匡文曉

[摘 要] 淀粉憑借其具有可再生的、綠色、環(huán)保、可降解、無毒，以及可改性、多重改性等特點(diǎn)，是解決人類資源短缺的不錯(cuò)選擇。本文主要介紹了淀粉膠黏劑的缺點(diǎn)、應(yīng)用及對其進(jìn)行物理或化學(xué)改性，進(jìn)而滿足各行各業(yè)的需求。

[關(guān)鍵詞] 淀粉 膠黏劑 改性

[中圖分類號] TQ432 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1003-1650 （2014）05-0042-01

前言

淀粉可以看作是葡萄糖的高聚體，淀粉可分為直鏈淀粉和支鏈淀粉。直鏈淀粉：難溶于水，溶液不穩(wěn)定，凝沉性強(qiáng)，可制得強(qiáng)度高、韌性好的薄膜。支鏈淀粉：易溶于水，溶液穩(wěn)定，凝沉性弱，成膜性差。淀粉溶于冷水，粘度低，流動性好，其在粘結(jié)劑領(lǐng)域中用途很廣泛，但是由于淀粉膠黏劑耐水性不佳、且易變質(zhì)，儲存穩(wěn)定性不好，不僅導(dǎo)致了傳統(tǒng)淀粉膠黏劑的制作水平和應(yīng)用性能還遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了使用要求，還影響了其發(fā)展。

近年來，隨著人們對膠黏劑環(huán)保要求的提高，及制備無醛環(huán)保型膠黏劑尤為重要性，淀粉膠黏劑因其綠色無污染逐漸成為替代高分子聚合物的材料之一[1-3]。

一、 淀粉膠黏劑在各行業(yè)的應(yīng)用

1.淀粉膠黏劑在建筑行業(yè)的應(yīng)用

以淀粉作為粘合劑（基料）生產(chǎn)的涂料，主要用于建筑物內(nèi)墻面的裝飾。淀粉膠黏劑是由淀粉經(jīng)糊精化等工藝過程制成的一類膠黏劑?；鲜墙ㄖ苛系闹饕赡の镔|(zhì)，也是涂料配方的主要成分和基礎(chǔ)，它的組成、性質(zhì)對涂裝于建筑物表面的膜的特性（光度、耐水性、耐候性等）都起著決定作用。以淀粉及其衍生物為基料生產(chǎn)的建筑涂料綜合性能得到了提高，如流平性、涂刷性、防沉淀性均得到改善，克服了傳統(tǒng)聚乙烯醇建筑內(nèi)墻涂料的缺點(diǎn)，且其不含甲醛，對人體無危害。

2.淀粉膠黏劑在瓦楞紙的應(yīng)用

早期用于瓦楞紙板粘接的膠黏劑是由原淀粉在水中加熱直接制得的，大量的水分導(dǎo)致其干燥速度過長，固含量很低，瓦楞紙板的力學(xué)性能降低。隨著瓦楞紙板用量的增加，生產(chǎn)效率提高，人們對其質(zhì)量要求也越來越嚴(yán)格。催化快速冷法工藝生產(chǎn)出高強(qiáng)度快干淀粉膠，在高堿度下加入催化劑于室溫下進(jìn)行反應(yīng) ，得到的膠黏劑用于瓦楞紙板的粘接，粘接強(qiáng)度和邊壓強(qiáng)度達(dá)到國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，且干燥速度明顯提高，具有較好的實(shí)用價(jià)值。

3.淀粉膠黏劑在標(biāo)簽行業(yè)中的應(yīng)用

淀粉膠黏劑作為一種天然粘膠劑，不僅具有使用方便、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，而且這種粘膠劑可降解、環(huán)保在標(biāo)簽?zāi)z行業(yè)中具有不可替代的作業(yè)用。但是，淀粉膠黏劑也同時(shí)存在著粘結(jié)力低、含水量高和儲存期短等局限性，因此用改性淀粉來克服以上缺點(diǎn)，來提升標(biāo)簽?zāi)z的質(zhì)量，是標(biāo)簽?zāi)z行業(yè)的發(fā)展方向。

