纸品用淀粉粘合剂生产工艺现状及发展方向

＊牛永健

（甘肃省轻工研究院有限责任公司 甘肃 730000）

引言

目前我国最为广泛的纸制品生产包含瓦楞纸箱生产，这类纸箱的生产方式绝大部分是使用泡花碱。泡花碱在使用过程中为直销生产带来优势的同时也存在大量的缺点，例如容易返潮、纸箱容易变形等，这一系列的不利因素都会导致大量纸箱报废。淀粉粘合剂是很好可以取代泡化碱的新型纸制品生产方式。

1.纸品生产中使用的淀粉粘合剂

对于淀粉粘合剂的使用来说，国外较我国应用的更早。我国在国外兴起一段时间后，逐渐的开始研究对于淀粉粘合剂的使用与推广，主要的推广时间是在20世纪80年代，在这个时间内，大量的将其应用于纸品的生产中。但由于我国使用的淀粉粘合剂存在一定的不足，例如容易产生凝胶现象、固体含量不高以及不易干燥等缺点，都是我国在使用淀粉凝合剂过程中存在的劣势[1]。

淀粉粘合剂在生产过程中会根据原材料的不同来源将其分为多种类型，主要将其应用在纸品的生产中。按照淀粉的本质差异可以将其分为玉米类、甘薯类以及木薯类等，不同来源的淀粉产生的效用也具有一定的差异。按照产生的淀粉粘合剂形态来分，可以将其分为大致两种类型，粉状以及液态状，粉状淀粉一般是改性淀粉，近几年也非常流行将改性淀粉配制成液态，在形态上以及性能力上均可最大限度地满足对于淀粉粘合剂的需要，是目前广泛应用的一类配制方法。在我国早期应用的最为广泛的粘合剂种类是直接用淀粉进行生产形成的液态粘合剂，受到各大纸制品生产商青睐的主要原因在于这类液态粘合剂可以在最大限度内满足生产纸制品过程中对于淀粉粘合剂的需要。例如对粘合剂的黏度上的需求、流动程度和固体含量。但传统工艺方法产生的粘合剂也存在着一定的不足，其中包括贮存的时间不能过长、在多种因素作用下容易分解、短时间内容易凝胶以及粘合度差等。通过在以往的生产工艺中添加一定的生产助剂以及高聚合物的方式，可以在最大限度内对以前的工艺进行改良，使改性后的淀粉粘合剂可以更好的弥补传统的淀粉粘合剂在多个层面存在的不足[2]。

2.生产工艺现状

对于目前我国的淀粉粘合剂生产工业来说，可以根据不同的需求生产较多的种类。不同种类的淀粉粘合剂，在配方和生产方式上都存在着一定的不同。目前我国使用较为频繁的淀粉粘合剂生产方法包括一步法和两步法。两步法是指首先根据淀粉的特性对其进行需求性改性，改进完成后再利用这类淀粉进行配胶；一步法是指不需要对淀粉进行改性，直接用生的淀粉作为原料进行淀粉粘合剂的生产。除此之外，在两种主要生产工艺的基础上也可以不断的添加多种助剂或者膏剂物来提升粘合剂的其他性能，在整体上改善和提高生产工艺。

(1)一步法工艺

一步法工艺包括多种方法，例如热糊法，碱糊法以及氧化法等。每种方法都有其各自的优缺点，因此在生产过程中应该根据实际情况进行工艺手段的选择，保证生产过程中的质量以及经济效益的最大化。

①热糊法

在我国最为常用的传统淀粉粘合剂生产方法是热糊法，主要的生产过程是将淀粉混浊液进行加热，加热的温度需要达到一定的高度，使其糊化程度符合热糊法的要求，利用这类方法产生的淀粉粘合剂在应用过程中只能将其用作为热用，稳定性上与其他的工艺手段相比较差，除此之外还具有不高的粘合力和粘合强度，因此随着淀粉粘合剂生产方法的不断更新与发展，这类生产工艺的应用频率也逐渐降低，不将其作为主要的生产手段之一。

②碱糊法

碱糊法是与热糊法相比，具有一定工艺改进的淀粉粘合剂生产方法。根据生产温度的不同，可以将其分作为冷制和热制两种类型。冷制的温度主要是指在室温下进行操作，热制的温度主要是指在60～62℃进行工作。冷制方法在操作过程中是在常温下淀粉糊化成胶样，活化过程中需要借助催化剂，如稀的氢氧化钠。这种方法下生产的淀粉粘合剂可以将其应用在温度较低的状态下。主要优势是工艺操作较为简单、使用起来轻便；存在的不足主要是含有大量的水，导致干燥的速度较慢，除此之外粘合剂具有较差的流动性，不容易成型，在连接程度上也不够强。热制方法与冷制方法相比，不仅在温度上存在差异，在生产过程中也需要添加额外的络合剂，促进胶的凝固[3]。

