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天然胶粘剂的学习课件第1页/共83页 2023/7/92原料来源于天然物质制成的胶粘剂称为天然胶粘剂。天然胶粘剂按天然物质的来源可分为植物胶粘剂、动物胶粘剂和矿物胶粘剂。植物胶粘剂：包括树胶类（阿拉伯胶）、树脂类（松香树脂）、天然橡胶、淀粉类、纤维素类、大豆蛋白类、单宁类、木素类及其他碳水化合物制成的胶粘剂。第2页/共83页 2023/7/93动物胶粘剂：包括甲壳素、明胶（皮胶、骨胶等）、酪蛋白胶、虫胶、仿声胶等制成的胶粘剂。矿物胶粘剂：包括硅酸盐、磷酸盐等制成的胶粘剂。天然胶粘剂按其化学结构可分为葡萄糖衍生物、氨基酸衍生物和其他天然树脂等。第3页/共83页 2023/7/94天然胶粘剂的特点：（1）原料易得，可以直接取自于大自然；（2）价格低廉；（3）生产工艺简单；（4）使用方便；（5）大多为低毒或无毒；（6）能够降解，不产生公害。第4页/共83页 2023/7/95最早将淀粉作为胶粘剂使用的是埃及人，他们用含淀粉的胶粘剂粘结纸草条，目前，淀粉作为胶粘剂应用主要是在纸及纸制品中，如纸盒和纸箱的封糊、贴标签、平面上胶、粘信封、多层纸袋粘合等。第一节 淀粉胶粘剂 第5页/共83页 2023/7/96进入21世纪以后，材料的良好环境性能将成为新材料的一大特点。淀粉作为一种无毒无害、价格低廉、可生物降解、对环境友好的天然可再生资源，在各行业中的应用日趋广泛。特别是近年来，世界胶粘剂工业生产技术正朝着节省能源、低成本、无公害、高粘性和无溶剂化方向发展。第6页/共83页 2023/7/97淀粉胶粘剂作为一种绿色环保产品，已引起胶粘剂行业的广泛关注和高度重视。就淀粉胶粘剂的应用和发展看，采用玉米淀粉氧化的淀粉胶粘剂的前景看好，研究应用最多。第7页/共83页 2023/7/981. 原淀粉的结构淀粉是高分子碳水化合物，是由单一类型的糖单元组成的多糖。1811年，德国化学家Krichoff用硫酸水解马铃薯淀粉得到有甜味的澄清液体；1815年，法国化学家Saussur证明，此液体中成分为葡萄糖，且与葡萄糖汁中的葡萄糖相同，为D-葡萄糖；1935年，确定其组成单元为α—D—吡喃葡萄糖。第8页/共83页 2023/7/99 1940年，瑞士K.H. Meyer和T. Schoch将淀粉团粒完全分散于热的水溶液中，发现淀粉颗粒可分为两部分，形成结晶沉淀析出的部分为直链淀粉（amylose），留存在母液中的部分为支链淀粉（amylopectin）。直链淀粉：是以α-1，4-甙键连接的线型聚合物。支链淀粉：是淀粉链上具有α-1，6-甙键连接的侧链结构高支化合聚合物。第9页/共83页 2023/7/910天然淀粉中一般同时含有直链淀粉和支链淀粉。多数谷类淀粉含直链淀粉在20%~30%之间，比根类淀粉要高，后者仅含17%~20%的直链淀粉。糯玉米、糯高粱和糯米等不含直链淀粉，全部是支链淀粉。第10页/共83页 2023/7/911 常见淀粉的直、支链淀粉含量（%）淀粉种类直链淀粉含量支链淀粉含量玉米2674马铃薯2080小麦2572大麦2278高粱2773大米1981甘薯1882糯米0100豌豆（光滑）3565豌豆（皱皮）6634第11页/共83页 2023/7/912淀粉是一种可再生性天然高分子化合物, 具有良好的粘合性和成膜性能。淀粉分子包括支链淀粉和直链淀粉2种成分。直链淀粉是一种线型聚合物，通过分子内氢键的作用卷曲成螺旋型。这种紧密堆集的线圈式结构不利于水分子接近，故不溶于冷水。支链淀粉有许多支链，这些短链容易与水分子形成氢键，故支链淀粉易溶于冷水。 第12页/共83页 2023/7/913淀粉之所以能够成为一种良好的胶粘剂，就是因为具备了可生成糊的支链淀粉，而另一部分直链淀粉又能促进其发生胶凝作用的缘故。原淀粉相对分子质量较大，聚合度较高，约160～6000，不溶于水，但在水中可溶胀。由于流动性及渗透性较差，若直接作为胶粘剂则其性能极差。 第13页/共83页 2023/7/914变性淀粉 利用物理、化学或酶的方法改变淀粉分子的结构或大小，使淀粉的性质发生变化，这种现象称为淀粉变性，导致变性的因素称作变性因子（变性剂），变性后的生成物称作变性淀粉。第14页/共83页 2023/7/915经过物理、化学或生物的方法对淀粉进行有限度的改性，改变其分子结构和性能，便可控制淀粉的溶解度和粘度。淀粉分子中含有糖苷键和易于发生化学反应的羟基，所以淀粉能和许多物质发生化学反应。这一性质是制备性能优异胶粘剂的理论基础。 第15页/共83页 2023/7/916淀粉胶粘剂的制作方法有多种，主要有糊化法、氧化法、酯化、醚化法及与其他高分子单体接枝共聚法。由于原淀粉相对分子质量较大，聚合度较高，流动性及渗透性较差，用作胶粘剂时必须对淀粉的内部分子结构进