植物胶粘剂
2005-09-23 阅读 363 次
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植物胶粘剂主要分为淀粉胶、糊精胶、豆胶、阿拉伯树胶、松香胶、羧甲基纤维素胶、木质素胶等种类。 一、淀粉胶 淀粉胶以淀粉为基体。淀粉的主要来源为植物的块根和种子，其分子式为（C6H10O5 ），为白色、无嗅、无味的粉状或粒状固体，其性状及组成见表一所示。 表一 淀粉的性状及组成
淀粉糊的粘度随温度升高而变小，在冷却情况下硬度和凝胶强度随之增大。另外，淀粉糊的粘度还受到浓度的影响，随浓度的增大也相应增加。 淀粉胶的制法有加热法、碱熟法、淀粉酶法和冷制法等多种，其中以加热法和碱熟法为主。加热法是将淀粉加入水中后，经搅拌均匀，然后边加热边搅拌至90°C 左右，再保持10—15min即可，淀粉与水的比例通常在10—15：85—90。碱熟法是将10—15%的淀粉水混合物，在搅拌下逐渐加入5—10份10%的氢氧化钠溶液，在室温下即可糊化制得淀粉胶。 为改善淀粉胶的性能，在实际制备时，可按不同要求，加入各种不同的添加剂，其品种与作用如表二所示。 表二 淀粉添加剂的品种及作用
1、氧化淀粉胶 氧化淀粉胶又称氯化淀粉胶，这是由淀粉用次氯酸盐处理生成淀粉衍生物，再将其作为基体制得的淀粉胶。按处理方法的不同可得到不同的衍生物。 2、淀粉醋酸酯胶 这是将淀粉与醋酸在酸性介质中加热反应，得到淀粉醋酸酯，再将其作为基体制得的淀粉胶，其具有快速固化及单组份的特点。 3、羧基淀粉胶 这是将淀粉在碱性介质中用环氧氯丙烷作交联剂，制得接枝聚合物，又称羧基淀粉，再将其作为基体制得的淀粉胶，其具有较高的胶接强度。 4、耐水淀粉胶 这是将淀粉分子中的亲水性基团与N -羟甲基丙烯酰胺或聚乙烯亚胺反应，生成部分交联结构，而制得的具有较好耐水性的淀粉胶。另外，如与丙烯酸化合物进行接枝反 应，还能提高胶液的稳定性。 糊精胶 糊精是淀粉的不完全水解物，分子式为（C6H10O5 ）.H2O。是黄色或白色无定形粉末，能溶解于冷水而形成粘稠的具有较高胶接强度的液体。实际上，糊精是淀粉向葡萄糖转化过程中的中间体。 将糊精作为基体制成的糊精胶，比淀粉胶具有更高的胶接强度，更好的耐水性及更简便的操作工艺，通常用于室温快速胶接。 糊精可由淀粉经酸或加热高温处理制得，也可经-淀粉酶的作用生成不完全水解产物。目前主要采用直接煅烧法和加酸煅烧法。 1、直接煅烧法 这是一种先将淀粉进行干燥，然后在190—230°C的温度下加热煅烧而得的方法。制得的糊精稍带褐色。 2、加酸煅烧法 这是一种用酸促进淀粉分解的方法。先将淀粉进行干燥，然后加入硝酸和硫酸（100kg 淀粉加入200ml 浓硝酸和300ml 浓硫酸，预先用1001水稀释浓酸），混合均匀后在110—140°C加热煅烧而得。 糊精胶在制备时，通常要加入一些添加剂以改善性能。例如，加入碱性无机盐（如硼砂等）， 提高初始胶接强度，加入酸性盐（如亚硫酸钠等），去除臭味，加入有机酸盐（如酒石酸钠及酪酸钠等），增加韧性；加入有机酸（如酒石酸、草酸、酪酸等），提高胶接强度。 糊精胶主要用于木材、纸张、皮革、织物等材料的胶接，也可用作织物及纸张的上浆剂、药物的赋形剂以及用于油墨的配制等。 豆胶 豆胶主要以大豆为原料制得，属植物性蛋白胶。将大豆粉以溶剂萃取，脱去油脂，以碱液溶解得到粗蛋白，再精制成蛋白。将精蛋白与水调制配成一定浓度的胶液即为豆胶。 目前，用于提取大豆蛋白的原料多为粉丝、豆腐等豆制品的下脚，由于这些下脚都含有较多的水分，易被霉菌腐蚀，因此可采取直接将下脚料干燥，或在提取出大豆蛋白后干燥的方法。 在大豆蛋白的制备中，碱溶解氢氧化钙的用量对胶液性能有明显影响。如表三所示，用量过少或过多都不能得到良好的胶接效果。 表三 氢氧化钙用量对豆胶胶接强度的影响
