顏料涂布紙?jiān)?膠黏劑

2023/1/1112.2顏料涂布的原料二、膠黏劑2023/1/112人生猶如化學(xué)H2O對(duì)Cl2一心一意，Cl2卻偏偏要弄出“三分四離”。高中階段，我們只研究F、Cl、Br、I，因?yàn)閻?ài)（At）具有放射性！Tobecontinued……2023/1/113黏和粘國(guó)家語(yǔ)言文字工作委員會(huì)和中華人民共和國(guó)新聞出版署于1988年3月25日《關(guān)于發(fā)布〈現(xiàn)代漢語(yǔ)通用字表〉的聯(lián)合通知》中恢復(fù)使用“黏（nián

）”字。2023/1/114在表達(dá)“黏（nián）”時(shí)，表能把一種東西附著在另一種東西上的性質(zhì)，恢復(fù)使用“黏”字，如：黏膜、黏液、黏性、黏稠、黏度、黏附、黏糕、黏合、黏糊糊、黏米、黏土、黏著等；說(shuō)“這東西真nián”，要用“黏”字。在表達(dá)“粘（zhān）”的概念時(shí)，表黏性物（或用黏性物）把物體連接起來(lái)，使用“粘”字，如：粘貼、粘連等；說(shuō)“把這張紙zhān上”，要用“粘”字。

2023/1/115(一)膠黏劑的工作原理和基本要求

工作原理：機(jī)械作用（非主要因素）：膠黏劑滲入被黏物空隙固化后產(chǎn)生的機(jī)械作用。釘鍵作用、勾鍵作用、根鍵作用、楔鍵作用物理化學(xué)作用（主要因素）：當(dāng)膠黏劑分子與被黏物間距離小于0.5nm時(shí)產(chǎn)生物理化學(xué)結(jié)合?；瘜W(xué)鍵：離子鍵、共價(jià)鍵和配位鍵分子間力：氫鍵、范德華力（主要因素）2023/1/116黏結(jié)力的大小以涂層的表面強(qiáng)度表征，黏結(jié)強(qiáng)度取決于：膠黏劑的內(nèi)聚強(qiáng)度被黏材料的強(qiáng)度膠黏劑與被黏材料之間的黏結(jié)力黏結(jié)強(qiáng)度最終取決于3者間的最薄弱環(huán)節(jié)！2023/1/117膠黏劑的作用：涂蓋于紙面使顏料粒子之間及顏料與原紙之間牢固結(jié)合；作為顏料液的膠體保護(hù)劑，使涂料液穩(wěn)定；作為顏料的介質(zhì)，使涂料液具有適當(dāng)?shù)牧鲃?dòng)性以利于涂布作業(yè)；調(diào)節(jié)涂層對(duì)油墨的吸收性。2023/1/118膠黏劑基本要求：對(duì)顏料有較好的黏結(jié)力；圖2-8所示是不同膠黏劑的用量和涂布紙涂層強(qiáng)度的關(guān)系。與顏料的相容性要好，不損害顏料的性質(zhì)；化學(xué)穩(wěn)定性要好，以使涂料不變質(zhì)；既要有適當(dāng)?shù)牧鲃?dòng)性，又要有一定的黏度、保水性和成膜性；應(yīng)保證涂層有適當(dāng)?shù)奈院退苄裕蕴岣邏汗庑Ч?；顏色要淺，盡量不含雜質(zhì)；來(lái)源豐富，價(jià)格低廉。2023/1/1192023/1/1110膠黏劑的相對(duì)黏結(jié)能力膠黏劑相對(duì)用量聚乙烯醇1羧甲基纖維素1苯乙烯-丁二烯膠乳2-2.5丙烯酸膠乳2-2.5聚乙酸乙烯酯膠乳（共聚物）2-2.5聚乙酸乙烯酯膠乳（均聚物）2.5-3大豆蛋白2.5-3淀粉2.5-3相互替代時(shí)用量參考！2023/1/1111膠黏劑的需要量：一種觀點(diǎn)認(rèn)為，膠黏劑需要量直接與顏料的比表面積有關(guān)，顆粒越小，比表面積越大，所需膠黏劑量也越多；另一種觀點(diǎn)認(rèn)為，顏料的膠黏劑需要量由顏料填充后的空隙體積所支配，即與顏料沉降體積有關(guān)，沉降體積減小，膠黏劑需要量也減小。因此通過(guò)測(cè)定某一顏料的相對(duì)沉降體積作為確定該顏料膠黏劑需要量的依據(jù)。建議兩種觀點(diǎn)都要考慮，后者更重要些！2023/1/1112(二)常用膠黏劑及其特性常用膠黏劑的種類(lèi)：（p40，表2-10常用膠黏劑種類(lèi)和特性）天然膠黏劑：骨膠、干酪素、豆酪素和阿拉伯樹(shù)膠等，淀粉及淀粉衍生物膠黏劑；合成膠黏劑：丁苯膠乳、羧基丁苯膠乳、聚乙烯醇、丙烯酸系列膠黏劑等?，F(xiàn)狀：目前普遍使用高流動(dòng)性的合成樹(shù)脂膠乳為主體膠黏劑來(lái)制備高固含量涂料，其他膠黏劑則作為輔助膠黏劑使用。2023/1/1113膠黏劑的發(fā)展最早涂布用膠黏劑多用動(dòng)物膠(如骨膠、皮膠和明膠等)和阿拉伯樹(shù)膠等后來(lái)多使用干酪素和豆酪素蛋白質(zhì)類(lèi)膠黏劑隨著干酪素的漲價(jià)，過(guò)去因流動(dòng)性和抗水性問(wèn)題不怎么使用的淀粉，由于改性和抗水技術(shù)改進(jìn)得以利用。隨著生產(chǎn)技術(shù)的提高，涂料已向高濃度涂料發(fā)展，又帶來(lái)了高濃度涂料的流動(dòng)性問(wèn)題。涂布膠黏劑主要采用合成膠黏劑與其他類(lèi)型膠黏劑互相配合使用。而全膠乳類(lèi)的涂料配方已得到了實(shí)際應(yīng)用。2023/1/11141．合成膠乳

