颜料涂布纸原料胶黏剂.ppt

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1、颜料涂布纸原料胶黏剂现在学习的是第1页，共81页人生犹如化学人生犹如化学nH2O对对Cl2一心一意，一心一意，Cl2却偏偏要弄出却偏偏要弄出“三分四离三分四离”。n高中阶段，我们只研究高中阶段，我们只研究F、Cl、Br、I，因为爱（，因为爱（At）具）具有放射性！有放射性！To be continued2022/10/122现在学习的是第2页，共81页黏和粘黏和粘n国家语言文字工作委员会和中华人民共和国新闻国家语言文字工作委员会和中华人民共和国新闻出版署于出版署于1988年年3月月25日日关于发布关于发布现代汉语通现代汉语通用字表用字表的联合通知的联合通知中恢复使用中恢复使用“黏（黏（nin）

2、”字。字。2022/10/123现在学习的是第3页，共81页n在表达在表达“黏（黏（nin）”时，时，表能把一种东西附着在另一种表能把一种东西附着在另一种东西上的性质，东西上的性质，恢复使用恢复使用“黏黏”字，如：字，如：黏膜、黏液、黏黏膜、黏液、黏性、黏稠、黏度、黏附、黏糕、黏合、黏糊糊、黏米、性、黏稠、黏度、黏附、黏糕、黏合、黏糊糊、黏米、黏土、黏着黏土、黏着等；说等；说“这东西真这东西真ninin n”，要用，要用“黏黏”字。字。n在表达在表达“粘（粘（zhn）”的概念时，的概念时，表黏性物（或用黏性物）把表黏性物（或用黏性物）把物体连接起来，物体连接起来，使用使用“粘粘”字，如：字，如

3、：粘贴、粘贴、粘连粘连等；说等；说“把把这张纸这张纸zhnzhn上上”，要用，要用“粘粘”字。字。2022/10/124现在学习的是第4页，共81页(一一)胶黏剂的工作原理和基本要求胶黏剂的工作原理和基本要求 工作原理：工作原理：n机械作用（非主要因素）：胶黏剂渗入被黏物空隙固化后产生的机械作用。n钉键作用、勾键作用、根键作用、楔键作用n物理化学作用（主要因素）：当胶黏剂分子与被黏物间距离小于0.5nm时产生物理化学结合。n化学键：离子键、共价键和配位键n分子间力：氢键、范德华力（主要因素）2022/10/125现在学习的是第5页，共81页 黏结力的大小以涂层的表面强度表征，黏结强度取决于：n

4、胶黏剂的内聚强度n被黏材料的强度n胶黏剂与被黏材料之间的黏结力黏结强度最终取决于3者间的最薄弱环节！2022/10/126现在学习的是第6页，共81页胶黏剂的作用胶黏剂的作用：n涂盖于纸面使颜料粒子之间及颜料与原纸之间牢固结合；n作为颜料液的胶体保护剂，使涂料液稳定；n作为颜料的介质，使涂料液具有适当的流动性以利于涂布作业；n调节涂层对油墨的吸收性。2022/10/127现在学习的是第7页，共81页胶黏剂基本要求胶黏剂基本要求：n对颜料有较好的黏结力；图2-8所示是不同胶黏剂的用量和涂布纸涂层强度的关系。n与颜料的相容性要好，不损害颜料的性质；n化学稳定性要好，以使涂料不变质；n既要有适当的流

5、动性，又要有一定的黏度、保水性和成膜性；n应保证涂层有适当的吸墨性和塑性，以提高压光效果；颜色要浅，尽量不含杂质；n来源丰富，价格低廉。2022/10/128现在学习的是第8页，共81页2022/10/129现在学习的是第9页，共81页胶黏剂的相对黏结能力胶黏剂的相对黏结能力胶黏剂胶黏剂相对用量相对用量聚乙烯醇聚乙烯醇1 1羧甲基纤维素羧甲基纤维素1 1苯乙烯苯乙烯-丁二烯胶乳丁二烯胶乳2-2.52-2.5丙烯酸胶乳丙烯酸胶乳2-2.52-2.5聚乙酸乙烯酯胶乳（共聚物）聚乙酸乙烯酯胶乳（共聚物）2-2.52-2.5聚乙酸乙烯酯胶乳（均聚物）聚乙酸乙烯酯胶乳（均聚物）2.5-32.5-3大豆蛋

6、白大豆蛋白2.5-32.5-3淀粉淀粉2.5-32.5-3相互替代时用量参考！相互替代时用量参考！2022/10/1210现在学习的是第10页，共81页胶黏剂的需要量：胶黏剂的需要量：n一种观点认为，胶黏剂需要量直接与颜料的比表面积有关，颗粒越小，比表面积越大，所需胶黏剂量也越多；n另一种观点认为，颜料的胶黏剂需要量由颜料填充后的空隙体积所支配，即与颜料沉降体积有关，沉降体积减小，胶黏剂需要量也减小。因此通过测定某一颜料的相对沉降体积作为确定该颜料胶黏剂需要量的依据。建议两种观点都要考虑，后者更重要些！2022/10/1211现在学习的是第11页，共81页(二二)常用胶黏剂及其特性常用胶黏剂及

