高速卷烟搭口胶的研制实验分析

2007/8/10 15:04:24

[摘要]：为了制备性能优良的高速卷烟搭口胶，本研究采用醋酸乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸共聚体系进行乳液聚合，所得产品具有干燥快、粘贴平滑、稳定性好等特点，当单体配比为VAC／BA／AA＝3.5：1.4：0.1，聚合温度为82±1℃，引发剂用量为0.3％～0.4％，pH为5～6时，乳液性能最佳。关键词：卷烟胶；搭口粘接；丙烯酸酯；乳液卷烟胶分为中缝搭口胶、接嘴胶、封包胶、滤棒胶以及大盒包装胶，其中对烟卷质量影响最为关键的当属搭口胶。为了使烟卷搭缝光滑，无漏气跑条现象，所用搭口胶必须初粘力强，干燥速度快，固含量高，流动性好。上世纪70年代卷烟车速为1000支／min，所用胶料以改性淀粉胶居多。随着烟草工业的发展，卷烟机的卷烟速度越来越高，已达6000—10000支／min，原来适合低速卷烟机的卷烟搭口胶已远远达不到要求，这就要求我国在一定程度上发展高速搭口胶。近年，国内不少单位相继开发高速卷烟胶，按不同机型使用的胶种主要为聚醋酸乙烯乳液，醋酸乙烯-乙烯(VAE)共聚乳液与醋酸乙烯-丙烯酸丁酯(VAB)共聚乳液。文中采用醋酸乙烯-烯酸丁酯-丙烯酸三元共聚体系合成高速搭口胶，并对乳液做了性能检测。结果表明乳液具有高含固量、低粘度、良好的流动性，低温成膜性。1、实验部分1．1 主要原料主料：醋酸乙烯酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、聚乙烯醇。以上为工业品。辅料：OP-10、过硫酸铵、过硫酸钾、邻苯二甲酸二丁酯、醋酸钠。以上均为试剂。1．2 实验步骤在装有电动搅拌器、回流冷凝器的四口烧瓶中，加入聚乙烯醇和水，加热溶解，投入约占单体总量30％～40％的VAC、BA、AA的混合单体及一定量的乳化剂，在恒温50℃的条件下乳化0.5h左右，然后分5批加入引发剂，搅拌下开始升温，当温度达到70～80℃时，滴加剩余的单体和辅助原料，加料完毕保温1～2h。逐步升温到90℃使未反应的单体充分反应，确认无回流现象时，保温搅拌0.5h。开始降温，温度下降至50℃以下时，加入适量的NaHCO3调整pH＝6.5，再加入增塑剂、阻聚剂等，搅拌均匀、降温出料。1．3 产品主要性能检测参照GB-1175-89的规定，对产品的外观、pH值、固含量、残留单体和粒径进行测试。2、结果与讨论2．1 乳化剂对聚合反应的影响乳化剂的性质和用量对共聚物乳液的粒径、稳定性等性质影响很大。以阴离子表面活性剂为乳化剂，制得的乳液稳定性较差。而单独使用非离子表面活性剂制得的乳液，对电解质的化学稳定性良好，但乳粒较粗，聚合时易生成硬块，且用量大。因此，采用复合乳化剂。本实验用非离子表面活性剂OP-10，用量占单体的2.8％～3.2％；阴离子用十二烷基硫酸钠，用量为单体的0.8％。结果表明体系乳化效果良好。2．2 引发剂对聚合反应的影响在相同的实验条件下，过硫酸钾反应强烈，溶解性差；而过硫酸铵反应较平稳，且易溶解。故本实验采用两者的混合物，其成分各占一半。实验表明引发剂的用量过少不易引发反应；用量过大反应激烈，分子量小，也不稳定，用量以0.3％～0.4％为宜。2．3 pH值对乳液稳定性的影响聚合过程中要把pH值调节到稍偏酸一侧，以防止单体水解，并调节反应速度和温度。在聚合终止以后，乳液应具有一定的机械稳定性，pH值对乳液稳定性有直接影响，一般调节为5～6。2．4 聚乙烯醇对产品性能的影响聚乙烯醇在乳液聚合过程中，不但充当保护胶体和乳化剂，而且还有部分将与醋酸乙烯酯、丙烯酸酯类等发生反应。因而，聚乙烯醇的性质会直接影响共聚乳液的质量。加入量大，乳胶粘度大极易增稠，不易从喷胶嘴中喷出；用量少，乳液粘性低，涂胶量少，粘接力差，在剪切成小烟支时，烟支易发生炸口产生次品和废品。试验发现，在聚乙烯醇与低分子乳化剂并用的乳液聚合中，聚乙烯醇用量在3％～6％(相对单体总量)，制得的乳液最适合卷烟喷胶使用。（待续）

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