合成膠乳是20世紀(jì)50年代開(kāi)始用作顏料涂布膠黏劑的，它表現(xiàn)出很好的強(qiáng)度、耐水及光澤特性，但價(jià)格高，穩(wěn)定性差，與涂料中其他成分的相容性也差，因此只作為一種輔助膠黏劑來(lái)使用。到了60年代，采用羧基改性技術(shù)，使膠乳的穩(wěn)定性和對(duì)其他成分的相容性都得到了很大改善，產(chǎn)量的增大也使生產(chǎn)成本顯著下降，因此價(jià)格也變得可以接受了，加上后來(lái)的技術(shù)進(jìn)步和膠乳質(zhì)量及品種的增加，使其發(fā)展為涂布用膠黏劑的主體。2023/1/1115（1）合成膠乳的一般物理性質(zhì)

作為造紙涂布膠黏劑，膠乳可定義為：含水的聚合物膠體粒子分散體，其粒子規(guī)格范圍為50nm~300nm。膠粒的折射率一般為1.4～1.6，而水的折射率為1.33，二者之差，使乳液一般為白色。膠乳常用的物理及化學(xué)指標(biāo)有：固含量(％)，pH，組成成分，粒徑，樹(shù)脂的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度(Tg)，最低成膜溫度（MFFT）等。2023/1/1116檢測(cè)方法固含量%：質(zhì)量分析法pH：pH計(jì)聚合物成分：與GC-MS相結(jié)合的IR、NMR或高溫?zé)峤饬Ｗ右?guī)格：光散射法、電子顯微鏡等分子量：GPCTg：DSC等MFFT：最低成膜溫度儀2023/1/1117（2）合成膠乳的種類(lèi)

合成樹(shù)脂膠黏劑有許多類(lèi)型，例如，苯乙烯－丁二烯共聚物(丁苯)膠乳、聚丙烯酸類(lèi)膠乳、丁腈膠乳、聚醋酸乙烯酯膠乳等，其中丁苯膠乳是應(yīng)用最廣的合成膠乳。膠乳的性質(zhì)有很大差異，而且即使同一種膠乳，由于采用不同的改性技術(shù)，性能也存在著很大差異。比如引入－COOH、－CN等極性基團(tuán)，以及極性基團(tuán)引入的數(shù)量不同，都可以獲得黏結(jié)強(qiáng)度和機(jī)械性能不同的膠乳。

