第二章 黏合剂
第一节 制胶材料
制作淀粉黏合剂的基本材料有淀粉、烧碱、硼砂、水、氧化剂等。
根据瓦楞纸板生产设备和工艺的不同，其黏合剂制作又分半生胶和氧化淀粉黏合剂。半生胶主要用于自动线、单面机。氧化淀粉黏合剂主要用于裱胶机、贴面机和粘箱机。
一、淀粉
我国瓦楞纸箱行业生产瓦楞纸板，其制备纸箱用黏合剂的主要材料是淀粉，如玉米淀粉、木薯淀粉、小麦淀粉、马铃薯淀粉、红薯淀粉。其中玉米淀粉的用量最大，其次是木薯淀粉。
淀粉的某些化学特性和物理特性对生产瓦楞纸箱黏合剂有不同程度的影响，因此有必要对淀粉的这些化学特性和物理性质进行简单介绍，以便读者能利用这些特性解决生产中遇到的问题。
1.淀粉特性对制作黏合剂的影响
（1）水分 淀粉的含水量取决于储存的条件（温度和相对湿度），一般在10％～20％范围。不同品种的淀粉含水量存在差别。当温度为20℃、相对湿度为65％时，各种淀粉含水率分别是：马铃薯淀粉19％，小麦淀粉14％，玉米淀粉、木薯淀粉、红薯淀粉等13％。
（2）直链淀粉与支链淀粉 直链淀粉难溶于水，溶液不稳定，凝沉性强，在热水中溶解，不成黏糊。支链淀粉易溶于水，溶液稳定，因支链结构凝沉性弱，在热水中不溶解，加热并加压下溶解成黏糊。但在高浓度或冷水低温条件下，支链淀粉分子侧链间也会结合发生凝沉。
（3）淀粉的糊化 淀粉混于冷水中搅拌成乳状悬浮液，称为淀粉乳浆。若停止搅拌，经一定时间后，则淀粉全部下沉，上部为清水，这是因为淀粉不溶于冷水。若将淀粉乳加热到一定温度，这时候水分子进入淀粉粒的非结晶部分，与一部分淀粉分子相结合，破坏氢键并水化它们，失去双折射性，随着温度的再增加，淀粉粒内结晶区的氢键被破坏，淀粉不可逆转地迅速吸收大量的水分，突然膨胀达原来体积的50～100倍，原来的悬浮液迅速变成黏性很强的淀粉糊，透明度也增高，虽停止搅拌，淀粉再也不会称沉淀，这种黏稠的糊状物称为淀粉糊，这种现象称为糊化作用，发生此糊化现象所需的温度称为糊化温度。淀粉粒大的糊化温度较低，而淀粉粒小的糊化温度较高。淀粉在强碱作用下，室温下即可糊化。
（4）淀粉的老化 淀粉液或淀粉糊，在低温静置的条件下，都有转变为不溶性的趋向，浑浊和黏度都会增加，最后形成硬的凝胶块。在稀淀粉溶液中，则有晶体沉淀析出，这种现象称为淀粉糊的“老化”或“回生”。淀粉糊老化后，可能出现黏度增加、产生不透明或浑浊、在热糊表面形成皮膜、不溶性淀粉颗粒沉淀、形成凝胶、从糊中析出水等现象。
2.工业玉米淀粉的技术要求(GB 12309)
（1）感官要求 外观为白色或微带黄色阴影的粉末，具有光泽，具有玉米淀粉固有气味，无异味。
（2）理化要求 见表2-1。
表2-1 工业玉米淀粉的理化要求
（3）运输 运输设备要洁净卫生，无其他强烈刺激味。运输时，必须用篷布遮盖。不得受潮，在整个运输过程中要保持干燥、清洁，不得与有毒、有害、有腐蚀性物品混装、混运，避免日晒和雨淋。装卸时，应轻拿轻放，严禁直接钩、扎包装袋。
二、烧碱（工业用氢氧化钠GB 209）
（1）外观要求 固体（包括片状、粒状、块状等）氢氧化钠主体为白色，有光泽，允许微带颜色，液体氢氧化钠为稠状液体。
（2）理化要求 固体（包括片状、粒状、块状等）氢氧化钠应符合表2-2给出的指标要求。液体氢氧化钠应符合表2-3给出的指标要求。
表2-2 固体 NaOH 的质量指标
对于电解后直接作为商品的液体氢氧化钠的质量指标应与表2-3中IL-IT-Ⅱ所列的质量指标呈相同比例，对于其他规格（电解液蒸发后所生产的液体氢氧化钠）的质量指标应与表2-3中IL-IT-Ⅰ所列的质量指标呈相同比例。