7、其特性 常用胶黏剂的种类：（p40，表2-10常用胶黏剂种类和特性）n天然胶黏剂：骨胶、干酪素、豆酪素和阿拉伯树胶等，淀粉及淀粉衍生物胶黏剂；n合成胶黏剂：丁苯胶乳、羧基丁苯胶乳、聚乙烯醇、丙烯酸系列胶黏剂等。n现状：目前普遍使用高流动性的合成树脂胶乳为主体胶黏剂来制备高固含量涂料，其他胶黏剂则作为辅助胶黏剂使用。2022/10/1212现在学习的是第12页，共81页胶胶黏黏剂的发展剂的发展n最早涂布用胶黏剂多用动物胶最早涂布用胶黏剂多用动物胶(如骨胶、皮胶和明胶等如骨胶、皮胶和明胶等)和阿拉伯和阿拉伯树胶等树胶等n后来多使用干酪素和豆酪素蛋白质类胶黏剂后来多使用干酪素和豆酪素蛋白质类胶黏剂n

8、随着干酪素的涨价，过去因流动性和抗水性问题不怎么使用的淀粉，随着干酪素的涨价，过去因流动性和抗水性问题不怎么使用的淀粉，由于改性和抗水技术改进得以利用。由于改性和抗水技术改进得以利用。n随着生产技术的提高，涂料已向高浓度涂料发展，又带来了高浓随着生产技术的提高，涂料已向高浓度涂料发展，又带来了高浓度涂料的流动性问题。涂布胶黏剂主要采用合成胶黏剂与其他类度涂料的流动性问题。涂布胶黏剂主要采用合成胶黏剂与其他类型胶黏剂互相配合使用。而全胶乳类的涂料配方已得到了实际应型胶黏剂互相配合使用。而全胶乳类的涂料配方已得到了实际应用。用。2022/10/1213现在学习的是第13页，共81页1合成胶乳合成胶

9、乳 合成胶乳是合成胶乳是20世纪世纪50年代开始用作颜料涂布胶黏剂的，它表现年代开始用作颜料涂布胶黏剂的，它表现出很好的强度、耐水及光泽特性，但价格高，稳定性差，与涂料中出很好的强度、耐水及光泽特性，但价格高，稳定性差，与涂料中其他成分的相容性也差，因此只作为一种其他成分的相容性也差，因此只作为一种辅助胶黏剂辅助胶黏剂来使用。到来使用。到了了60年代，采用羧基改性技术，使胶乳的稳定性和对其他成年代，采用羧基改性技术，使胶乳的稳定性和对其他成分的相容性都得到了很大改善，产量的增大也使生产成本显分的相容性都得到了很大改善，产量的增大也使生产成本显著下降，因此价格也变得可以接受了，加上后来的技术进步

10、著下降，因此价格也变得可以接受了，加上后来的技术进步和胶乳质量及品种的增加，使其发展为涂布用和胶乳质量及品种的增加，使其发展为涂布用胶黏剂的主体胶黏剂的主体。2022/10/1214现在学习的是第14页，共81页（1 1）合成胶乳的一般物理性质）合成胶乳的一般物理性质 作为造纸涂布胶黏剂，胶乳可定义为：含水的聚合物胶体作为造纸涂布胶黏剂，胶乳可定义为：含水的聚合物胶体粒子分散体，其粒子规格范围为粒子分散体，其粒子规格范围为50nm300nm。胶粒的折射率一般为胶粒的折射率一般为1.41.6，而水的折射率为，而水的折射率为1.33，二者之，二者之差，使乳液一般为白色。差，使乳液一般为白色。胶乳常

11、用的物理及化学指标有：胶乳常用的物理及化学指标有：固含量固含量()，pH，组成成分，粒径，树脂的玻璃态转化温度，组成成分，粒径，树脂的玻璃态转化温度(Tg)，最低成膜温度（，最低成膜温度（MFFT）等。）等。2022/10/1215现在学习的是第15页，共81页检测方法检测方法n固含量%：质量分析法npH：pH计n聚合物成分：与GC-MS相结合的IR、NMR或高温热解n粒子规格：光散射法、电子显微镜等n分子量：GPCnTg：DSC等nMFFT：最低成膜温度仪2022/10/1216现在学习的是第16页，共81页（2 2）合成胶乳的种类）合成胶乳的种类 合成树脂胶黏剂有许多类型，例如，合成树脂胶

12、黏剂有许多类型，例如，苯乙烯丁二烯共聚苯乙烯丁二烯共聚物物(丁苯丁苯)胶乳、聚丙烯酸类胶乳、丁腈胶乳、聚醋酸乙烯酯胶乳、聚丙烯酸类胶乳、丁腈胶乳、聚醋酸乙烯酯胶乳等胶乳等，其中丁苯胶乳是应用最广的合成胶乳。，其中丁苯胶乳是应用最广的合成胶乳。胶乳的性质有很大差异，而且即使同一种胶乳，由于采用不同胶乳的性质有很大差异，而且即使同一种胶乳，由于采用不同的改性技术，性能也存在着很大差异。比如引入的改性技术，性能也存在着很大差异。比如引入COOH、CN等极性基团，以及极性基团引入的数量不同，都可以获得等极性基团，以及极性基团引入的数量不同，都可以获得黏结强度和机械性能不同的胶乳。黏结强度和机械性能不同

13、的胶乳。2022/10/1217现在学习的是第17页，共81页2022/10/1218现在学习的是第18页，共81页（3 3）合成胶乳的使用特性）合成胶乳的使用特性 n合成胶乳有合成胶乳有可塑性和弹性可塑性和弹性，制成涂料生产涂布纸，压光后容易，制成涂料生产涂布纸，压光后容易产生较高光泽，而且纸面有平滑性、柔软性、产生较高光泽，而且纸面有平滑性、柔软性、耐水性耐水性。并且。并且耐水性经过一段时间后会更加提高。耐水性经过一段时间后会更加提高。n能使单面涂布纸减少卷曲，尺寸稳定。能使单面涂布纸减少卷曲，尺寸稳定。n合成胶乳对颜料黏结力好，与干酪素差不多。合成胶乳对颜料黏结力好，与干酪素差不多。20

