马来酸单玉米淀粉酯改性聚乙烯醇商标胶的制备研究

发布时间：2021-06-29 16:59所属平台：学报论文发表咨询网浏览： 次

【摘要】以马来酸单玉米淀粉酯(SMA)、聚乙烯醇(PVA-1799)为主要原料，制备了马来酸单玉米淀粉酯改性聚乙烯醇(SMA-PVA)商标胶。通过单因素试验，考察了SMA用量、尿素用量、交联剂用量、反应温度和反应时间对SMA-PVA商标胶性能的影响。研究结果表明：当PVA-179

　　【摘要】以马来酸单玉米淀粉酯(SMA)、聚乙烯醇(PVA-1799)为主要原料，制备了马来酸单玉米淀粉酯改性聚乙烯醇(SMA-PVA)商标胶。通过单因素试验，考察了SMA用量、尿素用量、交联剂用量、反应温度和反应时间对SMA-PVA商标胶性能的影响。研究结果表明：当PVA-1799为39.2g，SMA为10.8g，尿素为6.0g，交联剂为1.6g，反应温度为70℃，反应时间为2h时，SMA-PVA商标胶的综合性能相对较好。

　　【关键词】马来酸单玉米淀粉酯;聚乙烯醇;商标胶

　　0前言

　　在啤酒生产过程中，啤酒瓶商标胶质量的好坏不仅会影响啤酒的生产效率，而且也影响贴标质量。如果贴标效果差，会直接导致在运输过程中出现破标、皱标、掉标和标体倾斜等现象，严重影响商标的美观性，从视觉上影响消费者对啤酒产品的购买欲望[1-2]。

　　针对目前市场情况，满足每小时2万~4万瓶贴标速度的产品大多数厂家均不会使用价格昂贵的酪素胶，特别是每小时2万瓶左右的厂家更是对商标胶的成本严加控制[3-4]。甲醛改性聚乙烯醇(PVF)啤酒瓶商标胶在初粘性、干燥性和冷藏性等方面均有不足，而且含有有毒的游离甲醛，限制了它的市场推广与应用[5-6]。

　　而采用普通玉米淀粉制得的改性聚乙烯醇(PVA)啤酒瓶商标胶虽然解决了游离甲醛带来的毒性问题，但其初粘性、干燥性和耐水性等综合性能仍然有待进一步提高[7-9]。本研究采用马来酸单玉米淀粉酯(SMA)对PVA啤酒瓶商标胶进行改性，有望制得适用于啤酒生产线、价格适中，而且初粘性、干燥性和耐水性等综合性能较好的啤酒瓶商标胶。

　　1试验部分

　　1.1试验原料

　　玉米淀粉，工业级，南京甘汁园糖业有限公司; 聚乙烯醇(PVA-1799)，工业级，中国石化上海石油化工股份有限公司;马来酸酐，工业级，山东隆汇化工有限公司;尿素，工业级，江苏灵谷化工有限公司;交联剂，工业级，常熟市锦铂贸易有限公司;丙酮、无水乙醇、苯酚、氢氧化钠，分析纯，国药集团化学试剂上海有限公司;去离子水，自制。

　　1.2试验仪器

　　JJ-1A型数显测速定时精密增力电动搅拌器，常州市金坛区环宇科学仪器厂;EL-204型电子天平，瑞士梅特勒-托利多公司;NDJ-8S型数字黏度计，上海天平仪器厂;pHS-3C型数字式精密酸度计，上海光学仪器一厂;DHG-9075A型电热恒温鼓风干燥箱，上海一恒科学仪器有限公司。

　　1.3试验制备

　　1.3.1活化玉米淀粉的制备

　　在250mL四口烧瓶中，加入35g玉米淀粉、20g质量分数为20%的氢氧化钠溶液、80g无水乙醇回流反应2h，冷却后分别用乙醇和丙酮洗涤，抽滤。样品放置在45℃的干燥箱中干燥2h，即制得活化玉米淀粉。

　　1.3.2SMA的制备

　　在250mL四口烧瓶中，加入8.1g活化玉米淀粉、40mL丙酮，在常温下搅拌10min，然后升温至50℃。称取9.8g马来酸酐，溶解在30mL丙酮中，慢慢将马来酸酐的丙酮溶液滴加到四口烧瓶中，控制在2h内滴加完毕。保温反应5h，冷却后用丙酮洗涤，抽滤。样品放置在45℃干燥箱中干燥2h，即制得马来酸单玉米淀粉酯(SMA)。

　　1.3.3SMA-PVA商标胶的制备

　　在装有电动搅拌器、温度计、恒压滴液漏斗和回流冷凝管的250mL四口瓶中，加入3/4的去离子水、39.2g的PVA-1799，搅拌升温至95℃使其充分溶解1.5h;待温度降至70℃后，加入10.8g的SMA、6.0g的尿素和1.6g的交联剂，保温70℃反应2h;最后加入防腐剂苯酚，搅拌均匀后，制得马来酸单玉米淀粉酯改性聚乙烯醇(SMA-PVA)商标胶。