2023/1/11182023/1/1119（3）合成膠乳的使用特性

合成膠乳有可塑性和彈性，制成涂料生產(chǎn)涂布紙，壓光后容易產(chǎn)生較高光澤，而且紙面有平滑性、柔軟性、耐水性。并且耐水性經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后會(huì)更加提高。能使單面涂布紙減少卷曲，尺寸穩(wěn)定。合成膠乳對(duì)顏料黏結(jié)力好，與干酪素差不多。2023/1/1120如與干酪素和淀粉混合使用，則比單獨(dú)使用干酪素或淀粉時(shí)，涂出的涂布紙質(zhì)量要好些。單獨(dú)使用合成膠乳，涂布紙表面強(qiáng)度的丹尼遜蠟值要比用干酪素的值低些，這是由于樹(shù)脂的熱塑性、黏附蠟的緣故。因此不能用蠟來(lái)檢驗(yàn)其黏結(jié)力。由于合成膠乳制得的涂料黏度低，適合于高濃涂料的制備，對(duì)近代高速涂布機(jī)的發(fā)展，起到很大作用。2023/1/1121丁苯膠乳

styrene—butadienelatice

丁苯膠乳(CH2CHCHCH2CH2CHC6H5)。是丁二烯和苯乙烯兩種單體乳膠在堿性溶液(如肥皂液)里的共聚產(chǎn)物，屬合成橡膠類(lèi)，是合成膠乳中應(yīng)用最廣泛的一種。典型的丁苯膠乳的特性如表2—22所示。2023/1/11222023/1/1123苯乙烯與丁二烯的比例不同(40/60～80/20)，膠乳的性質(zhì)也不同。一般，苯乙烯的含量增加，聚合物的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化點(diǎn)增高，純的聚1,4－丁二烯的Tg在－108℃，而純的聚苯乙烯的Tg為100℃，在上述比例范圍內(nèi)，丁苯膠乳聚合物的Tg為－25～50℃。顯然苯乙烯的比例增大，其彈性、手感黏滯性也逐步降低，而硬度提高。性質(zhì)2023/1/11242023/1/1125由圖可見(jiàn)：苯乙烯的用量在55％～60％時(shí)，顏料的黏結(jié)力最大，此時(shí)的Tg為0～20℃；在60％以下時(shí)，濕耐摩擦強(qiáng)度最高，即較軟的膠乳具有較高的濕耐磨強(qiáng)度。苯乙烯比例較低時(shí)，涂層的光澤度較低，而苯乙烯的比例超過(guò)55％，隨著苯乙烯的比例增大，光澤度迅速提高，這可能是膠乳粒子較軟時(shí)，粒子的變形和收縮造成涂層皺縮所致。在高光澤紙中，涂料所用的丁苯膠乳中苯乙烯比例高達(dá)80％。較軟的膠乳，有利于凹版印刷時(shí)的油墨轉(zhuǎn)移，因此丁二烯的比例越高，越有利于減少凹版印刷漏印的點(diǎn)數(shù)。

2023/1/1126與其他膠乳相比，丁苯膠乳的一個(gè)顯著特點(diǎn)是聚合后的丁二烯單體上仍保留一個(gè)雙鍵，從而造成分子間的交聯(lián)，形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使其溶解度下降。

通常把甲苯中的不溶量視為凝膠含量，該參數(shù)與粒徑、Tg成為丁苯膠乳的主要質(zhì)量三參數(shù)。凝膠含量高，膠乳與印刷油墨中溶劑的相互作用減弱，有利于提高油墨光澤度。黏結(jié)強(qiáng)度和抗起泡能力是矛盾的?？臻g網(wǎng)絡(luò)狀的分子增強(qiáng)了聚合物的內(nèi)聚力，使黏結(jié)強(qiáng)度增高了，但卻降低了熱狀態(tài)下的軟化和流動(dòng)性，使抗起泡能力降低。解決方案：降低凝膠含量來(lái)提高抗起泡能力，而用提高聚合度來(lái)提高其黏結(jié)強(qiáng)度。2023/1/11272023/1/1128丁苯膠乳的主要特點(diǎn)：黏結(jié)力強(qiáng)具有塑料和橡膠的一些特性，所以有較好的熱塑壓光性，即在壓光輥?zhàn)饔孟拢瑫?huì)在紙上產(chǎn)生一定的“流動(dòng)”，填平凹陷，防止涂層在剛性作用下產(chǎn)生機(jī)械破裂，從而改善了平滑度。丁苯膠乳的成膜性也很好，膠膜具有良好的耐破、抗張、抗水性和光澤度。丁苯膠乳濃度超過(guò)40％時(shí)，即呈非牛頓型流動(dòng)。2023/1/1129羧基丁苯膠乳

羧基丁苯膠乳是在丁二烯和苯乙烯兩種單體中，加進(jìn)第三種單體(羧酸)，如丙烯酸(用量一般為單體的1％～4％)。2023/1/1130由于羧基丁苯膠乳具有活性基團(tuán)—羧基(－COOH)，使羧基丁苯膠具有“活性”，膠乳的聚合物粒子與纖維之間存在“潤(rùn)濕作用”。

