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干酪素高速贴标胶粘剂的研制

摘要：介绍用干酪素、聚丙烯酰胺、尿素、淀粉为原料制成了能适用于36，000瓶／小时以上的啤酒生产线的高速贴标胶粘剂。研究了各种因素对胶粘剂性能的影响。结果表明，胶粘剂的粘度、干燥速度、冷藏稳定性随干酪素用量的增加而增大；贮藏稳定性随PH值增加而上升；聚丙烯酰胺用量增加时，粘度也有较大的增加。

关键词：干酪素；贴标胶粘剂；性能

前言

目前，我国啤酒生产行业除了用淀粉、变性淀粉制成的胶粘剂贴啤酒瓶标签以外，还有聚乙烯醇缩甲醛、改性聚乙烯醇缩甲醛等类型的贴标胶粘剂。它们各有其特点，对我国啤酒制造业的发展起到了积极的作用。但是，这些胶粘剂只适应车速在20，000 瓶／小时左右的啤酒生产线贴标使用。由于啤酒制造业的飞速发展，产量大幅度的提高，生产车速加快，现阶段车速已上升到30，000—40，000 瓶／小时，对贴标胶粘剂的要求越来越高，致使有些生产厂家更多地依赖国外进口贴标胶粘剂。这不仅增加了生产成本，在某种程度上制约了我国啤酒业的发展。为了生产实际的需要，笔者以干酪素为主体原料，溶入聚丙烯酰胺水溶性高分子材料，淀粉作填充剂，制成适应车速为不同于我国医疗器械企业“多、小、散”的局面36，000 瓶／小时以上的啤酒生产线使用的高速贴标胶粘剂。

1 实验部分

1.1 主要原料名称、规格及配比

表1 主要原料名称、规格及配比

名 称 规 格 配比/W％ 干酪素 精一级 16 尿素 工业 4 聚丙烯酰胺 工业1、向低温槽的冷却槽中加入适当的冷却介质 8 玉米淀粉 工业 20 硼砂 工业 2 氨水 工ABS业 适量 水 自来水 50 1.2 制备方法

将一定量的干酪素、水、硼砂置于反应釜中，加热搅拌，使干酪素溶解成均匀的溶液。将尿素、聚丙烯酰胺加入溶液中继续溶解，搅拌约半小时以后，加入淀粉搅拌，并在80℃加热糊化为均匀粘稠状溶液。降温，加氨水调pH值为8左右即可出料。

1.3 性能测试

不挥发物含量：按GB／T2793－1995测定。粘度：MDJ－1型旋转粘度计，按GB／2794测定。pH值：用PHS－3型酸度计测定。冷藏稳定性：将一定量的胶粘剂置于冰箱冷藏室(0－5℃)，72h后取出，在室温下放置4h左右，再在25℃测定粘度，粘度不变。干燥速度：将不同配比的胶粘剂用于贴标机测干燥速度。贮藏稳定性：在常温情况下观察干酪素胶粘剂，看其出现分层、凝胶的时间。

2 结果与分析

2.1 贴标胶粘剂性能指标

经反复实验和生产实践检验确定的胶粘剂配比生产的胶粘剂的性能指标如表2所示。

表2 胶粘剂性能指标

名 称 指 标 外观 微黄色透明粘稠液，具有流动性 不挥发物含量/% 48±2 pH值 8.2 粘度（25℃）/mPa·c 30，000—50，000 干燥速度/s 冷藏稳定性 稳定 贮藏稳定性 ≥6个月 2.2 影响胶粘剂粘度的因素

2.2.1 干酪素用量对粘度的影响

干酪素用量对胶粘剂粘度的影响较大。图1(图略)表示了干酪素用量与粘度的关系。从图1（图略）可以看出，随着干酪素用量增加，粘度增大，因为干酪素是来自于动物乳安全、方便、快捷压敏垫片液的含磷蛋白质，相对分子质量很大（约75，000－375，000），蛋白质分子中含有氨基（-NH2）和羧基（-COOH）。干重时，蛋白质呈卷曲粉状颗粒。在酸或碱性条件下，-NH2结合H+转变成-NH2+，或-COOH被碱中合转变为-COO-Na+溶于水。此时，卷曲状态的蛋白质体积迅速膨胀，形成胶束。亲水端指向水相，亲油端指向胶束，悬浮于水中。干酪素用量增大，胶束增多，粘度越来越大。干酪素的用量不能太大。不同贴标机对胶粘剂的粘度要求不一样。一般来说，干酪素的用量控制在14％－25％比较合适。如果用量太大，在常温状态下，干酪素胶粘剂的粘度很大，流动性差，影响涂胶。

2.2.2 聚丙烯酰胺对粘度的影响

聚丙烯酰胺为线性结构，具有很好的水溶性。当其溶于水时，在水中呈线团结构。酰胺基团与水强烈作用，形成庞大的动力学体积，使粘度增加，如图2（图略）所示。随聚丙烯酰胺用量的增加，粘度增加越来越显著。然而，聚丙烯酰胺用量也不能太大。另外，聚丙烯酰胺的相对分子质量也不能大，若相对分子质量大，聚丙烯酰胺在于酪素胶液中的分散性能差，在搅拌过程中灌封机容易抱杆，影响生产。

2.3 干酪素对干燥速度的影响

干燥速度是啤酒标签胶粘剂的一个很重要的指标。在高车速的啤酒生产线上，如果干燥速度小，标签贴不上啤酒瓶，使掉标、飞标现象十分严重。干酪素用量与干燥速度的关系如图3(图略)所示。

从图3(图略)可以看出，干酪素用量小，干燥速度慢，干酪素用量为4％，干燥时间为13 s左右，用量为8％时，干燥时间为12s。随干酪素用量增加，干燥时间变短。干酪素用量为16％时，干燥时间为9s左右，比较符合啤酒生产车速为36，000 瓶／小时的贴标要求。

2.4 干酪素对胶粘剂冷藏稳定性的影响

人们习惯喝冰冻啤酒。因此，啤酒标签胶粘剂能否经受住低温也是衡量胶粘剂性能好坏的一个很重要的指标。若贴标胶粘剂低温稳定性不好，在低温条件下，啤酒瓶上粘贴的标签就会起皱，掉标。经研究发现，干酪素对胶粘剂冷藏稳定性能有很重要的作用。首先，干酪素不溶于冷水，所以，在低温条件下，干酪素胶膜不被冷水破坏；其次，干酪素较好的初粘强度；同时聚丙烯酰胺的加入较好地改善了干酪素的持粘性，使干酪素胶粘剂有较好的冷藏稳定性。

2.5 pH值对贮藏稳定性的影响

在干酪素胶粘剂制备的最后阶段加入氨水，调节pH值在8左右，使胶粘剂呈碱性，增加胶粘剂的稳定性。pH值对稳定性的影响如图4所示。pH值增加，稳定性增大；但pH值小于4，稳以避免实验前试样滑脱或断裂在夹具内定性也增加。这是因为干酪素的等电点为4.6，大于或者小于4.6都有利于干酪素在水体系中的溶解。

3 结论

通过实验和实践的检验华蓥证明，干酪素高