③氧化法

氧化法与碱糊法的主要相同之处在于也可分为冷制和热制两种方法。冷制方法与热制方法的主要区别在于反应的时间不同，冷制比热制的时间较久一点。根据文献显示，反应时间的长短与多种因素有关，其中包括反应过程中的环境温度，在冬天使用氧化法需要保证反应的温度在10h以上，这样才能使其达到稳定的反应速度以及反应质量。此方法受温度影响十分大，因此室温可以造成反应的巨大波动。在这种情况下，由于无法对室温进行精准控制，在很大程度上导致产品的质量不稳定，容易产生残次品。因而在两种方法中更加倾向于使用热制法。在选择氧化剂上，也要根据实际情况进行筛选，常用的氧化剂包括次氯酸钠、双氧水以及高锰酸钾等，使用过程中需要结合氧化剂的反应速度以及反应时间。这类方法生产的粘合剂在使用类别上可以作为冷用，与其他制作方法相比具有较好的粘合性，稳定的性能也使其成为生产瓦楞纸板优先会选择的粘合剂制作方法，也渐渐的发展成为目前我国最为常用的生产粘合剂的方法。存在一定优势的同时也存在某些不足，例如容易产生凝胶现象、储存的时间不够长以及干胶速度慢等，通过对氧化法进行工艺改进，在氧化法的基础上更好的满足于生产需求。

(2)典型改进工艺

对于淀粉粘合剂的生产来说有多种生产方法，目前我国会在多类方法的基础上进行改进，使其更好地符合我国对于淀粉粘合剂的生产要求。其中最为常用的是在氧化法的基础上进行改进。通过研究发现，一般会在几个方面进行工艺改进。

①优化和严格控制工艺条件

在生产过程中淀粉是否可以更加均匀地进行氧化显的十分重要，因此可以通过适当的添加氧化剂的方式促进淀粉适当地、合理地进行氧化。在生产过程中可以科学的添加一定的催化剂，使其对淀粉可以选择性的进行氧化，促进淀粉的氧化速度。除此之外在淀粉需要终止氧化时，添加终止剂可以干扰这一过程的进行，确保氧化的时间以及氧化的程度在标准范围内。氧化过度会严重地影响淀粉的氧化质量，终止氧化可以在最大限度内提高产品的稳定程度。氧化过程中对于氧化的pH温度以及时间都有一定的要求，只有符合规范，才能不断的对工艺条件进行优化和改良。例如某些研究者发现在进行快固化淀粉粘合剂生产过程中，大多数采用的方法是双氧水氧化法，利用这类氧化方法，生产过程中需要添加的催化剂类别属于金属离子，在选择终止剂时也更加倾向于选择硫代硫酸钠，再将温度和反应时间控制在标准范围内。

②加入水溶性高聚物共混

加入高聚物可以使粘合剂的形成过程中具有更强的粘合度，在一定程度上弥补其他方法存在的缺点。有文献报道显示，添加了一定的高聚物以后可以使淀粉凝胶的储存时间从几天提升到两个月左右，在含有固体较多的淀粉粘合剂中添加共聚物可以大大的缩短干燥过程使用时间。一些研究者发现，在玉米淀粉胶中加入一定量的高聚物可以很好的提升淀粉胶的初粘性以及其他性能，不断的进行性能优化[4]。

(3)两步法工艺

两步法工艺中食用的淀粉主要是改性淀粉，改性淀粉与生淀粉的主要区别在于通过多类处理方法使得淀粉在性质上具有很大的不同。更好的适应于生产工艺，在应用范围上也更加广泛。将改性淀粉与其他的改性剂进行融合，也可更好地提升粘合剂的性能以及粘合强度等。在进行纸制品生产过程中，主要使用的淀粉包括氧化淀粉以及酸变性淀粉等。获得改性淀粉的渠道包括多种，一般情况下先从淀粉生产厂家进行大批量的生产，再从市场购买这类改性淀粉，整个过程可以更好的保证改性淀粉的质量。

改性淀粉粘合剂的配制过程较为简单，首先是将变性后的淀粉与水进行均匀搅拌，获得淀粉混合物。在此基础上不断的添加具有定量规格的糊化剂以及其他络合剂，通过不断的搅拌使其形成半透明的液体粘合剂，在进行糊化剂选择时可以使用常用的糊化剂，例如氢氧化钠。

通过这种方法配制的胶要具有较长的储存时间和温度适应性。

3.结束语

目前我国生产的淀粉粘合剂具有多项优点，通过对淀粉粘合剂生产的各种工艺进行比较和分析，有利于不断的提升和改进生产方法。目前我国较为常用的淀粉粘合剂生产方法是热氧化法，通过对其进行改进，使其成为我国重要的工艺生产路线。利用改性淀粉生成纸品粘合剂，也是目前我国粘合剂生产行业的主要方向。