14、22/10/1219现在学习的是第19页，共81页n如与干酪素和淀粉混合使用，则比单独使用干酪素或淀粉时，涂出如与干酪素和淀粉混合使用，则比单独使用干酪素或淀粉时，涂出的涂布纸质量要好些。的涂布纸质量要好些。n单独使用合成胶乳，涂布纸表面强度的丹尼逊蜡值要比用干酪素单独使用合成胶乳，涂布纸表面强度的丹尼逊蜡值要比用干酪素的值低些，这是由于树脂的热塑性、黏附蜡的缘故。因此不能用的值低些，这是由于树脂的热塑性、黏附蜡的缘故。因此不能用蜡来检验其黏结力。蜡来检验其黏结力。n由于合成胶乳制得的由于合成胶乳制得的涂料黏度低涂料黏度低，适合于高浓涂料的制备，对近，适合于高浓涂料的制备，对近代高速涂布机的发

15、展，起到很大作用。代高速涂布机的发展，起到很大作用。2022/10/1220现在学习的是第20页，共81页丁苯胶乳丁苯胶乳 styrenebutadiene latice 丁苯胶乳丁苯胶乳(CH2CHCHCH2CH2CHC6H5)。是丁二烯和苯乙烯。是丁二烯和苯乙烯两种单体乳胶在碱性溶液两种单体乳胶在碱性溶液(如肥皂液如肥皂液)里的共聚产物，属合成橡里的共聚产物，属合成橡胶类，是合成胶乳中应用最广泛的一种。典型的丁苯胶乳的胶类，是合成胶乳中应用最广泛的一种。典型的丁苯胶乳的特性如表特性如表222所示。所示。2022/10/1221现在学习的是第21页，共81页2022/10/1222现在学习的

16、是第22页，共81页n苯乙烯与丁二烯的比例不同苯乙烯与丁二烯的比例不同(40/6080/20)，胶乳的性质也不，胶乳的性质也不同。同。n一般，苯乙烯的含量增加，聚合物的玻璃态转化点增高，纯一般，苯乙烯的含量增加，聚合物的玻璃态转化点增高，纯的聚的聚1,4丁二烯的丁二烯的Tg在在108，而纯的聚苯乙烯的，而纯的聚苯乙烯的Tg为为100，在上述比例范围内，丁苯胶乳聚合物的，在上述比例范围内，丁苯胶乳聚合物的Tg为为2550。显然显然苯乙烯的比例增大，其弹性、手感黏滞性也逐步降低，苯乙烯的比例增大，其弹性、手感黏滞性也逐步降低，而硬度提高而硬度提高。性性 质质2022/10/1223现在学习的是第2

17、3页，共81页2022/10/1224现在学习的是第24页，共81页由图可见：由图可见：n苯乙烯的用量在苯乙烯的用量在5560时，颜料的黏结力最大，此时的时，颜料的黏结力最大，此时的Tg为为020；n在在60以下时，湿耐摩擦强度最高，即较软的胶乳具有较高的湿耐磨强以下时，湿耐摩擦强度最高，即较软的胶乳具有较高的湿耐磨强度。度。n苯乙烯比例较低时，涂层的光泽度较低，而苯乙烯的比例超过苯乙烯比例较低时，涂层的光泽度较低，而苯乙烯的比例超过55，随着苯乙烯的比例增大，光泽度迅速提高，这可能是胶乳粒子较，随着苯乙烯的比例增大，光泽度迅速提高，这可能是胶乳粒子较软时，粒子的变形和收缩造成涂层皱缩所致。在

18、高光泽纸中，涂料所软时，粒子的变形和收缩造成涂层皱缩所致。在高光泽纸中，涂料所用的丁苯胶乳中苯乙烯比例高达用的丁苯胶乳中苯乙烯比例高达80。n较软的胶乳，有利于凹版印刷时的油墨转移，因此丁二烯的比例越高，较软的胶乳，有利于凹版印刷时的油墨转移，因此丁二烯的比例越高，越有利于减少凹版印刷漏印的点数。越有利于减少凹版印刷漏印的点数。2022/10/1225现在学习的是第25页，共81页n与其他胶乳相比，丁苯胶乳的一个显著特点是聚合后的丁与其他胶乳相比，丁苯胶乳的一个显著特点是聚合后的丁二烯单体上仍保留一个二烯单体上仍保留一个双键双键，从而造成分子间的交联，形成空，从而造成分子间的交联，形成空间网状

19、结构，使其溶解度下降。间网状结构，使其溶解度下降。通常把通常把甲苯甲苯中的不溶量视为中的不溶量视为凝胶含量凝胶含量，该参数与该参数与粒径粒径、Tg成为成为丁苯胶乳的主要质量三参数。丁苯胶乳的主要质量三参数。n凝胶含量高，胶乳与印刷油墨中溶剂的相互作用减弱，有利于提高油墨光凝胶含量高，胶乳与印刷油墨中溶剂的相互作用减弱，有利于提高油墨光泽度。泽度。n黏结强度和抗起泡能力是矛盾的。空间网络状的分子增强了聚合物黏结强度和抗起泡能力是矛盾的。空间网络状的分子增强了聚合物的内聚力，使黏结强度增高了，但却降低了热状态下的软化和流动的内聚力，使黏结强度增高了，但却降低了热状态下的软化和流动性，使抗起泡能力降

