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《東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報》2016年第四期

摘要

分別以玉米淀粉、小麥淀粉、馬鈴薯淀粉為原料，采用二步法按不同配比制備多層瓦楞紙生產(chǎn)線用淀粉膠黏劑，并對其性能進(jìn)行研究。結(jié)果表明，糊化溫度隨淀粉膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)和NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大而降低;Stein－Hall黏度隨NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大先減小，當(dāng)NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過0．7%時，Stein－Hall黏度迅速增大。在同一溫度時，Brabender黏度從大到小依次為馬鈴薯淀粉膠、小麥淀粉膠、玉米淀粉膠;經(jīng)過同一放置時間時，Brabender黏度從大到小依次為馬鈴薯淀粉膠、玉米淀粉膠、小麥淀粉膠。

關(guān)鍵詞

淀粉膠黏劑;Brabender黏度;Stein－Hall黏度;糊化溫度;瓦楞紙板

淀粉膠黏劑是一種價格低、原料來源豐富、無毒的水溶性膠黏劑，廣泛應(yīng)用于瓦楞紙板的制造工藝。但由于淀粉膠黏劑受溫度、組成成分的影響很大，造成性能不穩(wěn)定，在多層瓦楞紙生產(chǎn)線中，質(zhì)量難以準(zhǔn)確控制，特別是膠黏劑的生產(chǎn)黏度及糊化溫度對瓦楞紙生產(chǎn)質(zhì)量有重要的影響［1－3］。但有關(guān)這方面的研究比較多，僅張欽發(fā)、賀倫英等得出了瓦楞紙單面機用淀粉膠的配方［3］。筆者對多層瓦楞紙板生產(chǎn)線用膠黏劑的糊化溫度、生產(chǎn)黏度等性能受淀粉原料種類、NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)、放置時間等因素進(jìn)行了研究，探討其變化規(guī)律。

1材料與方法

玉米淀粉(工業(yè)級)、小麥淀粉(工業(yè)級)、馬鈴薯淀粉(工業(yè)級)、NaOH(工業(yè)級)固體、硼砂(工業(yè)級)、復(fù)合添加劑(工業(yè)級)。本試驗采用二步法制淀粉膠黏劑［4－6］。載體淀粉(熟化淀粉)的制備流程為:向燒杯中加入43℃的水，然后加入淀粉攪拌3min，將NaOH溶于水中，再將此堿溶液在攪拌下緩慢加入上述淀粉混合液中，加熱到70℃。再繼續(xù)攪拌20min，放置一定時間，讓熟化淀粉溫度下降至50℃;然后再加入冷水，繼續(xù)攪拌即可。主體淀粉的制備流程為:向燒杯中加入32℃的水、淀粉、硼砂、復(fù)合添加劑，充分?jǐn)嚢?0min。最后將載體淀粉和主體淀粉混合，充分?jǐn)嚢?0min，然后放置不同時間分別取樣進(jìn)行測試。以上試驗按不同配比進(jìn)行混合，并放置不同時間分別取樣，用Stein－Hall杯及Brabender黏度儀分別測量3種淀粉原料制得的不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)、溫度、放置時間的膠黏劑樣品的生產(chǎn)黏度。并用偏光顯微鏡和電加熱臺測定膠黏劑樣品的糊化溫度。

2結(jié)果與分析

2．1膠黏劑淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)、NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)對膠黏劑糊化溫度、Stein－Hall黏度等性能的影響按照上述淀粉膠黏劑制備工藝，淀粉原料選用玉米淀粉，載體淀粉中熟化玉米淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)始終保持4．5%不變，然后與主體淀粉相混合。當(dāng)二步法混合制得的淀粉膠玉米淀粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)逐漸增大時，玉米淀粉膠的糊化溫度變化曲線見圖1，玉米淀粉膠的Stein－Hall黏度的變化曲線見圖2。可知，糊化溫度隨玉米淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大而降低，Stein－Hall黏度隨玉米淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大而增大。按照上述淀粉膠黏劑制備工藝，載體淀粉中熟化淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)保持在4．4%，硼砂質(zhì)量分?jǐn)?shù)保持在1．5%，二步法混合制得的淀粉膠玉米淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)保持在23%。當(dāng)NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)逐漸增大時，玉米淀粉膠的糊化溫度變化曲線見圖3，玉米淀粉膠的Stein－Hall黏度的變化曲線見圖4。可知，糊化溫度隨NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大而降低，Stein－Hall黏度隨NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大先減小，當(dāng)NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過0．7%時，Stein－Hall黏度迅速增大。

