环保型改性玉米淀粉卷烟搭口胶的制备及性能研究【字数：11585】
本文首先介绍卷烟搭口胶以及改性剂的发展概论，包含搭口胶以及改性剂的特点、应用等方面，由此引出环保型改性玉米淀粉卷烟搭口胶，对实验成果进行性能分析，并可以作为它在工厂投入生产方案的参考。本论文实验以普通玉米淀粉作为原料，马来酸酐（MAH）作为改性剂，马来松香作为增粘剂进行反应来制备环保型改性玉米淀粉卷烟搭口胶。本实验探究反应过程中的糊化温度，糊化时间，pH值，反应温度，反应时间，马来酸酐与淀粉质量比和马来松香和淀粉的质量比对玉米淀粉卷烟搭口胶性能的影响。整个实验通过单因素实验法，其结果表明合成改性玉米淀粉卷烟搭口胶的最佳工艺条件是当糊化温度为90℃、糊化时间为30min、PH值为8、反应温度70℃、反应时间2h、m(淀粉) m（马来酸酐）=10.2和m（淀粉）m（马来松香）=10.009制成的改性玉米淀粉卷烟搭口胶的粘度为453370mPa·s，固含量18.1%。实验制成的这种卷烟搭口胶的流动性良好，贮存时间稳定，初粘性及干燥性与现用的合成VAE共聚乳液卷烟搭口胶可做比较，产品色泽较白且环保可满足大众对卷烟搭口胶要求，同时遵循国家近期出台的环保政策。
目录
1. 前言 1
1.1 卷烟搭口胶的发展综述 1
1.1.1 卷烟搭口胶的特点 1
1.1.2 卷烟搭口胶的发展历史及现状 1
1.2 变性淀粉的发展综述 3
1.2.1 淀粉的分子结构 3
1.2.2 淀粉改性的目的 4
1.2.3 变性淀粉的特点和分类 4
1.3研究方案的可行性分析 5
1.3.1 研究思路 5
1.3.2技术关键 6
1.4课题研究的目的，意义及主要研究内容 6
1.4.1 选题研究的目的和意义 6
1.4.2 主要研究内容 7
2.实验部分 8
2.1试验试剂及仪器 8
2.1.1实验试剂 8
2.1.2实验仪器 8
2.2实验方法 8
2.2.1玉米淀粉的糊化 8
2.2.2马来酸酐接枝 9
2.2.3产品性能的测定 9
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
3.结果与讨论 10
3.1糊化温度的影响 10
3.2糊化时间的影响 11
3.3反应pH值得影响 11
3.4反应温度的影响 12
3.5反应时间的影响 13
3.6加入马来酸酐比例的影响 14
3.7加入马来松香比例的影响 16
4.结论 17
参考文献 18
致谢 19
1.前言
1.1卷烟搭口胶的发展综述[1]
1.1.1卷烟搭口胶的特点
如今，随着时代的变革卷烟逐渐实现全自动化生产，这同时也就对烟用胶粘剂的要求越来越高，高速卷烟机的生产速度可以稳定在80009000支/min，更有国际公司机器普遍16000支/min以上。为了保证全自动化的高效率，这就对粘连卷烟纸的胶水有更高的要求，其初粘性和干燥性能要保证产品质量的同时拥有更高生产效率。
高速卷烟搭口胶是通过喷涂的方式来施胶的，机器的喷胶嘴的口径很小（1mm左右），这就要求搭口胶的粘度要足够的小，通过足够的施胶量使得胶粘均匀；还要求胶水触感顺滑，流动性好[2]，不易漏入空气（因为发生液泛或者颗粒夹带会引起短暂的堵胶，就会引起卷烟粘连处的爆口从而质量不过关成为残次品）；另外，随着大众对于健康的呼声不断提高，必须要在制作胶粘剂中杜绝有机溶剂，无毒，无异味，无污染，在保证烟的口感和品质的同时遵循国家出台的环保政策。不同的机器型号、不同的车速的搭口烙铁温度都是不同的，在较高的卷烟速度下应该保证非常低的施胶温度，因此较高的固含量和良好的塑形性是搭口胶需要的必要条件。工厂生产经常需要多加增塑剂这一生产环节，但是增塑的效果只能堪堪达到量化生产的需要，因为增塑剂不仅仅使胶粘剂的干燥性变差而且本身作为有机溶剂对于健康也有一定的潜在危害，因此考虑在合成胶粘剂过程中提高增塑效果，实现内增塑，使得搭口胶的初粘性和干燥性得到改善[34]。
1.1.2 卷烟搭口胶的发展历史及现状
20世纪80年代前，国内对于卷烟用胶并不重视，自动化生产水平不足赶不上国际，因此对卷烟搭口胶并没有特别的要求，所以普通的淀粉、糊精、甲基纤维素就可以直接投入工厂生产[5]。