20、低。性，使抗起泡能力降低。解决方案解决方案：降低凝胶含量来提高抗起泡能：降低凝胶含量来提高抗起泡能力，而用提高聚合度来提高其黏结强度。力，而用提高聚合度来提高其黏结强度。2022/10/1226现在学习的是第26页，共81页2022/10/1227现在学习的是第27页，共81页丁苯胶乳的主要特点：丁苯胶乳的主要特点：n黏结力强黏结力强n具有塑料和橡胶的一些特性，所以有较好的热塑压光性，即在压具有塑料和橡胶的一些特性，所以有较好的热塑压光性，即在压光辊作用下，会在纸上产生一定的光辊作用下，会在纸上产生一定的“流动流动”，填平凹陷，防止涂，填平凹陷，防止涂层在刚性作用下产生机械破裂，从而改善了平滑

21、度。层在刚性作用下产生机械破裂，从而改善了平滑度。n丁苯胶乳的成膜性也很好，胶膜具有良好的耐破、抗张、丁苯胶乳的成膜性也很好，胶膜具有良好的耐破、抗张、抗水性和光泽度。抗水性和光泽度。n丁苯胶乳浓度超过丁苯胶乳浓度超过40时，即呈非牛顿型流动。时，即呈非牛顿型流动。2022/10/1228现在学习的是第28页，共81页羧基丁苯胶乳羧基丁苯胶乳 羧基丁苯胶乳是在丁二烯和苯乙烯两种单体中，加进羧基丁苯胶乳是在丁二烯和苯乙烯两种单体中，加进第三种单体第三种单体(羧酸羧酸)，如丙烯酸，如丙烯酸(用量一般为单体的用量一般为单体的14)。2022/10/1229现在学习的是第29页，共81页 由于羧基丁苯

22、胶乳具有活性基团由于羧基丁苯胶乳具有活性基团羧基羧基(COOH)，使羧基丁，使羧基丁苯胶具有苯胶具有“活性活性”，胶乳的聚合物粒子与纤维之间存在，胶乳的聚合物粒子与纤维之间存在“润湿作润湿作用用”。2022/10/1230现在学习的是第30页，共81页丁苯胶乳丁苯胶乳羧基丁苯胶乳羧基丁苯胶乳2022/10/1231现在学习的是第31页，共81页n具有优良的胶乳具有优良的胶乳稳定性稳定性，与颜料、胶黏剂和其他化学辅助剂，与颜料、胶黏剂和其他化学辅助剂有良好的有良好的相容性相容性，容易配制适用于各种涂布形式的涂料。，容易配制适用于各种涂布形式的涂料。n与传统的胶黏剂相比，羧基丁苯胶乳对涂料混合物的

23、与传统的胶黏剂相比，羧基丁苯胶乳对涂料混合物的黏度影响黏度影响小小，能制得固体含量高，流动性好的涂料。，能制得固体含量高，流动性好的涂料。n成膜性能好成膜性能好，具有比氧化淀粉和干酪素更高或相近的黏结力，具有比氧化淀粉和干酪素更高或相近的黏结力，其他如化学稳定性、耐热、耐寒稳定性均得到提高。其他如化学稳定性、耐热、耐寒稳定性均得到提高。n采用羧基丁苯胶乳制得的印刷涂料纸具有平滑度、光泽度高的采用羧基丁苯胶乳制得的印刷涂料纸具有平滑度、光泽度高的特点，印刷适性和刷后油墨光泽性均很优良。特点，印刷适性和刷后油墨光泽性均很优良。羧基丁苯胶乳特征：羧基丁苯胶乳特征：2022/10/1232现在学习的是

24、第32页，共81页 实践表明，采用羧基丁苯胶乳与其他胶黏剂并用时涂布纸纸面光泽度、平滑度、印后油墨光泽度及涂层强度均比丁苯胶乳来得优良，所制得的涂料稳定性也较好，涂料流动性也很优良。但要注意的是，使用丁苯胶乳(包括羧基丁苯胶乳)为胶黏剂的涂布纸(纸板)贮存日久其涂层表面有泛黄的现象。2022/10/1233现在学习的是第33页，共81页丙烯酸胶乳丙烯酸胶乳 丙烯酸胶乳也是用于涂布纸涂料中的一种合成胶乳。由丙烯酸胶乳也是用于涂布纸涂料中的一种合成胶乳。由于早期价格较高，所以多用于食品包装用途的涂布纸中。于早期价格较高，所以多用于食品包装用途的涂布纸中。随着涂布纸生产的需要以及合成胶乳工业的发展，

25、随着涂布纸生产的需要以及合成胶乳工业的发展，丙烯酸丙烯酸胶乳逐渐上升为主要涂布用合成胶乳之一胶乳逐渐上升为主要涂布用合成胶乳之一。2022/10/1234现在学习的是第34页，共81页n丙烯酸胶乳可分为丙烯酸胶乳可分为纯丙烯酸类纯丙烯酸类和和改性丙烯酸类改性丙烯酸类。n纯丙烯酸类纯丙烯酸类n指聚合物的组成，指聚合物的组成，90以上丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯类。以上丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯类。n单体：丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、单体：丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸异（正）丁酯、丙烯酸丙烯酸异（正）丁酯、丙烯酸-2-乙基乙酯、甲基丙烯酸甲酯乙基乙酯、甲基丙烯酸甲酯等。

