纸工业。但原始的淀粉胶存在有下列问题,胶料在使用过程中容易产生沉淀、在高温期间易霉变损坏、粘合性能不高等。以上原因造成生产过程中胶料浪费,纸板性能不稳定,甚至大大低于国家标准要求。为增强其性能,国外在70年代末80年代初进行改性淀粉胶的研制工作,其中有用明矾、酮醛树指、胺、次氯酸钠、硬脂酸钠、亚硫酸氢钠等对淀粉进行改性,取得了较好的效果。但这些方法分别存在着制胶工艺复杂,原料来源困难等问题。随着我国改革开放的深入和发展,许多产品需要精美和牢靠的包装,包装行业对纸箱的质量要求越来越高。因此,研制适应我国国情的改性淀粉胶粘剂具有重要的实用意义。我们根据我国化工原料的实际情况,以来源广泛的聚乙烯醇为改性剂,在简单的制胶工艺条件下对淀粉胶进行改性,效果良好。生产的瓦楞纸板性能稳定,质量提高。
2 实验部分
2.1 材料
与试剂聚乙烯醇(ＰＶＡ),工业级,水解度:99%,聚合度:1700;玉米淀粉,工业级;氢氧化钠(30%溶液),工业级;硼砂,工业级。
2.2 实验方法
在南京纸箱总厂制胶车间,于Ｂ反应釜内加入水、淀粉和氢氧化钠溶液,搅拌,加温至35℃糊化后作为载体。于Ａ反应釜内加入水、淀粉、ＰＶＡ和硼砂,搅拌均匀后作为主体。将Ａ釜中胶料与Ｂ釜中载体混合均匀后送纸板生产车间上胶辊,所生产的纸板取样后送检测部门接ＧＢ5034—85测定粘合牢度。图ｌ为生产性试验制胶和纸板生产流程简图。
3 结果与讨论
按上述工艺,先后生产出18釜胶(约13吨)。该胶不沉淀、不霉变。生产出纸板10万平方米。每釜胶生产的纸板取样送检测部门测定粘合牢度。结果见表1生产试验部分。表1还列出南京纸箱总厂采用改性前后淀粉胶生产的纸板性能指标
4 粘合机理分析
部分淀粉事先糊化是必要的,如生淀粉直接与水混合,则很容易分层,无法上胶。但如全部淀粉加水糊化,则淀粉糊粘度太大,流动性差,不能在流水线设备上使用。在淀粉和水的混合物中加入氢氧化钠,氢氧化钠中的钠离子与淀粉分子中的羟基结合上述反应破坏了部分氢键,使大分子间作用力减弱,从而降低糊化温度,淀粉可在较低的温度(35℃)下糊化,而玉米淀粉的糊化温度为62～72℃。聚乙烯醇是能溶于水的唯一的多羟基聚合物。有优良的成膜性,乳化性。胶层强度高,韧性好。其溶液对多孔性,吸水性表面(如纸张等)有强的粘接能力。主体中的淀粉和聚乙烯醇均匀地悬浮在由水、硼砂和载体组成的糊状物中。在施肢过程中,淀粉胶可均匀地涂在纸上。由于胶滚的加热和压力作用及后续的干燥,生淀粉糊化,粘度迅速增大。聚乙烯醇在温度和硼砂的作用下凝胶,干燥后成膜的强度较大,从而提高纸板的粘合牢度。
5 结 论
(1)采用ＰＶＡ改性瓦楞纸板用淀粉胶,原料易得,工厂不增加任何制胶设备即可生产,制胶工艺简单,操作简便。
(2)改性淀粉胶不沉淀、不霉变,质量稳定,使用方便,使用期长。用其制成的瓦楞纸板粘合牢度达到6 0ｋｇ10ｃｍ2以上,完全符合国家规定标准。
(3)施用改性淀粉胶可提高瓦楞纸板箱质量,防止商品,尤其出口商品在运输周转中的被损,具有一定的经济效益和社会效益。