2023/1/1131丁苯膠乳羧基丁苯膠乳2023/1/1132具有優(yōu)良的膠乳穩(wěn)定性，與顏料、膠黏劑和其他化學(xué)輔助劑有良好的相容性，容易配制適用于各種涂布形式的涂料。與傳統(tǒng)的膠黏劑相比，羧基丁苯膠乳對(duì)涂料混合物的黏度影響小，能制得固體含量高，流動(dòng)性好的涂料。成膜性能好，具有比氧化淀粉和干酪素更高或相近的黏結(jié)力，其他如化學(xué)穩(wěn)定性、耐熱、耐寒穩(wěn)定性均得到提高。采用羧基丁苯膠乳制得的印刷涂料紙具有平滑度、光澤度高的特點(diǎn)，印刷適性和刷后油墨光澤性均很優(yōu)良。羧基丁苯膠乳特征：2023/1/1133實(shí)踐表明，采用羧基丁苯膠乳與其他膠黏劑并用時(shí)涂布紙紙面光澤度、平滑度、印后油墨光澤度及涂層強(qiáng)度均比丁苯膠乳來(lái)得優(yōu)良，所制得的涂料穩(wěn)定性也較好，涂料流動(dòng)性也很優(yōu)良。

但要注意的是，使用丁苯膠乳(包括羧基丁苯膠乳)為膠黏劑的涂布紙(紙板)貯存日久其涂層表面有泛黃的現(xiàn)象。2023/1/1134丙烯酸膠乳

丙烯酸膠乳也是用于涂布紙涂料中的一種合成膠乳。由于早期價(jià)格較高，所以多用于食品包裝用途的涂布紙中。隨著涂布紙生產(chǎn)的需要以及合成膠乳工業(yè)的發(fā)展，丙烯酸膠乳逐漸上升為主要涂布用合成膠乳之一。2023/1/1135丙烯酸膠乳可分為純丙烯酸類(lèi)和改性丙烯酸類(lèi)。純丙烯酸類(lèi)指聚合物的組成，90％以上丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯類(lèi)。單體：丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸異（正）丁酯、丙烯酸-2-乙基乙酯、甲基丙烯酸甲酯等。價(jià)格昂貴，主要用于高級(jí)印刷紙張的涂布。2023/1/1136改性丙烯酸類(lèi)利用非丙烯酸類(lèi)的單體如苯乙烯和不同的丙烯酸類(lèi)單體共聚而得的聚合物膠乳。例如苯乙烯－丙烯酸正丁酯共聚物膠乳，兩組分的比例為40/60～60/40。由于丙烯酸高烷基酯的側(cè)鏈屏蔽作用，可以克服像苯乙烯的泛黃和不耐老化的缺點(diǎn)。成本較低2023/1/1137常用的聚丙烯酸酯類(lèi)紙張涂布膠黏劑有：純丙乳液（人們把純粹用丙烯酸系和甲基丙烯酸系單體所制成的共聚物乳液簡(jiǎn)稱(chēng)為純丙乳液）苯丙乳液（苯乙烯和丙烯酸酯共聚物乳液）醋丙乳液（醋酸乙烯酯和丙烯酸酯共聚物乳液，又稱(chēng)為乙丙乳液）。2023/1/1138丙烯酸膠乳用于紙張涂布的特點(diǎn)：有良好的機(jī)械穩(wěn)定性，不易起泡；良好的耐光耐熱性；適中的黏結(jié)力，無(wú)粘輥和破孔現(xiàn)象；高的光澤度；有良好的耐濕摩擦性；與其他水溶性膠黏劑相容性好；低的黏度和好的流型；適當(dāng)?shù)挠湍招浴?023/1/1139聚醋酸乙烯酯膠乳

醋酸乙烯酯均聚物的膠乳。應(yīng)用特點(diǎn)：由它調(diào)制的涂料具有較高黏度，在高剪切下還會(huì)表現(xiàn)出脹流性，因此只適合于低固含量的涂料；使涂層具有較高的多孔性，有利于紙頁(yè)中水分的蒸發(fā)；白度和光澤度高；黏結(jié)力強(qiáng)，用量少；油墨接受性好，優(yōu)于丁苯膠乳。2023/1/1140