了豆胶的典型配方。 表四 豆胶的典型配方
豆胶主要用作生产胶合板和刨花板的胶粘剂。但由于其耐水性较差及以粮食为主要原料，因此使用中受到一定的限制，近年来已较少单独使用，而主要作为脲醛树脂胶及酚醛树脂的添加剂。以豆胶作为增量剂的脲醛树脂胶的胶接强度如表五所示。 表五 豆胶为增量剂的脲醛树脂胶的胶接强度
阿拉伯树胶系由阿拉伯、非洲及澳大利亚等地生长的胶树所得树胶的总称，呈白色至深红色硬 脆固体，密度1.3 —1.4g/cm3 ，溶解于甘油及水，不溶于有机溶剂。它是由阿拉伯胶素酸（分子式为 C10H18O9 ）的钾、钙、镁盐等转变为半乳糖和葡糖醛酸而形成的长链状聚合物。 阿拉伯树胶的水溶液，干燥后能形成坚固的薄膜，但脆性较大。为了改善脆性，提高韧性，可加入 适量的乙二醇、丙三醇、聚乙二醇等作为增塑剂，但会影响胶液的干燥速度。 阿拉伯树胶作为胶粘剂，可单独与水配制。也可加入增塑剂、淀粉、黄蓍树胶、百里酚等一起配制。配制时一般无须加热，只要在室温下搅拌至均匀透明即可。 阿拉伯树胶主要用于光学镜片、食品包装等的胶接，用作邮票、商标标贴的上胶材料，潜性固化胶粘剂微胶囊的外膜材料，也可用作药物的赋形剂等。 松香胶 松香胶以松香为基体。松香由松树分泌的松香树脂（又称生松香或松脂）经蒸馏去除松节油后 而得，为透明的、浅黄色至深棕色的玻璃状脆性物质，有特殊气味。不溶于水，溶于乙醇、乙醚、丙酮、苯、二硫化碳、松节油、油类和碱溶液。主要成分为松香酸和松脂酸酐等不饱和化合物，通常含松香酸80—90%。具有较大的活性。其性状根据色泽、酸度、软化点、透明度而异。 通常情况下，色泽越浅，性能越好；松香酸含量越大，酸度越大，软化点越高。 松香胶可直接用有机溶剂溶解松香而得；也可通过碱化后制成水溶性胶。 1、溶剂型松香胶 它由松香与溶剂直接配制而成，能够溶解松香的溶剂均可使用，并可根据溶 剂的品种和固含量适当进行调节。例如，用作胶接金属箔包装纸的松香剂，可采用低沸点的溶剂（如乙醚、丙酮、苯等）；用作制备粘蝇纸等的松香胶，可采用高沸点的溶剂（如蓖麻油等）。配制时，一般在加热下搅拌均匀即可。 2、水溶性松香胶 它由碱液将松香碱化后制得。碱化的方法，有在碱液中直接加入松香，在熔 融的松香中加入碱液，以及碱过量加入乳化剂等多种。水溶性松香胶具有更高的胶接强度，而且成本低廉，适宜于大量应用。 松香胶可直接用于金属材料，尤其是金属箔包装材料的胶接，也用于粘蝇纸等的制造。将松香 胶与无机填料（如白垩、石膏等）、无机颜料（如朱砂、铁红等）共熔制得的火漆，是一种传统的热熔胶，可用于密封文件、仪表等。另外，松香胶也是压敏胶及热熔胶常用的增粘剂。 羧甲基纤维素胶 羧甲基纤维素胶俗称化学浆糊，由羧甲基纤维素（简称CMC ）与适量的水调制而成。其透明度好， 固化迅速，有良好的高低温性能，可直接加热，趁热胶接，也可室温胶接。 羧甲基纤维素是纤维素醚的一种，分子式为（C6H9O4.OCH2COOH ），通常使用的是它的钠盐。它是由纤维素在氢氧化钠溶液中与氯乙酸作用，羟基上的氯被羧甲基取代而得。为白色粉末，具有很强的吸湿性，能溶于水而生成粘稠状液体，对热和光十分稳定。 羧甲基纤维素胶主要用作药片粉料的胶粘剂，用于纸张等材料的胶接，也可用于织物经纱的上 浆，陶瓷制品生产中的粉料胶接。 木质素胶 木质素胶以木质素为基体，木质素是木材中含量仅次于纤维素的物质，为无色或淡黄色树脂状物质，目前主要从纸浆废液中提取。从硫酸盐纸浆中提取的为单亚硫酸结构的硫代木质素；从亚硫 酸盐纸浆中提取的是磺酸盐结构的磺酸木质素。 木质素胶主要用于木材胶接。目前通常将木质素与酚醛树脂或环氧树脂进一步缩聚改性，以提高其胶接强度和改善其施工性能。 |
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