改性淀粉胶粘剂研究进展

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1、改性淀粉胶粘剂研究进展改性淀粉胶粘剂研究进展乔治邦，顾继友，张彦华(东北林业大学材料科学与工程学学院，黑龙江哈尔滨150040)摘要：淀粉绿色环保，可用做胶粘剂。然而单一的淀粉胶粘剂却存在着一些不足，如耐水性、流动性较差，干燥速度慢。因此在一定条件下对其进行有限度的改性，制备岀具有优良性能的改性淀粉胶粘剂在实际生产中具有重要意义。本文综述了几种改性方法，并指出了未來的发展方向。关键词：淀粉；胶粘剂；改性中图分类号：TQ432.2文献标志码：A文章编号：随着石油资源的日益减少，国家相关法规的出台及人们环保意识的增强，无毒环保型胶粘剂受到了

2、人们的重视。淀粉是一种无毒、可再生的天然生物大分子，价格低廉，易生物降解。淀粉胶粘剂作为环保型胶粘剂越来越受到人们的关注。然而，淀粉胶粘剂却存在着一些不足。若对淀粉进行适当处理，改变其结构和性质，便可对胶粘剂的性能进行控制［1］。1•改性机理淀粉是以葡萄糖为基本单元的高聚物［分子式:(C6H1005)n］,由通过a4糖昔键连接的直链淀粉和由a6糖昔键连接的支链淀粉组成［2・3］。分子屮含有易于发生反应的疑基和糖昔键，这是制备性能优异胶粘剂的基础。大量脱水葡萄糖单元键接成淀粉，拜基存在于每个葡萄糖单元的C2、C3和C6±,因而在淀粉分子中

3、有大量的活性轻基，径基产生的氢键力是淀粉胶粘剂粘结力的来源［3］。但是，轻基与水分子极易以氢键的形式结合,导致淀粉胶粘剂性能严重下降。2.改性方法冃前对淀粉进行改性的方法主耍有四种：物理方法、化学方法、酶处理和基因工程［4］。2.1物理方法物理改性是通过热、机械力、场等物理手段对原淀粉进行改性⑸。主要处理方法有热液处理、微波处理、电离放射线处理、超声波处理、球磨处理、挤压处理等。物理改性没有引入任何有害物质，产物的物化性能得到明显改善，应用范围扩大。2.2化学方法淀粉分子中含有大量的瓮基和糖昔键，这是化学改性的基础。化学改性的主要方法有

4、氧化、酯化、接枝、交联和复合改性等。2.2.1氧化在氧化剂的作用下淀粉分子中的一些糖昔键发生断裂，生成按基，进一步氧化生成竣基。氧化剂的降解作用产生了低粘度高固含量的分散体,能抵抗粘度增高和凝胶，产生的按基与竣基增强了与纤维的粘合力，且使直链淀粉的凝沉趋向减至最低，稳定性提高⑹。常用的氧化剂有次氯酸钠、高猛酸钾、过氧化物等。陈永胜等［7］以次氯酸钠为氧化剂制备出了具有良好流动性和成膜性的氧化淀粉糊液。林险峰等⑻对不同氧化方法制得的玉米淀粉粘合剂的性能进行了比较研究，结果表明电化学氧化法制得胶液稳定性好，粘度易于控制。2.22酯化酯化是淀

5、粉分子中的轻基与其他物质发生酯化反应，生成新的官能团,并发生部分交联，从而改善淀粉胶粘剂的性能。时君友等⑼对利用酯化玉米淀粉，合成了水性高分子■异氧酸酯(API)胶粘剂，其理化性能达到相关标准，具有明显的牛产可操作性。章昌华［10］等以磷酸和小麦淀粉为主要原料制备了酯化淀粉胶粘剂，考查了淀粉、磷酸用量、反应温度、反应时间、体系pH值对胶粘剂性能的影响。吴修利等［口］以玉米淀粉为原材料、三聚磷酸钠为酯化剂、碳酰二胺为催化剂，半干法制备了高粘度磷酸酯淀粉，研究了pH值、碳酰二胺添加量、反应温度和反应时间对磷酸酯淀粉峰值粘度的影响，并通过正交

6、实验确定了最佳反应条件。2.2.3醞化醸化是淀粉分子的羟基被活性物质取代，形成淀粉基醞。不同的醸化剂可得不同的淀粉醯产品，各自的性质与用途也不相同。酉迷化的结果是使产品具有良好的黏度稳定性，即使在pH较高时，醯基对也是稳定的［3］。周中凯［12］介绍了醯化淀粉，并详细论述了叔胺阳离子淀粉、疑甲基淀粉(CMS)、瓮烷基淀粉的概念、反应机理、生产方法、性质及用途。224接枝接枝是在淀粉大分子上通过一定的方式产生初级自由基，使某些烯桂单体接枝到淀粉分子上，形成淀粉■高聚物分子链，使性能得到改善。接枝改性方法可通过控制接枝密度、接枝单体的选择和

7、支链长度来调控高聚物的性能，进而调节胶粘剂的性能［13］o接枝方法可分为三类：自由基引发法、粒子相互作用法和缩合加成法。自由基引发是最常用的，包括物理引发和化学引发两种。化学引发常用的是氧化还原反应，主耍的引发方式有过硫酸鞍、硝酸肺鞍、高猛酸钾等盐引发,Fenton^s引发和辐射引发［14］o王辉等［25］以过硫酸镂为引发剂，醋酸乙烯酯为接枝单体，在水相介质中制备了蜡质玉米淀粉胶粘剂，探讨了接枝参数对胶粘剂压缩剪切强度的影响，结果表明，接枝百分率和支链相对分子质量均对淀粉胶粘剂的压缩剪切强度有一定影响，且前者的影响较大。时君友等［16］

8、介绍了一种不含甲醛的聚乙烯醇接枝玉米淀粉胶粘剂的合成方法，探讨了改性机理,对聚乙烯醇与玉米淀粉的配比、次氯酸钠的用量、过硫酸钾的用量等影响胶粘剂性能的因素，并对主剂与交联剂PAPI的配比进行了讨论。结果表明