26、等。n价格昂贵，主要用于高级印刷纸张的涂布。价格昂贵，主要用于高级印刷纸张的涂布。2022/10/1235现在学习的是第35页，共81页n改性丙烯酸类改性丙烯酸类n利用非丙烯酸类的单体如苯乙烯和不同的丙烯酸类单体利用非丙烯酸类的单体如苯乙烯和不同的丙烯酸类单体共聚而得的聚合物胶乳。例如苯乙烯丙烯酸正丁酯共共聚而得的聚合物胶乳。例如苯乙烯丙烯酸正丁酯共聚物胶乳，两组分的比例为聚物胶乳，两组分的比例为40/6060/40。n由于丙烯酸高烷基酯的侧链屏蔽作用，可以克服像苯乙烯的由于丙烯酸高烷基酯的侧链屏蔽作用，可以克服像苯乙烯的泛黄和不耐老化的缺点。泛黄和不耐老化的缺点。n成本较低成本较低2022/

27、10/1236现在学习的是第36页，共81页 常用的聚丙烯酸酯类纸张涂布胶黏剂有：常用的聚丙烯酸酯类纸张涂布胶黏剂有：n纯丙乳液纯丙乳液（人们把纯粹用丙烯酸系和甲基丙烯酸系单体（人们把纯粹用丙烯酸系和甲基丙烯酸系单体所制成的共聚物乳液简称为纯丙乳液）所制成的共聚物乳液简称为纯丙乳液）n苯丙乳液苯丙乳液（苯乙烯和丙烯酸酯共聚物乳液）（苯乙烯和丙烯酸酯共聚物乳液）n醋丙乳液醋丙乳液（醋酸乙烯酯和丙烯酸酯共聚物乳液，又称为乙丙（醋酸乙烯酯和丙烯酸酯共聚物乳液，又称为乙丙乳液）。乳液）。2022/10/1237现在学习的是第37页，共81页丙烯酸胶乳用于纸张涂布的丙烯酸胶乳用于纸张涂布的特点特点：n有

28、良好的机械稳定性，不易起泡；有良好的机械稳定性，不易起泡；n良好的耐光耐热性；良好的耐光耐热性；n适中的黏结力，无粘辊和破孔现象；适中的黏结力，无粘辊和破孔现象；n高的光泽度；高的光泽度；n有良好的耐湿摩擦性；有良好的耐湿摩擦性；n与其他水溶性胶黏剂相容性好；与其他水溶性胶黏剂相容性好；n低的黏度和好的流型；低的黏度和好的流型；n适当的油墨吸收性。适当的油墨吸收性。2022/10/1238现在学习的是第38页，共81页聚醋酸乙烯酯胶乳聚醋酸乙烯酯胶乳 n醋酸乙烯酯均聚物的胶乳。醋酸乙烯酯均聚物的胶乳。n应用特点：应用特点：n由它调制的涂料具有由它调制的涂料具有较高黏度较高黏度，在高剪切下还会表

29、现出胀流性，在高剪切下还会表现出胀流性，因此只适合于低固含量的涂料；因此只适合于低固含量的涂料；n使涂层具有较高的多孔性，有利于纸页中水分的蒸发；使涂层具有较高的多孔性，有利于纸页中水分的蒸发；n白度和光泽度高；白度和光泽度高；n黏结力强，用量少；黏结力强，用量少；n油墨接受性好，优于丁苯胶乳。油墨接受性好，优于丁苯胶乳。2022/10/1239现在学习的是第39页，共81页 2淀粉和淀粉衍生物胶黏剂淀粉和淀粉衍生物胶黏剂 2022/10/1240现在学习的是第40页，共81页1)原淀粉原淀粉 n淀淀粉粉是是天天然然的的高高分分子子聚聚合合物物，其其分分子子是是由由D-葡葡萄萄糖糖基基所所组组

30、成成，并并以以-1,4连接而构成。连接而构成。n淀粉按其分子链的形状可分为直链淀粉和支链淀粉。淀粉按其分子链的形状可分为直链淀粉和支链淀粉。n直链淀粉是线状直链分子，其相对分子质量在直链淀粉是线状直链分子，其相对分子质量在432万万(即即聚合度聚合度2502000)，聚合度最高可达，聚合度最高可达6000。n支链淀粉有很多分支，形状像树枝状。大约每隔支链淀粉有很多分支，形状像树枝状。大约每隔2025个葡萄糖基个葡萄糖基就有一个分支点，支链绝大部分以就有一个分支点，支链绝大部分以1,6氧桥相连。支链淀粉相对氧桥相连。支链淀粉相对分子质量很高，可达分子质量很高，可达8000万。万。2022/10/

31、1241现在学习的是第41页，共81页n由由于于直直链链淀淀粉粉和和支支链链淀淀粉粉结结构构不不同同，其其性性质质有有很很大大差差异异。在在直直链链淀淀粉粉中中，线线状状的的直直链链以以平平行行定定向向排排列列，致致使使大大量量羟羟基基能能与邻近链的羟基紧密靠近，形成不溶于水的聚合体。与邻近链的羟基紧密靠近，形成不溶于水的聚合体。n当浓度高时当浓度高时(如大于如大于5时时)，黏度高，流动性差，呈胶凝状。，黏度高，流动性差，呈胶凝状。n当浓度低时，会发生沉淀，即所谓当浓度低时，会发生沉淀，即所谓“退减作用退减作用”(或称或称“凝沉作用凝沉作用”)。2022/10/1242现在学习的是第42页，共