2．淀粉和淀粉衍生物膠黏劑

2023/1/11411)原淀粉

淀粉是天然的高分子聚合物，其分子是由D-葡萄糖基所組成，并以α-1,4連接而構(gòu)成。淀粉按其分子鏈的形狀可分為直鏈淀粉和支鏈淀粉。直鏈淀粉是線(xiàn)狀直鏈分子，其相對(duì)分子質(zhì)量在4～32萬(wàn)(即聚合度250～2000)，聚合度最高可達(dá)6000。支鏈淀粉有很多分支，形狀像樹(shù)枝狀。大約每隔20～25個(gè)葡萄糖基就有一個(gè)分支點(diǎn)，支鏈絕大部分以1,6氧橋相連。支鏈淀粉相對(duì)分子質(zhì)量很高，可達(dá)8000萬(wàn)。2023/1/1142由于直鏈淀粉和支鏈淀粉結(jié)構(gòu)不同，其性質(zhì)有很大差異。在直鏈淀粉中，線(xiàn)狀的直鏈以平行定向排列，致使大量羥基能與鄰近鏈的羥基緊密靠近，形成不溶于水的聚合體。當(dāng)濃度高時(shí)(如大于5％時(shí))，黏度高，流動(dòng)性差，呈膠凝狀。當(dāng)濃度低時(shí)，會(huì)發(fā)生沉淀，即所謂“退減作用”(或稱(chēng)“凝沉作用”)。2023/1/1143改性方法：酸水解、酶轉(zhuǎn)化、氧化降解(次氯酸鹽氧化和過(guò)氧化氫氧化)以及糊精化等。使淀粉溶液降低黏度，并提高穩(wěn)定性，但卻使其分子鏈降解，而劇烈降低其黏合強(qiáng)度。自20世紀(jì)60年代開(kāi)始，重視利用淀粉的葡萄糖單元中羥基的活性，通過(guò)取代作用，引入功能基，制備各種淀粉衍生物，使淀粉具備各種特性，以擴(kuò)大其用途。根據(jù)不同的處理方法可得：淀粉醚、雙醛淀粉、交聯(lián)淀粉等。2023/1/11442)淀粉衍生物

(1)氧化淀粉

氧化淀粉是采用次氯酸鈉、過(guò)氧化氫、過(guò)氧化鋇、高碘酸以及高碘酸鉀鹽、鈉鹽等具氧化性物質(zhì)進(jìn)行氧化降解所得的一種淀粉衍生物。

次氯酸鈉是在堿性介質(zhì)下使淀粉氧化的，在氧化過(guò)程中，淀粉發(fā)生斷鏈，羥基(-OH)氧化為羰基(-C=O)、羧基(-COOH)等。氧化后分子量降低，進(jìn)而使黏度也降低，膠體穩(wěn)定性得到改善和提高，可是黏結(jié)力會(huì)因而削弱些。2023/1/1145次氯酸鹽降解法，在系統(tǒng)中含有大量氯離子，這對(duì)涂布加工是不利的，特別是現(xiàn)在普遍使用的刮刀涂布對(duì)氯離子的要求很?chē)?yán)格。而且由于多次的洗滌，造成流失過(guò)多，并且增大排放污水量。國(guó)外近來(lái)多采用過(guò)氧化氫降解，這樣可避免產(chǎn)生對(duì)涂布有害的物質(zhì)，所以降解后無(wú)需洗滌，可直接投入使用，這樣就大大簡(jiǎn)化了制備工藝。2023/1/1146H2O2氧化降解時(shí)，選用合適的催化劑(如CuSO4)在酸性、堿性或中性條件下進(jìn)行。一般來(lái)說(shuō)，氧化功能隨pH值的降低而增加，反應(yīng)速度則隨pH值升高而提高酸性條件氧化的淀粉抗?jié)衲Σ磷詈?，干拉毛?qiáng)度與次氯酸鹽相仿堿性處理則抗?jié)衲Σ梁透衫珡?qiáng)度均差于酸法中性處理則介乎于兩者之間，而接近堿法。2023/1/1147(2)酶轉(zhuǎn)化淀粉

酶是具有特殊功能的一種蛋白質(zhì)。酶的種類(lèi)很多，能分解淀粉類(lèi)物質(zhì)的酶，稱(chēng)為淀粉酶。淀粉酶的種類(lèi)不同，對(duì)淀粉的作用方式也不相同，例如淀粉用酵母酶在一定溫度下，可制成酵母轉(zhuǎn)化淀粉；一種稱(chēng)為α淀粉酶(又稱(chēng)α—液化酶或α—糊精酶)的能使淀粉分子鏈的1，4葡萄糖甙鍵任意切斷成長(zhǎng)短不一的短鏈糊精，以及少量麥芽糖，使淀粉黏度迅速降低。2023/1/1148使用時(shí)，按需要加入微量(約5g淀粉酶／t淀粉)淀粉酶于淀粉懸浮液中進(jìn)行加熱熬煮。加熱是在帶有攪拌器的不銹鋼或搪瓷襯里反應(yīng)鍋間接或直接加熱，適當(dāng)控制轉(zhuǎn)化條件就可以制得適合一般涂料用的淀粉膠黏劑。酶轉(zhuǎn)化淀粉具有制造工藝簡(jiǎn)便，成本低廉的優(yōu)點(diǎn)。美國(guó)比較廣泛使用酶轉(zhuǎn)化淀粉作為主要膠黏劑進(jìn)行高濃涂布生產(chǎn)各種涂布印刷紙。我國(guó)目前正在推廣使用。2023/1/1149(3)酸水解淀粉