表2-3 液体NaOH的质量指标
（3）运输 袋装氢氧化钠产品运输要防止撞击；避免包装损坏、受潮、污染，不可与酸性物品混装运输。固体（包括片状、粒状和块装等）氢氧化钠产品应贮存于干燥、清洁的仓库内，液体氢氧化钠用贮槽贮存，防止碰撞及与酸性物品接触。
氢氧化钠产品具有强腐蚀性，接触人员应佩戴防护眼镜和胶皮手套等劳动保护用具。
三、硼砂
（1）外观要求 白色细小结晶体。
（2）理化指标 工业十水合四硼酸二钠应符合表2-4的要求。
表2-4 工业十水合四硼酸二钠的质量指标
每批出厂的产品都应有质量保证书，内容包括生产厂名、厂址、产品名称、等级、净含水量、批号（生产日期）、产品质量符合本标准的证明和本标准编号。
（3）运输 工业十水合四硼酸二钠内装采用聚乙烯薄膜袋，外包装用塑料编织袋，每袋净含量50kg，包装内袋口用尼龙绳扎牢固。在运输过程中应有遮盖物，防止雨淋、受潮，不得与酸混运，应贮存在阴凉、干燥处，防止雨淋、受潮，不得与酸混贮。
四、工业过氧化氢
（1）外观要求 无色透明液体。
（2）质量要求 工业过氧化氢（GB 1616）应符合表2-5的要求。
表2-5 工业过氧化氢的质量要求
注：过氧化氢的质量分数、游离酸、不挥发物、稳定度为强制性要求。
工业过氧化氢包装上应有牢固清晰的标志，内容包括生产厂名、厂址、产品名称、规格、等级、净含量、批号或生产日期、“向上”标志。过氧化氢的质量分数不大于40%的产品应有“氧化剂”标志，过氧化氢的质量分数大于40%的产品应增加“腐蚀品”标志。
工业过氧化氢产品质量分数在50%以下（包括50%）的包装采用深色高密聚乙烯桶，每桶净含量不超过50kg,质量分数为70%的产品采用50kg以下（包括50kg）的钝化铝或不锈钢桶，或采用钝化不锈钢槽车，各种包装容器的盖上应有排气孔。
五、其他助剂材料
（1）催化剂 主要用于制作氧化淀粉黏合剂时加快淀粉的反应速度（直接使用化学试剂就可以了）。但因选用的氧化剂不同，所需的催化剂也不一样，如过氧化氢的催化剂是硫酸亚铁、次氯酸钠的催化剂是硫酸镍、高锰酸钾KMnO4的催化剂在硫酸（H2SO4）作用下是适量的氧化锌。
（2）消泡剂 用于黏合剂制作过程中的消泡。常用的消泡剂有TP消泡剂、磷酸三丁酯、丁醇、辛醇、硅油等。
（3）填充剂 为降低成本一般用于氧化淀粉黏合剂的制作，在黏合剂中加入适量的轻质碳酸钙、膨润土、陶土、硫酸镁等作为填充剂。
（4）架桥剂 封闭型水性固化剂（非离子型交联剂）。
架桥剂别名：固化剂、交联剂、固色剂、接着剂、增进剂、补强剂、牢度提升剂。
目前市场上出现的架桥剂种类很多，价格不一，如何选择有效且好用的架桥剂，以下几点建议可供参考。
① 制作简单、稳定性好，能有效地控制胶料的黏度。
② 可降低糊化温度，增加初黏力，提高车速。
③ 能赋予淀粉适当的保水性，提高胶料的稳定性，并防止胶料贮存隔日水解和胶料存放变质。
④ 可降低接着层与纤维素间的接触角，增加渗透力、提高纸板黏合强度，减少施胶量。
⑤ 能增加纸板的相关物理指标性能。黏合后纸板能具有憎水防潮的性能。
（5）安定剂 别名稳定剂。
淀粉黏合剂的黏度下降对瓦楞纸板黏合强度、自动线的生产机速、纸板成型质量都有影响。其变稀的原因多是由于胶料搅拌过度、胶料受热辐射、胶料变质或胶料循环过多造成的。用稳定剂可以改善黏合剂黏度下降问题。目前有资料介绍在纸板线黏合剂中加入甲醛、苯甲酸钠、五氯酚钠、醋酸钙、乳酸钠等作为稳定剂。