32、81页n改性方法：改性方法：酸水解、酶转化、氧化降解酸水解、酶转化、氧化降解(次氯酸盐氧化和次氯酸盐氧化和过氧化氢氧化过氧化氢氧化)以及糊精化以及糊精化等。使淀粉溶液降低黏度，等。使淀粉溶液降低黏度，并提高稳定性，但却使其分子链降解，而剧烈降低其并提高稳定性，但却使其分子链降解，而剧烈降低其黏合强度。黏合强度。n自自20世纪世纪60年代开始，重视利用淀粉的葡萄糖单元中羟基年代开始，重视利用淀粉的葡萄糖单元中羟基的活性，通过取代作用，引入功能基，制备各种淀粉衍生的活性，通过取代作用，引入功能基，制备各种淀粉衍生物，使淀粉具备各种特性，以扩大其用途。根据不同的处物，使淀粉具备各种特性，以扩大其用途

33、。根据不同的处理方法可得：淀粉醚、双醛淀粉、交联淀粉等。理方法可得：淀粉醚、双醛淀粉、交联淀粉等。2022/10/1243现在学习的是第43页，共81页2)淀粉衍生物淀粉衍生物(1)氧化淀粉氧化淀粉 n 氧氧化化淀淀粉粉是是采采用用次次氯氯酸酸钠钠、过过氧氧化化氢氢、过过氧氧化化钡钡、高高碘碘酸酸以以及及高高碘碘酸酸钾钾盐盐、钠钠盐盐等等具具氧氧化化性性物物质质进进行行氧氧化化降降解解所所得得的的一一种淀粉衍生物。种淀粉衍生物。n 次次氯氯酸酸钠钠是是在在碱碱性性介介质质下下使使淀淀粉粉氧氧化化的的，在在氧氧化化过过程程中中，淀淀粉粉发发生生断断链链，羟羟基基(-OH)氧氧化化为为羰羰基基(-

34、C=O)、羧羧基基(-COOH)等等。氧氧化化后后分分子子量量降降低低，进进而而使使黏黏度度也也降降低低，胶胶体体稳稳定定性性得得到到改改善善和和提提高高，可可是是黏结力会因而削弱些。黏结力会因而削弱些。2022/10/1244现在学习的是第44页，共81页n次次氯氯酸酸盐盐降降解解法法，在在系系统统中中含含有有大大量量氯氯离离子子，这这对对涂涂布布加加工工是是不不利利的的，特特别别是是现现在在普普遍遍使使用用的的刮刮刀刀涂涂布布对对氯氯离离子子的的要要求求很很严严格格。而而且且由由于于多多次次的的洗洗涤涤，造造成成流流失失过过多多，并并且且增增大大排排放放污污水水量。量。n国国外外近近来来多

35、多采采用用过过氧氧化化氢氢降降解解，这这样样可可避避免免产产生生对对涂涂布布有有害害的的物物质质，所所以以降降解解后后无无需需洗洗涤涤，可可直直接接投投入入使使用用，这这样样就就大大大大简简化化了了制制备备工工艺。艺。2022/10/1245现在学习的是第45页，共81页nH2O2氧化降解时，选用合适的催化剂氧化降解时，选用合适的催化剂(如如CuSO4)在酸性、碱在酸性、碱性或中性条件下进行。性或中性条件下进行。n一般来说，氧化功能随一般来说，氧化功能随pH值的降低而增加，反应速度则随值的降低而增加，反应速度则随pH值值升高而提高升高而提高n酸性条件氧化的淀粉抗湿摩擦最好，干拉毛强度与次氯酸盐

36、相酸性条件氧化的淀粉抗湿摩擦最好，干拉毛强度与次氯酸盐相仿仿n碱性处理则抗湿摩擦和干拉毛强度均差于酸法碱性处理则抗湿摩擦和干拉毛强度均差于酸法n中性处理则介乎于两者之间，而接近碱法。中性处理则介乎于两者之间，而接近碱法。2022/10/1246现在学习的是第46页，共81页(2)酶转化淀粉酶转化淀粉 n酶是具有特殊功能的一种蛋白质。酶是具有特殊功能的一种蛋白质。n酶的种类很多，能分解淀粉类物质的酶，称为淀粉酶。酶的种类很多，能分解淀粉类物质的酶，称为淀粉酶。n淀粉酶的种类不同，对淀粉的作用方式也不相同，例如淀粉用酵淀粉酶的种类不同，对淀粉的作用方式也不相同，例如淀粉用酵母酶在一定温度下，可制成

37、酵母转化淀粉；一种称为母酶在一定温度下，可制成酵母转化淀粉；一种称为淀粉酶淀粉酶(又又称称液化酶或液化酶或糊精酶糊精酶)的能使淀粉分子链的的能使淀粉分子链的1，4葡萄糖葡萄糖甙键任意切断成长短不一的短链糊精，以及少量麦芽糖，使甙键任意切断成长短不一的短链糊精，以及少量麦芽糖，使淀粉黏度迅速降低。淀粉黏度迅速降低。2022/10/1247现在学习的是第47页，共81页n使用时，按需要加入微量使用时，按需要加入微量(约约5g淀粉酶淀粉酶t淀粉淀粉)淀粉酶于淀淀粉酶于淀粉悬浮液中进行加热熬煮。加热是在带有搅拌器的不锈钢或粉悬浮液中进行加热熬煮。加热是在带有搅拌器的不锈钢或搪瓷衬里反应锅间接或直接加热