　　1.4测定或表征

　　(1)固含量：在电热恒温鼓风干燥箱恒温温度为(105±2)℃，按照GB/T14074—2006标准进行测定。(2)黏度：按照GB/T2794—2013标准，在水浴温度为(30±1)℃下，采用黏度计进行测定。(3)pH：采用酸度计进行测定。(4)耐水性、保质期：按照文献进行测定[2]。

　　2结果与讨论

　　2.1SMA用量对SMA-PVA商标胶性能的影响

　　控制PVA-1799为39.2g，尿素为6.0g，交联剂为1.6g，反应温度为70℃，反应时间为2h，固含量为36%不变，试验考察了SMA用量对SMA-PVA商标胶性能的影响。SMA用量对SMA-PVA商标胶的黏度有很大的影响。在一定的SMA用量范围内，随着SMA用量的增大，SMA-PVA商标胶的黏度呈现先迅速增大后趋于稳定的趋势;当SMA用量为10.8g时，SMA-PVA商标胶的黏度到达相对最大值。

　　如果SMA用量过多时，在交联剂的作用下，由于SMA分子中的C=C双键、—OH等活性基团会与PVA分子中含有—OH产生过度交联，使得SMAPVA商标胶的黏度过大而导致体系发硬、结块，进而使SMA-PVA商标胶的应用性能下降。因此，SMA用量应控制在10.8g比较合适，此时SMA-PVA商标胶的黏度达到贴标要求，而且商标胶拉丝短效果较好。

　　2.2尿素用量对SMA-PVA商标胶性能的影响

　　控制PVA-1799为39.2g，SMA为10.8g，交联剂为1.6g，反应温度为70℃，反应时间为2h，固含量为36%不变，试验考察了尿素用量对SMA-PVA商标胶性能的影响。

　　2.3交联剂用量对SMA-PVA商标胶性能的影响

　　控制PVA-1799为39.2g，SMA为10.8g，尿素为6.0g，反应温度为70℃，反应时间为2h，固含量为36%不变，试验考察了交联剂用量对SMA-PVA商标胶性能的影响。由于SMA分子中含有C=C双键和—OH，PVA分子中含有—OH，因此SMA和PVA需经交联剂交联后，才能制备得到综合性能优异的SMA-PVA商标胶。

　　化学论文范例：化学分析在化工材料检测中的应用

　　在一定的交联剂用量范围内，随着交联剂用量的增大，SMA-PVA商标胶的黏度呈现先增大后趋于稳定的态势;当交联剂用量为1.60g时，SMA-PVA商标胶的黏度到达最大值;若交联剂用量超过1.80g后，由于过度交联而导致SMA-PVA商标胶的应用性能下降，甚至凝胶。因此，交联剂用量应控制在1.60g比较合适，此时SMA-PVA商标胶的黏度达到贴标要求，而且商标胶的综合性能相对较好。

　　3结语

　　(1)以马来酸单玉米淀粉酯(SMA)、聚乙烯醇(PVA-1799)为主要原料，制得的马来酸单玉米淀粉酯改性聚乙烯醇(SMA-PVA)商标胶的综合性能良好，可应用于啤酒瓶贴标等领域。(2)本研究采用单因素试验法优选出了制备SMA-PVA商标胶的优化工艺条件为：PVA-1799为39.2g，SMA为10.8g，尿素为6.0g，交联剂为1.6g，反应温度为70℃，反应时间为2h。

　　参考文献：

　　[1]杨玉娜，苏秀霞.改性聚乙烯醇啤酒商标胶耐冰水性的研究[J].化学与粘合，2020，42(1)：39-42.

　　[2]杨玉娜，侯清娥，马文娟，等.糯玉米淀粉改性聚乙烯醇啤酒商标胶的研制[J].中国胶粘剂，2018，27(7)：29-31;38.

　　[3]王璇，吴志刚，雷洪，等.大豆蛋白标签胶交联改性研究[J].西部林业科学，2016，45(3)：57-62.

　　[4]周丽，苏秀霞，郭明媛.耐水聚乙烯醇商标胶的制备与性能研究[J].中国胶粘剂，2014，23(10)：41-44.

　　[5]王书丽，于静，李敏贤，等.环保型改性玉米淀粉粘合剂的研究[J].包装工程，2015，36(17)：30-34.

　　[6]周丽，苏秀霞，郭明媛.PVA商标胶的改性及其耐冰水性能研究[J].中国胶粘剂，2014，23(6)：29-32.

　　[7]陈章敏，吴志刚，潘雁红，等.制备工艺对标签胶性能影响的研究[J].林产工业，2016，43(11)：22-26.

　　[8]王艳明，于静，李敏贤，等.无甲醛淀粉胶黏剂的合成[J].包装工程，2016，37(21)：81-85.

　　作者：谢健鹏，孙磊，熊芹，朱领，颜薇薇，吴海燕，曾小君

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