瓦楞紙箱是應(yīng)用最廣泛的包裝箱，影響瓦楞紙箱質(zhì)量的因素除了瓦楞紙板本身外，所使用的粘合劑的質(zhì)量也是一個重要因素。近年來，在瓦楞紙箱生產(chǎn)中多使用氧化淀粉粘合劑。氧化淀粉粘合劑有強度高、重量輕、無腐蝕、無污染等特點，但同時因其本身含水量高達60％－70％，所以有存放期短、耐水性差、紙板干燥速度慢、初粘接力不好等缺點，進而影響紙箱的整體質(zhì)量。通過在氧化淀粉粘合劑中加入脲醛樹脂的方法，對氧化淀粉粘合劑進行改性，可以使其在粘接性、流動性、耐水性方面有較大改善。
（一）脲醛樹脂對氧化淀粉粘合劑性能的影響機理
經(jīng)過改性后的氧化淀粉含有親水的醛基、羧基和羥基等基團，脲醛樹脂中則含有大量的二羥甲基脲，它存在著活性羥甲基。將脲醛樹脂加入氧化淀粉粘合劑中時，樹脂中的二羥甲基脲及低聚物與淀粉分子中的羥基反應(yīng)會生成半縮醛及縮醛結(jié)構(gòu)，這是一種具有淀粉鏈參與的交聯(lián)結(jié)構(gòu)體。正是由于脲醛樹脂與改性淀粉相互反應(yīng)形成疏水的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，一旦涂刷在瓦楞紙板上即形成一層膠膜，從而有效阻止了水分向紙板內(nèi)部滲透，提高了淀粉粘合劑的初粘力、耐水性，縮短了干燥時間。
（二）脲醛樹脂對氧化淀粉粘合劑性能的影響
l、實驗
將規(guī)定量的水和淀粉加入反應(yīng)器中，混合均勻，升溫至50℃～60℃，恒溫加入一定量的氧化劑——過氧化氫，反應(yīng)～段時間；加入硫代硫酸鈉溶液，終止氧化反應(yīng)：攪拌后，加入配好的氫氧化鈉溶液進行糊化，并加入硼砂和聚乙烯醇溶液，再繼續(xù)攪拌，降溫至40℃以下出料，制成氧化淀粉粘合劑。將自制的脲醛樹脂按照不同百分比與氧化淀粉粘合劑在40℃時混合，制成復合淀粉粘合劑。通過實驗，測試該復合淀粉粘合劑的干燥速度、抗水性、初粘接力，研究脲醛樹脂添加量對氧化淀粉粘合劑性能的影響。
2、結(jié)果與討論
(1)脲醛樹脂添加量對干燥速度的影響 干燥速度通過稱量法測試。以每克粘合劑的失水率評價粘合劑的干燥速度。不同脲醛添加量對干燥速度的影響見表1、圖1。
由圖1可知，脲醛樹脂的加入直接影響了粘合劑的干燥速度。當脲醛樹脂量為10％時，干燥速度最快，尤其是在前10分鐘內(nèi)。而添加量為5％和2％時，干燥速度雖然比單一的氧化淀粉粘合劑要快，但它們兩者間的變化并不大。當脲醛樹脂的添加量在15％時，干燥速度反而有所下降，這是由于添加量過多，粘合劑膠膜過厚，影響了干燥速度。因此，在用脲醛樹脂提高粘合劑的干燥速度時，其添加量在5％－10％之間效果較好。
(2)脲醛樹脂添加量對抗水性的影響 將用復合淀粉粘合劑粘接的紙板完全浸入水中，計時，至粘合層自然分離，以浸水時間評價粘合劑的抗水性。
從圖2可知，粘合劑的抗水性隨脲醛樹脂添加比例的增加而提高，添加量大于10％時，對提高膠膜抗水性的作用已不明顯，而且會增加粘合劑的制作成本。另外，當脲醛樹脂的添加量超過15％時，會增加膠膜厚度，降低粘合劑的干燥時間。綜合考慮干燥速度和抗水性，可選擇脲醛樹脂的添加量在5％－10％，可以達到較理想的防潮要求。
(3)脲醛樹脂添加量對粘合劑初粘接力的影響
取面積為5×10mm2的瓦楞紙板一塊，均勻涂布粘合劑，與另一塊同樣大小、品種的紙張粘合，施加一定的壓力，10分鐘后將粘合層剝離，檢查紙面起毛面積，以其占總粘合面積的百分比評價初粘接力的大小。
表3是不同種類粘合劑的初粘接力比較。結(jié)果表明，添加了脲醛樹脂的氧化淀粉粘合劑，無論在初粘接力，還是一分鐘粘接面積兩項指標都優(yōu)于其它兩種粘合劑，可以在一分鐘內(nèi)使瓦楞紙板的粘接面積達到42.7％，大大縮短了紙板的初粘接時間，可以在短時間內(nèi)進入下一道生產(chǎn)工序，從而提高了生產(chǎn)效率。
綜上所述，脲醛樹脂作為淀粉粘合劑的改性劑可提高粘合劑的干燥速度、抗水性、初粘接力等性能，而且隨著添加量的不同，對性能的影響力度也不同。通過實驗研究，綜合考慮粘合劑的干燥速度、抗水性、初粘接力及生產(chǎn)成本等因素，得出脲醛樹脂與氧化淀粉的最佳配比方案是：脲醛樹脂為總質(zhì)量的5％－10％。（文：萬麗麗 韓永生）
共有 網(wǎng)友評論