2．2膠黏劑小麥淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)、NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)對膠黏劑糊化溫度、Stein－Hall黏度等性能的影響按照上述淀粉膠黏劑制備工藝，淀粉原料選用小麥淀粉，載體淀粉中熟化小麥淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)始終保持3．6%不變，當(dāng)二步法制得的淀粉膠小麥淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)逐漸增大時，小麥淀粉膠的糊化溫度變化曲線見圖5，小麥淀粉膠的Stein－Hall黏度的變化曲線見圖6。可知，糊化溫度隨小麥淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大而降低，Stein－Hall黏度隨小麥淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大而增大。按照上述淀粉膠黏劑制備工藝，載體淀粉中熟化淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)保持在3．6%，二步法制得淀粉膠小麥淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)保持在25%，硼砂質(zhì)量分?jǐn)?shù)保持在0．5%，當(dāng)NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)逐漸增大時，小麥淀粉膠的糊化溫度變化曲線見圖7，小麥淀粉膠的Stein－Hall黏度的變化曲線見圖8。可知，糊化溫度隨NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大而降低，Stein－Hall黏度隨NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大先緩慢增大;當(dāng)NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過0．7%時，Stein－Hall黏度迅速增大。

2．3溫度、放置時間對馬鈴薯、小麥、玉米淀粉膠Brabender黏度的影響將馬鈴薯淀粉膠由50℃開始冷卻，小麥淀粉膠由55℃開始冷卻，玉米淀粉膠由60℃開始冷卻。待放置至不同的溫度時，分別取樣，采用Brabender黏度儀對其Brabender黏度進(jìn)行測量，結(jié)果見圖9。可知，Brabender黏度隨溫度的變化趨勢是一致的，即隨溫度的升高，Brabender黏度逐漸增大。在同一溫度時，Brabender黏度從大到小依次為馬鈴薯淀粉膠、小麥淀粉膠、玉米淀粉膠。將馬鈴薯、小麥、玉米3種淀粉膠配制完后，放置160min。其間分別在20、60、100、140、160min時取樣，采用Brabender黏度儀對其Brabender黏度進(jìn)行測量，結(jié)果見圖10。可知，Brabender黏度隨放置時間的變化趨勢是相似的，即隨放置時間的延長，Brabender黏度先急劇增大;超過30min時，Brabender黏度緩慢減小;超過70min，再繼續(xù)放置時，Brabender黏度又開始增大;超過105min時，Brabender黏度又先減小再增大。在同一放置時間時，Brabender黏度從大到小依次為馬鈴薯淀粉膠、玉米淀粉膠、小麥淀粉膠。

3結(jié)論

糊化溫度隨膠黏劑淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大而降低，Stein－Hall黏度隨膠黏劑淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大而增大。糊化溫度隨NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大而降低，Stein－Hall黏度隨NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大先減小，當(dāng)NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過0．7%時，Stein－Hall黏度迅速增大。Bra-bender黏度隨溫度的變化趨勢是一致的，即隨溫度的升高，Brabender黏度逐漸增大。在同一溫度時，Brabender黏度從大到小依次為馬鈴薯淀粉膠、小麥淀粉膠、玉米淀粉膠。Brabender黏度隨放置時間的變化趨勢是相似的，即隨放置時間的延長，Brabender黏度先急劇增大;超過30min時，Brabender黏度緩慢減小;超過70min再繼續(xù)放置時，Brabender黏度又開始增大;超過105min時，Brabender黏度又先減小再增大。在同一放置時間時，Brabender黏度從大到小依次為馬鈴薯淀粉膠、玉米淀粉膠、小麥淀粉膠。

參考文獻(xiàn)

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作者：吳艷芬 單位：安徽新聞出版職業(yè)技術(shù)學(xué)院