摘要：本實驗主要使用淀粉溶液進行酯化，再 通過復配其他體系乳液如橡膠乳液來補足其
性能缺陷，主要有以下幾個問題需要解決：1 、已選擇的膠黏劑體系其用于層積材中的適應
性問題，由于體系為雙組份，需解決發泡引起的相關問題；2 、性能檢測，需要尋找不同類
型的板材試用并檢測以確定該膠種的兼容性；3 、大幅度降低成本，由于本體系采用的固化
劑組分較貴，可適當調整配方降低成本以滿足市場預期。
關鍵詞：淀粉；酯化；固化反應；異氰酸酯；
前言
眾所周知，甲醛是人們日常生活的健康殺手，根據調查顯示，國內人造板膠黏劑市場“三
醛膠”占有率高達80% 以上，而隨著人們生活水平的提高，對室內空氣凈化的要求愈發的嚴
格，故今后的發展趨勢必然由無甲醛類膠黏劑部分取代人造板市場三醛膠，可想而知其經濟
效益及社會環境效益。
本實驗即基于此理念，采用植物類淀粉進行酯化，后用后通過復配其他體系乳液如橡膠
乳液來補足其性能缺陷達到人造板使用要求。此無醛膠粘劑壓制的三層實木復合地板、機拼
細木仁板、膠合板及集成材等膠合制品，其理化性能指標完全達到有關標準要求。更為重要
的是工藝制品無甲醛等有毒物質揮發，而其原料易得可生物降解，成本僅為同類進口膠粘劑
的一半，具有明顯的社會環境效益和經濟效益。
試驗設計、方法和材料
試驗設備：反應燒瓶、電動攪拌機、節點溫度汁、繼電器、滴液漏斗、回流管、水浴鍋、
溫度計、pH計及其它玻璃容器等。
試驗方法：通過尋找合適的催化劑使淀粉溶液進行部分酯化，為改善其狀態和性能缺陷
復配各種橡膠乳液，篩選出一種具有良好穩定性的填料們，可有效降低膠黏劑成本，最終通
過實驗檢測結果確定配方。將玉米淀粉置于冷水之中，攪拌成乳狀懸浮液，停止攪拌后淀粉
會漫漫沉淀。為解決淀粉的水乳化液的穩定性，以及進一步提高其粘合性，就必須對玉米淀
粉進行改性。淀粉可與具有兩個或多個官能團的化學試劑起反應，使之同淀粉分子羥基聯結
在一起，所得衍生物稱為交聯淀粉。
試驗材料：淀粉、有機酸、液堿、PVA 、SBR 、填料等。
試驗結果
結果如表1 所示，通過摻混不同比例固化劑對比其性能變化，篩選出最優的性價比配方，
從表中可看出其固化劑從10:6- 10:12 其靜曲強度僅略有變化，唯一的區別就是固化劑含量
較高的實驗中其干燥速度要明顯快于前者，但其最終強度幾乎相差無幾。
結果討論
1 在膠接機理上的變化創新
適當交聯后的淀粉可改變其在水中乳化后的穩定性，淀粉的交聯形式有?；宦摗Ⅴセ?br />
交聯和醚化交聯等。
歸納起來有五類:
(l) 雙或三鹽基化合物( 如二聚磷酸鹽、三偏磷酸鹽、己二酸鹽等)
(2) 鹵化物( 如環氧氯丙烷、磷酞氯、一氯丁烯等)
(3) 醛類( 如甲醛、丙烯醛、蜜胺甲醛等)
(4) 混合酸酐( 如碳酸和有機羧酸的混合酸酐等)
(5) 氨基化合物( 如尿素、二羥甲基脲)
最常見的交聯劑為甲醛、環氧氯丙烷、二偏磷酸鈉和二氯氧磷。
交聯反應趨向于在淀粉分子間進行。只要在淀粉乳中加入淀粉質量0.005%一0.1%的交聯
劑，就可明顯地改變淀粉的糊化和溶脹性，使膠化溫度和糊的粘度升高，穩定性提高。經交
聯的淀粉加強了分子間的氫鍵，使淀粉分子更緊密地結合在一起。
本項研究對玉米淀粉進行酯化處理，在堿性條件下，使二元酸與玉米淀粉部分酯化，形
成半酯化玉米淀粉乳液。二元酸與玉米淀粉起作用生成酯的衍生物，有二元酸單酯和雙酯。
由于玉米淀粉分子的不同部位經羥基之間交聯起來，淀粉顆粒之間的膨脹受到抑制，糊化困
難，粘度增高，同時酯化反應抑制了玉米淀粉結構中- 0H 基團的“締合”，使玉米淀粉易于
在水中分散而不沉淀。在此基礎上在加入乳化劑、穩定劑( 水溶性高聚物) ，穩定劑的分子鏈
中既有親水基團也有憎水基團，溶于水后起到保護膠體的作用，使水--膠體復合體吸附在淀
粉顆粒上形成外殼，使一個一個淀粉小顆粒屏蔽起來，達到顆粒之間的“隔離”作用，給分
散體系以穩定性，玉米淀粉分子還能與穩定劑分子鏈起接枝共聚反應，使得共聚物更易于在
水中分散溶解，提高了玉米淀粉的溶解性和粘接力。由于穩定劑自身粘度較小，加入穩定劑
后可適當降低玉米淀粉乳液的粘度，便于調膠。
在以玉米淀粉酯化乳液為主要成分的主劑里，加入交聯劑( 異氰酸酯化合物) ，交聯劑的
- NCO 基與玉米淀粉膠粘劑中的羥基反應；形成交聯結構，提高了耐水性。固化交聯劑結構
為：  ，其中，R 為C8～C12 的高分子聚合物；W 為木材大分子
醇羥基接枝基團。
Junmix系列環保層積材膠黏劑所用的主劑是使用高分子羥基接枝聚合物作為保護膠體，
通過在羥基上接枝酯化單體，促使實現主劑內更多的交聯點生成。與傳統膠黏劑相比，在膠
黏劑耐水性及板材強度方面大大提高。
2 在環境保護上的創新
本項目制備的Junmix系列環保膠黏劑在一定酸堿度條件下，與無毒無公害的合成膠乳共
聚制成API 膠的主劑幾乎為中性，降低了對木材的污染。將多異氰酸酯化合物的異氰酸酯基
隱蔽處理后，作為API 膠的固化劑，由此制成雙組份無醛耐水性木材用膠黏劑。
3 在人造板制備工藝上的創新
本項目制得 Junmix系列環保型膠黏劑可以熱壓、冷壓及高頻固化等多種形式固化干燥。
應用于人造板制造中可制得具有更高粘結強度﹑耐水性和耐堿性極大提高且無有害物質的
層積材人造板，適用于多種加工場合。
結論
本項在試驗性研究的基礎上，得到了如下結論：
1 、研究結果經試驗性應用證明，用此無醛膠粘劑壓制的二層實木復合地板、細木工板、
膠合板及集成材等膠合制品，其理化性能指標可完全達到有關標準要求，此種膠粘劑無論是
制造還是應用均具有明顯得生產可操作性，完全可滿足現有工藝要求。
2 、按原料價格計算，生產這種水性高分子異氰酸酷膠粘劑，其生產成本僅為同類進口
膠粘劑的一半。尤其是其膠合制品中的甲醛釋放量，相對同類型產品幾乎無有害物質釋放。
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表格
表1
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