淀粉胶黏剂在生活农业中应用及发展

匡文晓

[摘 要] 淀粉凭借其具有可再生的、绿色、环保、可降解、无毒，以及可改性、多重改性等特点，是解决人类资源短缺的不错选择。本文主要介绍了淀粉胶黏剂的缺点、应用及对其进行物理或化学改性，进而满足各行各业的需求。

[关键词] 淀粉 胶黏剂 改性

[中图分类号] TQ432 [文献标识码] A [文章编号] 1003-1650 （2014）05-0042-01

前言

淀粉可以看作是葡萄糖的高聚体，淀粉可分为直链淀粉和支链淀粉。直链淀粉：难溶于水，溶液不稳定，凝沉性强，可制得强度高、韧性好的薄膜。支链淀粉：易溶于水，溶液稳定，凝沉性弱，成膜性差。淀粉溶于冷水，粘度低，流动性好，其在粘结剂领域中用途很广泛，但是由于淀粉胶黏剂耐水性不佳、且易变质，储存稳定性不好，不仅导致了传统淀粉胶黏剂的制作水平和应用性能还远远满足不了使用要求，还影响了其发展。

近年来，随着人们对胶黏剂环保要求的提高，及制备无醛环保型胶黏剂尤为重要性，淀粉胶黏剂因其绿色无污染逐渐成为替代高分子聚合物的材料之一[1-3]。

一、 淀粉胶黏剂在各行业的应用

1.淀粉胶黏剂在建筑行业的应用

以淀粉作为粘合剂（基料）生产的涂料，主要用于建筑物内墙面的装饰。淀粉胶黏剂是由淀粉经糊精化等工艺过程制成的一类胶黏剂。基料是建筑涂料的主要成膜物质，也是涂料配方的主要成分和基础，它的组成、性质对涂装于建筑物表面的膜的特性（光度、耐水性、耐候性等）都起着决定作用。以淀粉及其衍生物为基料生产的建筑涂料综合性能得到了提高，如流平性、涂刷性、防沉淀性均得到改善，克服了传统聚乙烯醇建筑内墙涂料的缺点，且其不含甲醛，对人体无危害。

2.淀粉胶黏剂在瓦楞纸的应用

早期用于瓦楞纸板粘接的胶黏剂是由原淀粉在水中加热直接制得的，大量的水分导致其干燥速度过长，固含量很低，瓦楞纸板的力学性能降低。随着瓦楞纸板用量的增加，生产效率提高，人们对其质量要求也越来越严格。催化快速冷法工艺生产出高强度快干淀粉胶，在高碱度下加入催化剂于室温下进行反应 ，得到的胶黏剂用于瓦楞纸板的粘接，粘接强度和边压强度达到国家规定标准，且干燥速度明显提高，具有较好的实用价值。

3.淀粉胶黏剂在标签行业中的应用

淀粉胶黏剂作为一种天然粘胶剂，不仅具有使用方便、价格便宜等优点，而且这种粘胶剂可降解、环保在标签胶行业中具有不可替代的作业用。但是，淀粉胶黏剂也同时存在着粘结力低、含水量高和储存期短等局限性，因此用改性淀粉来克服以上缺点，来提升标签胶的质量，是标签胶行业的发展方向。

4.淀粉胶黏剂在木材行业的应用

淀粉胶黏剂在木材行业也有重要的应用。加入一些助剂来改善淀粉胶黏剂耐水性差等缺点。例如加入交联剂硼砂等，通过交联反应来提高淀粉胶黏剂的耐水性和连接强度。淀粉胶黏剂在其他行业也有重要的应用，这里就不做介绍了。

二、淀粉胶黏剂的缺点

淀粉胶黏剂的缺点主要表现在：（1）淀粉胶黏剂耐水性差：淀粉分子上具有大量可反应的羟基，羟基之间相互形成氢键，使其具有粘接性能，但是淀粉胶黏剂与水接触后使胶液粘接强度大幅下降；（2）淀粉胶黏剂含水少，流动性差：淀粉经过糊化后，从淀粉粒中渗透出的直链淀粉，降温冷却的过程中相互缠绕，形成有一定弹性和强度的半透明胶体，由于凝沉性使得淀粉胶黏剂的流动性很差；（3）淀粉胶黏剂储存稳定性差：淀粉与水形成胶液后容易发生霉变，影响使用寿命。另外，其初黏力较差及其干燥速度慢等也是使其不能广泛应用的重要原因。

三、淀粉胶黏剂的改性

有关研究人员针对淀粉的缺陷进行了多种改善，主要有物理改性、化学改性和酶改性等。通过氧化、糊化、交联等方法引入其它活性基团，使乳液体系中的羟基数量降低到适当的程度，同时保持有足够的活性基团数目，既保证了胶黏剂的粘接强度又提高了耐水、流动性能，延长了储存期 。

1.提高淀粉胶黏剂的耐水性

常见改善淀粉胶黏剂耐水性的方法，是采用与脲醛树脂、酚醛树脂等共混改性来制备。对淀粉进行氧化、糊化、交联等处理可提高其耐水性，用高锰酸钾氧化玉米淀粉，然后使用硼砂和三羟甲基苯酚为交联剂，对预处理的淀粉进行复合改性，得到粘接强度高、耐水性优良的复合淀粉胶黏剂。

此外，研究人员利用丙烯酸酯類单体与淀粉进行接枝、交联等进行共聚反应 ，制备效果更优异的淀粉胶黏剂[4]。

2.提高淀粉胶黏剂的流动性

胶黏剂的流动性对胶液的加工过程和生产应用都有重要的意义。淀粉糊化后出现凝胶，流动性差，不能满足工业要求，对淀粉进行改性，可使其溶液具有良好的流动性。有研究人员对淀粉进行基础改性，如将淀粉进行氧化、糊化等，可使淀粉大分子降解，降低淀粉的聚合度，增加水分子的分散性。

小结

鉴于淀粉及淀粉衍生物有诸多优点，现在已经成为各行各业要发展的重中之重，但是由于在性能和应用上有局限性，当前的淀粉正朝着复合改性和多元改性的方向发展。

总之，开发和利用淀粉已经成为现在大势所趋，而这一计划的持续发展，将对能源的高效利用和环境可持续发展有重要意义。

参考文献

[1]汪家铭.缩醛香料市场潜力巨大[J].江苏化工，2000，12（4）：31～32.

[2][苏]N.H .勃拉图斯，（刘树文译）.香料化学[M].北京：轻工业出版社，1984，250.

[3]王存得，钱文元.分子筛催化合成缩醛（酮）的研究[J].化学世界，1993，（1）：20～22.

[4]WANGZHENJIONG，LI ZHAOFENG，GU ZHENGBIAO，et a1.Preparation，characterization an d properties of star ch-based wood adhesive[J].Carbohydrate Polymers，2012，88（2）：699-706.

[5]程存归，孔黎春.高稳定氧化淀粉胶粘剂的研究[J].中国胶粘剂，2001，10（4 ）：26～28.