4.淀粉膠黏劑在木材行業(yè)的應(yīng)用

淀粉膠黏劑在木材行業(yè)也有重要的應(yīng)用。加入一些助劑來改善淀粉膠黏劑耐水性差等缺點(diǎn)。例如加入交聯(lián)劑硼砂等，通過交聯(lián)反應(yīng)來提高淀粉膠黏劑的耐水性和連接強(qiáng)度。淀粉膠黏劑在其他行業(yè)也有重要的應(yīng)用，這里就不做介紹了。

二、淀粉膠黏劑的缺點(diǎn)

淀粉膠黏劑的缺點(diǎn)主要表現(xiàn)在：（1）淀粉膠黏劑耐水性差：淀粉分子上具有大量可反應(yīng)的羥基，羥基之間相互形成氫鍵，使其具有粘接性能，但是淀粉膠黏劑與水接觸后使膠液粘接強(qiáng)度大幅下降；（2）淀粉膠黏劑含水少，流動性差：淀粉經(jīng)過糊化后，從淀粉粒中滲透出的直鏈淀粉，降溫冷卻的過程中相互纏繞，形成有一定彈性和強(qiáng)度的半透明膠體，由于凝沉性使得淀粉膠黏劑的流動性很差；（3）淀粉膠黏劑儲存穩(wěn)定性差：淀粉與水形成膠液后容易發(fā)生霉變，影響使用壽命。另外，其初黏力較差及其干燥速度慢等也是使其不能廣泛應(yīng)用的重要原因。

三、淀粉膠黏劑的改性

有關(guān)研究人員針對淀粉的缺陷進(jìn)行了多種改善，主要有物理改性、化學(xué)改性和酶改性等。通過氧化、糊化、交聯(lián)等方法引入其它活性基團(tuán)，使乳液體系中的羥基數(shù)量降低到適當(dāng)?shù)某潭?，同時(shí)保持有足夠的活性基團(tuán)數(shù)目，既保證了膠黏劑的粘接強(qiáng)度又提高了耐水、流動性能，延長了儲存期 。

1.提高淀粉膠黏劑的耐水性

常見改善淀粉膠黏劑耐水性的方法，是采用與脲醛樹脂、酚醛樹脂等共混改性來制備。對淀粉進(jìn)行氧化、糊化、交聯(lián)等處理可提高其耐水性，用高錳酸鉀氧化玉米淀粉，然后使用硼砂和三羥甲基苯酚為交聯(lián)劑，對預(yù)處理的淀粉進(jìn)行復(fù)合改性，得到粘接強(qiáng)度高、耐水性優(yōu)良的復(fù)合淀粉膠黏劑。

此外，研究人員利用丙烯酸酯類單體與淀粉進(jìn)行接枝、交聯(lián)等進(jìn)行共聚反應(yīng) ，制備效果更優(yōu)異的淀粉膠黏劑[4]。

2.提高淀粉膠黏劑的流動性

膠黏劑的流動性對膠液的加工過程和生產(chǎn)應(yīng)用都有重要的意義。淀粉糊化后出現(xiàn)凝膠，流動性差，不能滿足工業(yè)要求，對淀粉進(jìn)行改性，可使其溶液具有良好的流動性。有研究人員對淀粉進(jìn)行基礎(chǔ)改性，如將淀粉進(jìn)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。

小結(jié)

鑒于淀粉及淀粉衍生物有諸多優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在已經(jīng)成為各行各業(yè)要發(fā)展的重中之重，但是由于在性能和應(yīng)用上有局限性，當(dāng)前的淀粉正朝著復(fù)合改性和多元改性的方向發(fā)展。

總之，開發(fā)和利用淀粉已經(jīng)成為現(xiàn)在大勢所趨，而這一計(jì)劃的持續(xù)發(fā)展，將對能源的高效利用和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展有重要意義。

參考文獻(xiàn)

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[2][蘇]N.H .勃拉圖斯，（劉樹文譯）.香料化學(xué)[M].北京：輕工業(yè)出版社，1984，250.

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[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]程存歸，孔黎春.高穩(wěn)定氧化淀粉膠粘劑的研究[J].中國膠粘劑，2001，10（4 ）：26～28.