38、，适当控制转化条件就可以搪瓷衬里反应锅间接或直接加热，适当控制转化条件就可以制得适合一般涂料用的淀粉胶黏剂。制得适合一般涂料用的淀粉胶黏剂。n酶转化淀粉具有制造工艺简便，成本低廉的优点。美国比较酶转化淀粉具有制造工艺简便，成本低廉的优点。美国比较广泛使用酶转化淀粉作为主要胶黏剂进行高浓涂布生产各种广泛使用酶转化淀粉作为主要胶黏剂进行高浓涂布生产各种涂布印刷纸。我国目前正在推广使用。涂布印刷纸。我国目前正在推广使用。2022/10/1248现在学习的是第48页，共81页(3)酸水解淀粉酸水解淀粉 n是用酸是用酸(如盐酸如盐酸)水解淀粉而成的，因戊糖含量较高，能产水解淀粉而成的，因戊糖含量较高，能

39、产生塑性高和强度低的涂料，除在一些特殊涂布加工中得到生塑性高和强度低的涂料，除在一些特殊涂布加工中得到应用，现一般很少应用。应用，现一般很少应用。2022/10/1249现在学习的是第49页，共81页(4)淀粉醚淀粉醚 n通过取代作用引入功能基，可得非离子型羟烷基淀粉通过取代作用引入功能基，可得非离子型羟烷基淀粉(如如羟乙基淀粉和羟丙基淀粉等羟乙基淀粉和羟丙基淀粉等)，季铵型或叔胺型阳离子淀，季铵型或叔胺型阳离子淀粉醚，所生成的淀粉衍生物也称半合成聚合物。粉醚，所生成的淀粉衍生物也称半合成聚合物。n由于淀粉本身具有较好的水分散性，所以一般不需要高取代由于淀粉本身具有较好的水分散性，所以一般不需

40、要高取代度就能获得所需的性能。现将国内、外常用的二种淀粉醚简度就能获得所需的性能。现将国内、外常用的二种淀粉醚简介如下介如下 2022/10/1250现在学习的是第50页，共81页a.羟丙基淀粉醚羟丙基淀粉醚（HPS）n羟羟丙丙基基淀淀粉粉是是在在碱碱性性(NaOH)催催化化下下与与环环氧氧丙丙烷烷加加温温而制得，生成淀粉醚。其醚化反应表示如下：而制得，生成淀粉醚。其醚化反应表示如下：反应式见教材反应式见教材p43n羟丙基淀粉制备时大约每羟丙基淀粉制备时大约每2025个葡萄糖基取代一个羟基，个葡萄糖基取代一个羟基，取代度取代度一般在一般在0.04-0.05。2022/10/1251现在学习的是

41、第51页，共81页n如果要制颗粒状产品，在反应中必须加入如果要制颗粒状产品，在反应中必须加入Na2SO4阻凝剂，以抑阻凝剂，以抑制淀粉颗粒膨胀制淀粉颗粒膨胀。n制备过程制备过程：先将淀粉和：先将淀粉和15(对淀粉量对淀粉量)的硫酸钠配成的硫酸钠配成50%的浆的浆状悬浮液，然后在搅拌下加状悬浮液，然后在搅拌下加1(对淀粉量对淀粉量)的氢氧化钠溶液，的氢氧化钠溶液，得到得到40%的淀粉浆状液，在的淀粉浆状液，在18下加入下加入10(对淀粉量对淀粉量)的环氧的环氧丙烷，并在此温度下搅拌半小时，然后升温到丙烷，并在此温度下搅拌半小时，然后升温到4550，并保，并保温温48h，最后用酸中和残碱，最后用酸

42、中和残碱，pH值控制在值控制在5.05.5，经过，经过滤、洗涤、干燥，则可得到醚化度为滤、洗涤、干燥，则可得到醚化度为0.04左右的颗粒状羟左右的颗粒状羟丙基淀粉。丙基淀粉。2022/10/1252现在学习的是第52页，共81页n淀粉经过醚化后在主链上接上若干个支链，阻碍了链淀粉的淀粉经过醚化后在主链上接上若干个支链，阻碍了链淀粉的相互靠近，大大削弱或消除了退减作用。相互靠近，大大削弱或消除了退减作用。n增加了亲水性和降低胶凝温度，经过加热糊化后，可形成不冻凝、增加了亲水性和降低胶凝温度，经过加热糊化后，可形成不冻凝、流动性好、稳定的溶胶。其胶黏强度、黏度稳定性、透明性和保流动性好、稳定的溶胶

43、。其胶黏强度、黏度稳定性、透明性和保水性均优于天然淀粉。水性均优于天然淀粉。n有很好的成膜性能，干燥后能形成透明、柔韧、富有弹性和亲水有很好的成膜性能，干燥后能形成透明、柔韧、富有弹性和亲水性的膜，是理想的表面施胶剂，可提高纸张的印刷适应性能，也性的膜，是理想的表面施胶剂，可提高纸张的印刷适应性能，也可以用于涂布中。可以用于涂布中。2022/10/1253现在学习的是第53页，共81页n应用时，可进一步进行酸处理或氧化降解而降低其黏度，应用时，可进一步进行酸处理或氧化降解而降低其黏度，而在降解过程中羟丙基淀粉醚不发生水解。而在降解过程中羟丙基淀粉醚不发生水解。n据有关资料报道，国外常采用羟丙基