是用酸(如鹽酸)水解淀粉而成的，因戊糖含量較高，能產(chǎn)生塑性高和強(qiáng)度低的涂料，除在一些特殊涂布加工中得到應(yīng)用，現(xiàn)一般很少應(yīng)用。2023/1/1150(4)淀粉醚

通過(guò)取代作用引入功能基，可得非離子型羥烷基淀粉(如羥乙基淀粉和羥丙基淀粉等)，季銨型或叔胺型陽(yáng)離子淀粉醚，所生成的淀粉衍生物也稱(chēng)半合成聚合物。由于淀粉本身具有較好的水分散性，所以一般不需要高取代度就能獲得所需的性能。現(xiàn)將國(guó)內(nèi)、外常用的二種淀粉醚簡(jiǎn)介如下2023/1/1151a.羥丙基淀粉醚（HPS）羥丙基淀粉是在堿性(NaOH)催化下與環(huán)氧丙烷加溫而制得，生成淀粉醚。其醚化反應(yīng)表示如下：反應(yīng)式見(jiàn)教材p43羥丙基淀粉制備時(shí)大約每20～25個(gè)葡萄糖基取代一個(gè)羥基，取代度一般在0.04-0.05。2023/1/1152如果要制顆粒狀產(chǎn)品，在反應(yīng)中必須加入Na2SO4阻凝劑，以抑制淀粉顆粒膨脹。制備過(guò)程：先將淀粉和15％(對(duì)淀粉量)的硫酸鈉配成50%的漿狀懸浮液，然后在攪拌下加1％(對(duì)淀粉量)的氫氧化鈉溶液，得到40%的淀粉漿狀液，在18℃下加入10％(對(duì)淀粉量)的環(huán)氧丙烷，并在此溫度下攪拌半小時(shí)，然后升溫到45～50℃，并保溫4～8h，最后用酸中和殘堿，pH值控制在5.0～5.5，經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥，則可得到醚化度為0.04左右的顆粒狀羥丙基淀粉。2023/1/1153淀粉經(jīng)過(guò)醚化后在主鏈上接上若干個(gè)支鏈，阻礙了鏈淀粉的相互靠近，大大削弱或消除了退減作用。增加了親水性和降低膠凝溫度，經(jīng)過(guò)加熱糊化后，可形成不凍凝、流動(dòng)性好、穩(wěn)定的溶膠。其膠黏強(qiáng)度、黏度穩(wěn)定性、透明性和保水性均優(yōu)于天然淀粉。有很好的成膜性能，干燥后能形成透明、柔韌、富有彈性和親水性的膜，是理想的表面施膠劑，可提高紙張的印刷適應(yīng)性能，也可以用于涂布中。2023/1/1154應(yīng)用時(shí)，可進(jìn)一步進(jìn)行酸處理或氧化降解而降低其黏度，而在降解過(guò)程中羥丙基淀粉醚不發(fā)生水解。據(jù)有關(guān)資料報(bào)道，國(guó)外常采用羥丙基淀粉與羧基丁苯膠乳配合使用生產(chǎn)印刷涂料紙，可以降低膠黏劑成本和提高印刷質(zhì)量。2023/1/1155

b．陽(yáng)離子淀粉

所謂陽(yáng)離子淀粉，是在淀粉的分子中引進(jìn)陽(yáng)離子取代基。淀粉與胺類(lèi)化合物反應(yīng)生成含有氨基和胺基的醚衍生物，氮原子帶有正電荷，故稱(chēng)為陽(yáng)離子淀粉，比較重要的是叔胺淀粉醚和季胺淀粉醚。在水中離解就會(huì)生成帶正電荷的淀粉復(fù)雜化合物，對(duì)其他帶負(fù)電荷的粒子或表面具有很強(qiáng)的親和力，并能定量地吸附在陰離子表面上。這種吸附程度受到有效表面積、電荷差異和其他因素所決定。由于產(chǎn)生電化學(xué)的結(jié)合，大大增加了黏合劑天然的結(jié)合和橋架強(qiáng)度。