20世纪80年代之后，尤其是步入21世纪后，全球化趋势下工厂都引入高速卷烟机和高档的卷烟材料，这就拉动着胶粘剂的研究和发展。当时我们大多采取国外进口胶水来满足生产需要，但同时也造成了价格昂贵和技术空白等一系列问题。
我国的卷烟搭口胶多是以PVAC乳液为基础来延伸制备一些相关系列的卷烟胶。五十年代末，我国才有人意识到国外技术的垄断，并着手研发乳液原料，20世纪80年代末，国内大批量进口国外的机械设备，为卷烟系列胶提供了新的研究生产方向[6]。
21世纪初，国产卷烟搭口胶大多是将高分子物进行合成后的乳液。这类聚合物乳液主要有聚乙酸乙烯均聚乳液（PVAC）、醋酸乙烯乙烯共聚乳液(VAE)、醋酸乙烯丙烯酸醋共聚乳液等[78]，实验室方案多种多样，根据需要选用的改性剂也繁杂，生产线上实施操作各有不同。卷烟搭口胶的主要原料有PVA、VAC、VAE等，这些大多数都是通过石油提炼或者加工出来的[9]，然而石油作为一次性消耗品，价格与日俱增是不可避免的事实，这就使得一些依赖石油裂解出的高分子原料价格持续上升，让工厂头疼的是卷烟胶的价格却不敢有过大的波动，这使得高速卷烟搭口胶没有足够稳定的利润。同时胶水的制作成本偏高，使得一些不法商家投机取巧，为了压榨利润使用低廉原料导致安全性低。
近几年，生厂商为了打破局面，主动出资或者投资开发天然卷烟系列胶水。综合各方面发现淀粉在我国作为一种天然胶不仅价格便宜而且方便采购，非常适合作为工厂生产的原料。通过淀粉变性制得的卷烟系列胶一方面可以按需生产，另一方成本较低，同时准确响应民众对绿色健康饮食的需求，因此它具有“绿色烟胶”的美誉[1011]。
迄今为止最早发现的变性淀粉胶为1806年在英国出现的一种胶水，随后的1811年淀粉的酸糖化法由Kirchhoff意外研究发现[12]，1880年后糊精研发出现，到20世纪α淀粉横空出世并迅速投入工业化生产。但是变性淀粉的普及至大范围生产是20世纪中叶从美国和荷兰优先实施的。1950年研究出羟乙基接枝变性、阳离子物化变性。之后10年到20年进入研究热潮阶段，不断出现多种高分子聚合物来通过接枝反应得的性能较好的变性淀粉胶。进入21世纪和平年代，科技的迅猛发展，各种各样的新型变性方案层出不穷，不断完善生产工艺上的缺陷，目前变性淀粉的品种已接近3000多种，欧美国家发表的相关文章较多。据国外科学报，美国生产线上流动的的变性淀粉达200万吨以上，就连后起之秀日本也要高达25万吨以上，全世界生产变性淀粉较大的公司有美国的国家淀粉和化学公司（NSCC），荷兰AVEBE公司(世界上最大的马铃薯淀粉公司)，日本CPCNSK技术株式会社，法国的Lille玉米淀粉工厂，德国的汉高公司，丹麦的DDS克罗那公司[1314]。
目录
1. 前言 1
1.1 卷烟搭口胶的发展综述 1
1.1.1 卷烟搭口胶的特点 1
1.1.2 卷烟搭口胶的发展历史及现状 1
1.2 变性淀粉的发展综述 3
1.2.1 淀粉的分子结构 3
1.2.2 淀粉改性的目的 4
1.2.3 变性淀粉的特点和分类 4
1.3研究方案的可行性分析 5
1.3.1 研究思路 5
1.3.2技术关键 6
1.4课题研究的目的，意义及主要研究内容 6
1.4.1 选题研究的目的和意义 6
1.4.2 主要研究内容 7
2.实验部分 8
2.1试验试剂及仪器 8
2.1.1实验试剂 8
2.1.2实验仪器 8
2.2实验方法 8
2.2.1玉米淀粉的糊化 8
2.2.2马来酸酐接枝 9
2.2.3产品性能的测定 9
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
3.结果与讨论 10
3.1糊化温度的影响 10
3.2糊化时间的影响 11
3.3反应pH值得影响 11
3.4反应温度的影响 12
3.5反应时间的影响 13
3.6加入马来酸酐比例的影响 14
3.7加入马来松香比例的影响 16
4.结论 17
参考文献 18
致谢 19
1.前言
1.1卷烟搭口胶的发展综述[1]
1.1.1卷烟搭口胶的特点
如今，随着时代的变革卷烟逐渐实现全自动化生产，这同时也就对烟用胶粘剂的要求越来越高，高速卷烟机的生产速度可以稳定在80009000支/min，更有国际公司机器普遍16000支/min以上。为了保证全自动化的高效率，这就对粘连卷烟纸的胶水有更高的要求，其初粘性和干燥性能要保证产品质量的同时拥有更高生产效率。