44、淀粉与羧基丁苯胶乳据有关资料报道，国外常采用羟丙基淀粉与羧基丁苯胶乳配合使用生产印刷涂料纸，可以降低胶黏剂成本和提高印配合使用生产印刷涂料纸，可以降低胶黏剂成本和提高印刷质量。刷质量。2022/10/1254现在学习的是第54页，共81页 b阳离子淀粉阳离子淀粉 n所谓阳离子淀粉，是在淀粉的分子中引进阳离子取代基。淀粉与所谓阳离子淀粉，是在淀粉的分子中引进阳离子取代基。淀粉与胺类化合物反应生成含有氨基和胺基的醚衍生物，氮原子带有正胺类化合物反应生成含有氨基和胺基的醚衍生物，氮原子带有正电荷，故称为阳离子淀粉，比较重要的是叔胺淀粉醚和季胺淀粉电荷，故称为阳离子淀粉，比较重要的是叔胺淀粉醚和季胺淀

45、粉醚。醚。n在水中离解就会生成带正电荷的淀粉复杂化合物，对其他带负电荷在水中离解就会生成带正电荷的淀粉复杂化合物，对其他带负电荷的粒子或表面具有很强的亲和力，并能定量地吸附在阴离子表面上。的粒子或表面具有很强的亲和力，并能定量地吸附在阴离子表面上。这种吸附程度受到有效表面积、电荷差异和其他因素所决定。由于这种吸附程度受到有效表面积、电荷差异和其他因素所决定。由于产生电化学的结合，大大增加了黏合剂天然的结合和桥架强度。产生电化学的结合，大大增加了黏合剂天然的结合和桥架强度。2022/10/1255现在学习的是第55页，共81页阳离子淀粉应用特点阳离子淀粉应用特点：n具有较高的黏结强度和优良的抗油

46、墨渗透性，适于高黏油墨印刷，具有较高的黏结强度和优良的抗油墨渗透性，适于高黏油墨印刷，并可显著提高表面强度，改善抗拉毛性能并可显著提高表面强度，改善抗拉毛性能n能以任意比例与聚醋酸乙烯酯、羧基丁苯胶乳、聚丙烯酸乳液一起能以任意比例与聚醋酸乙烯酯、羧基丁苯胶乳、聚丙烯酸乳液一起配合使用配合使用n使用阳离子淀粉，涂料的黏度有所提高，稳定性有所下降。使用阳离子淀粉，涂料的黏度有所提高，稳定性有所下降。2022/10/1256现在学习的是第56页，共81页3.羧甲基纤维素羧甲基纤维素n化学名称：羧甲基纤维素钠，又称羧甲基纤维素化学名称：羧甲基纤维素钠，又称羧甲基纤维素n英文全称：英文全称：Carbox

47、yl methyl Cellulosen英文简称：英文简称：CMC2022/10/1257现在学习的是第57页，共81页制备反应原理制备反应原理：CMC 的主要化学反应是纤维素和碱生成碱纤维素的的主要化学反应是纤维素和碱生成碱纤维素的碱化碱化反应反应以及碱纤维素和一氯乙酸的以及碱纤维素和一氯乙酸的醚化反应醚化反应。n碱化碱化:C6H7O2(OH)3n+nNaOHC6H7O2(OH)2ONan+nH2On醚化醚化:C6H7O2(OH)2ONa n+nClCH2COONa C6H7O2(OH)2OCH2COONa n+nNaCl2022/10/1258现在学习的是第58页，共81页造纸施胶与颜料涂

48、布的造纸施胶与颜料涂布的CMC低黏度低黏度CMC一般用于涂布；中黏度一般用于涂布；中黏度CMC成膜性好，多用于施胶。成膜性好，多用于施胶。25标准黏度准黏度/mPa s含量（干物质）含量（干物质）/%平均摩尔质量平均摩尔质量/(g/mol)典型用途典型用途C=涂布涂布 S=施胶施胶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。：可以使用，但一般不是最佳。2022/10/1259现

49、在学习的是第59页，共81页CMC赋予涂料的性能赋予涂料的性能：n控制涂料的流变性并给予涂布机良好的运行性能；控制涂料的流变性并给予涂布机良好的运行性能；nCMC强力的亲水特性，使它成为有效的保水剂；强力的亲水特性，使它成为有效的保水剂；nCMC是光学增白剂（如荧光增白剂）的很好载体；是光学增白剂（如荧光增白剂）的很好载体；nCMC对涂布刮刀具有润滑剂作用。对涂布刮刀具有润滑剂作用。2022/10/1260现在学习的是第60页，共81页4聚乙烯醇聚乙烯醇n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，是水解聚醋酸乙烯酯而制得的高分子聚合物。简称子聚合物。简称“PVA”(

50、Polyvinyl alcohol)。n因其结构、水解度、聚合度的不同，它有冷溶、热溶两大品因其结构、水解度、聚合度的不同，它有冷溶、热溶两大品种。涂布工业用的一般是热溶品。种。涂布工业用的一般是热溶品。n聚乙烯醇的外观为白色至淡黄色纸屑状或粉末状物，相对密度聚乙烯醇的外观为白色至淡黄色纸屑状或粉末状物，相对密度1.191.27，聚乙烯醇，聚乙烯醇4水溶液黏度为水溶液黏度为1.136.5 mPas，pH=7。2022/10/1261现在学习的是第61页，共81页聚乙烯醇的制备聚乙烯醇的制备n聚乙烯醇不能直接由乙烯醇聚合而成，因为乙烯醇极不稳定，聚乙烯醇不能直接由乙烯醇聚合而成，因为乙烯醇极不稳