2023/1/1156陽(yáng)離子淀粉應(yīng)用特點(diǎn)：具有較高的黏結(jié)強(qiáng)度和優(yōu)良的抗油墨滲透性，適于高黏油墨印刷，并可顯著提高表面強(qiáng)度，改善抗拉毛性能能以任意比例與聚醋酸乙烯酯、羧基丁苯膠乳、聚丙烯酸乳液一起配合使用使用陽(yáng)離子淀粉，涂料的黏度有所提高，穩(wěn)定性有所下降。2023/1/11573.羧甲基纖維素化學(xué)名稱(chēng)：羧甲基纖維素鈉，又稱(chēng)羧甲基纖維素英文全稱(chēng)：CarboxylmethylCellulose英文簡(jiǎn)稱(chēng)：CMC2023/1/1158制備反應(yīng)原理：CMC的主要化學(xué)反應(yīng)是纖維素和堿生成堿纖維素的堿化反應(yīng)以及堿纖維素和一氯乙酸的醚化反應(yīng)。堿化:[C6H7O2(OH)3]n+nNaOH→[C6H7O2(OH)2ONa]n+nH2O醚化:[C6H7O2(OH)2ONa]n+nClCH2COONa→[C6H7O2(OH)2OCH2COONa]n+nNaCl2023/1/1159造紙施膠與顏料涂布的CMC低黏度CMC一般用于涂布；中黏度CMC成膜性好，多用于施膠。25℃標(biāo)準(zhǔn)黏度/mPa?s含量（干物質(zhì)）/%平均摩爾質(zhì)量/(g/mol)典型用途C=涂布S=施膠<20430,000C20-50443,000C50-200466,000C200-500483,000C,(S)*500-16004116,000S,(C)*150-4002150,000S,(C)*400-10002180,000S*：可以使用，但一般不是最佳。2023/1/1160CMC賦予涂料的性能：控制涂料的流變性并給予涂布機(jī)良好的運(yùn)行性能；CMC強(qiáng)力的親水特性，使它成為有效的保水劑；CMC是光學(xué)增白劑（如熒光增白劑）的很好載體；CMC對(duì)涂布刮刀具有潤(rùn)滑劑作用。2023/1/11614．聚乙烯醇聚乙烯醇(CH2CHOH)n，是水解聚醋酸乙烯酯而制得的高分子聚合物。簡(jiǎn)稱(chēng)“PVA”(Polyvinylalcohol)。因其結(jié)構(gòu)、水解度、聚合度的不同，它有冷溶、熱溶兩大品種。涂布工業(yè)用的一般是熱溶品。聚乙烯醇的外觀為白色至淡黃色紙屑狀或粉末狀物，相對(duì)密度1.19～1.27，聚乙烯醇4％水溶液黏度為1.13～6.5mPa·s，pH=7。2023/1/1162聚乙烯醇的制備聚乙烯醇不能直接由乙烯醇聚合而成，因?yàn)橐蚁┐紭O不穩(wěn)定，不可能存在游離的乙烯醇單體。聚乙烯醇的制備，第一步先由醋酸乙烯聚合生成聚醋酸乙烯；第二步聚醋酸乙烯醇解生成聚乙烯醇。2023/1/1163反應(yīng)式有錯(cuò)誤，你知道在哪嗎？2023/1/1164聚乙烯醇的聚合度和水解度聚合度和水解度是選用聚乙烯醇的兩項(xiàng)主要指標(biāo)，對(duì)其性能起著重要的影響。隨聚合度的增加，在水中的溶解度下降，黏度增加，流動(dòng)性變差，亮度和光澤度下降，成膜后的伸長(zhǎng)率下降，但成膜強(qiáng)度和耐溶劑性提高。隨水解度增加，在冷水中的溶解度下降，而在熱水中的溶解度提高，成膜強(qiáng)度增加，水溶液的黏度有增加，但黏度主要是受聚合度的影響。2023/1/1165用于涂布膠粘劑的聚乙烯醇一般選擇水解度為99%，屬于完全水解型，聚合度約為1700，屬于中等分子量。這種聚乙烯醇具有良好的涂層強(qiáng)度和較低的黏度。2023/1/1166PVA膠料的制備不需要其它溶劑，過(guò)程：先將冷水放入熬膠槽，開(kāi)動(dòng)攪拌，加入PVA，浸泡5～10分鐘。然后在攪拌下用蒸汽加熱至900C～980C，直到全部溶解成透明膠液為止，時(shí)間約為30～60分鐘。一般膠液濃度為10%～20%。制備低聚合度（DP=500）PVA膠料時(shí)，溶解溫度可略低一些，700C～800C，膠液濃度可提高到25%～30%。熬好的膠料應(yīng)立即使用，使用之前不應(yīng)停止攪拌，以防表面結(jié)膜。