高速卷烟搭口胶是通过喷涂的方式来施胶的，机器的喷胶嘴的口径很小（1mm左右），这就要求搭口胶的粘度要足够的小，通过足够的施胶量使得胶粘均匀；还要求胶水触感顺滑，流动性好[2]，不易漏入空气（因为发生液泛或者颗粒夹带会引起短暂的堵胶，就会引起卷烟粘连处的爆口从而质量不过关成为残次品）；另外，随着大众对于健康的呼声不断提高，必须要在制作胶粘剂中杜绝有机溶剂，无毒，无异味，无污染，在保证烟的口感和品质的同时遵循国家出台的环保政策。不同的机器型号、不同的车速的搭口烙铁温度都是不同的，在较高的卷烟速度下应该保证非常低的施胶温度，因此较高的固含量和良好的塑形性是搭口胶需要的必要条件。工厂生产经常需要多加增塑剂这一生产环节，但是增塑的效果只能堪堪达到量化生产的需要，因为增塑剂不仅仅使胶粘剂的干燥性变差而且本身作为有机溶剂对于健康也有一定的潜在危害，因此考虑在合成胶粘剂过程中提高增塑效果，实现内增塑，使得搭口胶的初粘性和干燥性得到改善[34]。
1.1.2 卷烟搭口胶的发展历史及现状
20世纪80年代前，国内对于卷烟用胶并不重视，自动化生产水平不足赶不上国际，因此对卷烟搭口胶并没有特别的要求，所以普通的淀粉、糊精、甲基纤维素就可以直接投入工厂生产[5]。
20世纪80年代之后，尤其是步入21世纪后，全球化趋势下工厂都引入高速卷烟机和高档的卷烟材料，这就拉动着胶粘剂的研究和发展。当时我们大多采取国外进口胶水来满足生产需要，但同时也造成了价格昂贵和技术空白等一系列问题。
我国的卷烟搭口胶多是以PVAC乳液为基础来延伸制备一些相关系列的卷烟胶。五十年代末，我国才有人意识到国外技术的垄断，并着手研发乳液原料，20世纪80年代末，国内大批量进口国外的机械设备，为卷烟系列胶提供了新的研究生产方向[6]。
21世纪初，国产卷烟搭口胶大多是将高分子物进行合成后的乳液。这类聚合物乳液主要有聚乙酸乙烯均聚乳液（PVAC）、醋酸乙烯乙烯共聚乳液(VAE)、醋酸乙烯丙烯酸醋共聚乳液等[78]，实验室方案多种多样，根据需要选用的改性剂也繁杂，生产线上实施操作各有不同。卷烟搭口胶的主要原料有PVA、VAC、VAE等，这些大多数都是通过石油提炼或者加工出来的[9]，然而石油作为一次性消耗品，价格与日俱增是不可避免的事实，这就使得一些依赖石油裂解出的高分子原料价格持续上升，让工厂头疼的是卷烟胶的价格却不敢有过大的波动，这使得高速卷烟搭口胶没有足够稳定的利润。同时胶水的制作成本偏高，使得一些不法商家投机取巧，为了压榨利润使用低廉原料导致安全性低。
近几年，生厂商为了打破局面，主动出资或者投资开发天然卷烟系列胶水。综合各方面发现淀粉在我国作为一种天然胶不仅价格便宜而且方便采购，非常适合作为工厂生产的原料。通过淀粉变性制得的卷烟系列胶一方面可以按需生产，另一方成本较低，同时准确响应民众对绿色健康饮食的需求，因此它具有“绿色烟胶”的美誉[1011]。
迄今为止最早发现的变性淀粉胶为1806年在英国出现的一种胶水，随后的1811年淀粉的酸糖化法由Kirchhoff意外研究发现[12]，1880年后糊精研发出现，到20世纪α淀粉横空出世并迅速投入工业化生产。但是变性淀粉的普及至大范围生产是20世纪中叶从美国和荷兰优先实施的。1950年研究出羟乙基接枝变性、阳离子物化变性。之后10年到20年进入研究热潮阶段，不断出现多种高分子聚合物来通过接枝反应得的性能较好的变性淀粉胶。进入21世纪和平年代，科技的迅猛发展，各种各样的新型变性方案层出不穷，不断完善生产工艺上的缺陷，目前变性淀粉的品种已接近3000多种，欧美国家发表的相关文章较多。据国外科学报，美国生产线上流动的的变性淀粉达200万吨以上，就连后起之秀日本也要高达25万吨以上，全世界生产变性淀粉较大的公司有美国的国家淀粉和化学公司（NSCC），荷兰AVEBE公司(世界上最大的马铃薯淀粉公司)，日本CPCNSK技术株式会社，法国的Lille玉米淀粉工厂，德国的汉高公司，丹麦的DDS克罗那公司[1314]。
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