2023/1/1167PVA易溶于水，是水溶性高分子聚合物，無(wú)毒無(wú)臭；高的黏結(jié)力。它的黏結(jié)強(qiáng)度是膠乳的2倍，干酪素的3倍，在涂料配方中膠黏劑用量比干酪素低40％～50％，成膜性?xún)?yōu)良，膠膜透明柔韌，保水性也好，不易發(fā)霉，能耐油脂。PVA的性質(zhì)及應(yīng)用特點(diǎn)2023/1/1168但其抗水性很低。干燥時(shí)需用的熱量也較大PVA對(duì)高嶺土懸浮液的凝聚作用較干酪素為甚。產(chǎn)生凝聚現(xiàn)象的原因，是因瓷土粒子表面吸附PVA分子后干擾高嶺土表面電荷的穩(wěn)定性所致。PVA的黏度與水化度愈高時(shí)，凝集現(xiàn)象愈嚴(yán)重。PVA在高速刮刀涂布中的流態(tài)問(wèn)題。較高黏度水平的PVA（較高分子量）出現(xiàn)切力增稠現(xiàn)象。2023/1/1169抗水性：可以在制備PVA膠液時(shí)，選擇適當(dāng)?shù)目顾畡?，例如：尿素、三聚氰胺甲醛?shù)脂、碳酸鋯銨、二甲羥脲[CO(NHCH2OH)2]、脲醛樹(shù)脂等。施加10%～20%(質(zhì)量比)二甲羥脲，在鹽酸或氯化銨催化作用下，涂布紙93℃左右干燥20～60s，將產(chǎn)生相當(dāng)?shù)目顾?。?50mL磷酸連同25kg聚乙烯醇，25kg熱水(70～80℃)一起攪拌6～10min，制成10％濃度的膠液，其原理是聚乙烯醇，與磷酸發(fā)生酯化反應(yīng)，生成凝膠狀化合物，干燥后不溶于水。改善措施：2023/1/1170凝聚作用：涂料制備時(shí)，先向高嶺土懸浮液中加入少量的低聚合度PVA溶液或部分水化的PVA后，再加入高聚合度的PVA溶液可免除凝聚現(xiàn)象?？杉尤肟鼓蹌?如干酪素溶液)及非離子型的表面活性劑產(chǎn)生抗凝聚作用。2023/1/1171切力增稠：采用低黏度的PVA較好，但可感到黏度的不足，解決的辦法是使PVA與其他膠乳合用，也有與淀粉類(lèi)膠黏劑合用以降低生產(chǎn)成本的。國(guó)外因PVA膠黏劑制成的涂料液流動(dòng)性差而不用于刮刀涂布。國(guó)內(nèi)應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為，PVA作為膠黏劑制備出來(lái)的涂料用于氣刀涂布機(jī)生產(chǎn)涂布紙是可行的，如果與膠乳合用效果會(huì)更好。2023/1/11725．干酪素英文名Casein干酪素又稱(chēng)“酪蛋白”或“酪朊”，呈淺黃色粉末；干酪素存在于牛奶中，約含有3％。工業(yè)上主要采用酸凝法，用鹽酸、硫酸或乳酸將脫脂牛奶的pH值降至干酪素的等電點(diǎn)(pH4.5左右)，干酪素就能凝聚而析出。它是涂料中一種用得較早和較好用的膠黏劑。2023/1/11732023/1/1174化學(xué)結(jié)構(gòu)及性質(zhì)干酪素是一種蛋白質(zhì)，其結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜。目前已檢測(cè)出至少有十九種氨基酸，很難用化學(xué)式準(zhǔn)確地表示出它的分子式元素含量為：碳52.96%，氫7.05%，氧22.77%，氮15.65%，磷0.85%，硫0.72%。相對(duì)分子量約為33600～37500?；窘Y(jié)構(gòu)如下式：2023/1/1175式中：R可以是H，CH3，C6H5，（CH2）4NH2，CH2COOH等。2023/1/1176相對(duì)密度1.25～1.31，水中溶解度0.1g/L(25℃)。作為涂布膠黏劑，干酪素的脂肪含量應(yīng)控制在2.5%以下，否則易在涂布紙上產(chǎn)生油斑，影響印刷效果；過(guò)量殘酸會(huì)使其黏度增加，將耗用多量的降黏劑；粒子粗細(xì)不勻，造成溶解分散不良；過(guò)細(xì)的粒子還將增加濕潤(rùn)困難，并且容易結(jié)塊；如摻有其他雜質(zhì)，溶解時(shí)易產(chǎn)生泡沫。