第八章粘合劑

輔助包裝材料（AncillaryPackagingMaterials）

本單元的教學目的：使學生掌握包裝中最常用的包裝輔助材料的品種、性能及用途本單元的教學要求：要求學生能熟練掌握粘合劑、涂料、印刷油墨、封緘材和捆扎材等包裝輔助材料的性能及應(yīng)用。重點、難點及對學生的要求：要求學生掌握包裝常用粘合劑、涂料、封緘用材和捆扎材印刷油墨等包裝常用材料的使用性能，熟悉上述材料生產(chǎn)和使用性能，了解其主要用途及市場前景。

參考書：[1]周學良，方征平等編，膠粘劑，北京：化學工業(yè)出版社，2004.5[2]鄧舜揚編，粘合劑與密封材料，北京：化學工業(yè)出版社，2002.5[3]周學良編，涂料，北京：化學工業(yè)出版社，2002.5[4]馬慶麟編，涂料工業(yè)手冊，北京：化學工業(yè)出版社，2001[5]王余良、孫榮芳編，包裝輔助材料，湖南大學出版社，1998[6]李陵嵐等編，包裝用膠黏劑及粘接技術(shù)，化學工業(yè)出版社，2005包裝輔助材料包括：

粘合劑、涂料、封緘用材和捆扎材、印刷油墨等。第八章粘合劑（Adhesive）第一節(jié)概述定義：粘合劑又稱膠粘劑、粘結(jié)劑和膠，是借助表面粘結(jié)及其本身強度使相鄰兩個相同的或不相同的固體材料連接在一起的所有非金屬材料的總稱。粘合劑是涂于兩固體之間的一層媒介物質(zhì)，使兩個固體牢固結(jié)合起來的現(xiàn)象叫粘合。兩邊的固體叫粘合物。發(fā)展歷史：傳統(tǒng)的粘合劑多由單一組分的天然物質(zhì)，或者由天然物質(zhì)加水或其它組分組成，其成分很簡單。而目前所用粘合劑的組成往往比較復(fù)雜。除了起基本粘附作用的基料外，為了滿足特定的要求，通常都需加入各種助劑。例如，固化劑、穩(wěn)定劑、填料、稀釋劑、增塑劑等。一、粘合劑組成1、粘合物質(zhì)：基料，是構(gòu)成粘合劑的主體材料，在熱、溶劑、壓力作用下具有流動性：天然高分子、無機化合物、合成高分子。2、溶劑：溶解粘合劑或調(diào)節(jié)粘度，增加對粘結(jié)物質(zhì)的浸潤性及滲透能力。3、固化劑：是可以使低分子聚合物或者單體經(jīng)化學反應(yīng)生成高分子化合物、或者能催化或促進線型高分子化合物交聯(lián)成體型高分子化合物的一類物質(zhì)。催化或促進粘合劑主要成分固化的組份，有些粘合劑使用有些不使用。4、增粘劑：可以提高粘合劑的粘附能力和初粘力，也可以提高粘合劑的表觀粘度和耐老化性能。

5、增塑劑：有些粘合劑干燥后形成的膠膜較脆，影響粘合質(zhì)量，可以考慮適量加入增塑劑。6、填料：改善粘合劑的加工性能，增加粘合劑的粘度，提高耐熱性、降低膠膜的收縮性、降低成本7、交聯(lián)劑：指能通過與大分子主鏈或支鏈上的基團反應(yīng)，在大分子之間性能化學橋健，而成為不溶不熔的網(wǎng)狀或體型結(jié)構(gòu)的不飽和或多官能團的物質(zhì)?？梢蕴岣哒辰Y(jié)強度。8、防腐劑：淀粉、動物膠等，易受細菌破壞。9、消泡劑：消除氣泡，制造和使用中產(chǎn)生的。10、其它：抗氧劑、阻聚劑（防止粘合劑在儲藏和運輸過程中自行交聯(lián)而變質(zhì)）二、粘合劑分類：主要介紹按主要粘合物質(zhì)種類分類的方法。

硅酸鹽類磷酸鹽無機物硫酸鹽類硼酸鹽類陶瓷氧化物等粘合物質(zhì)淀粉類（淀粉、糊精）；天然有機物蛋白質(zhì)類（蟲膠、骨膠、酪素等）；天然樹脂（木質(zhì)素、單寧、松香、蟲膠）；瀝青樹脂型熱塑性類：聚醋酸乙烯、聚乙烯醇、PVC、PA、PS、丙酸酯烯等有機物熱固性類：酚醛樹脂，環(huán)氧樹脂，氨基樹脂，不飽和聚酯合成高分子橡膠型氯丁橡膠、丁基橡膠、丁苯橡膠、丁腈橡膠復(fù)合型：酚醛-丁腈橡膠；酚醛-氯丁橡膠；環(huán)氧-酚醛環(huán)氧-聚酰胺

第二節(jié)粘合機理一、產(chǎn)生粘合的基本條件1.流動性：良好的流動性，能比較容易、均勻地分散到被粘物表面，將表面凹凸部分填平，并在整個被粘物表面形成均勻的黏合劑薄層。2.浸潤性：粘合劑對被粘物表面必須具有良好的浸潤性，粘合劑液與被粘固體表面接觸時，其接觸角θ＜90°。大于90°時液體不能很好的浸潤表面。3.粘合劑與被粘物之間的作用力：粘合劑與被粘物之間形成牢固粘合主要有三個均勻相和兩個界面區(qū)域構(gòu)成。界面區(qū)內(nèi)的粘合作用是以離子、原子或分子間作用力為基礎(chǔ)。

4.粘合劑具有好的固化性：涂敷在被粘物體的粘合劑要在盡可能短的時間內(nèi)，通過物理或化學作用，使其固化，將被粘物牢固的連接在一起。液體在固體表面上助浸潤狀態(tài)二、粘合理論粘合機理的探討，已有百年歷史，但至今沒有一個完整的合理論。1、吸附理論：物理、化學吸附理論。比較公認的粘合機理，

但不能解釋某些非極性高分子化合物之間的粘合。2、機械結(jié)合理論：適用于多孔材料，最早的粘合理論，粘合

劑滲透形成小鉤和榫頭，但不能解釋光滑材料（玻璃）的

粘合。3、擴散理論：高分子被粘物可以溶解或溶脹，彼此擴散交織

在一起，不能解釋全部。4、靜電吸引理論：認為粘合劑與被粘物之間的粘接界面上，由于不同電子親合力物質(zhì)的接觸，形成了雙電層。雙電層構(gòu)成一個電容器，產(chǎn)生靜電引力，從而產(chǎn)生粘合。剝離時暗處發(fā)光和被剝離表面有帶電荷現(xiàn)象，對不能產(chǎn)生雙電層的非極性物質(zhì)的粘合無法解釋。5、化學鍵理論：粘合劑與被粘物分子間產(chǎn)生化學反應(yīng)而獲得高強度的主價鍵結(jié)合?；瘜W鍵包括離子鍵、共價鍵和金屬鍵。不能解釋大多數(shù)不發(fā)生化學反應(yīng)的粘合現(xiàn)象。6、極性理論：粘合作用與極性有關(guān)，極性材料用極性粘合劑粘合，非極性材料用非極性粘合劑粘合。三、粘合強度及其影響因素1、粘合強度粘合劑的粘結(jié)性能用粘合強度來表示。粘合強度是指粘合層對外力的承受能力，也是單位面積的粘合力。圖粘合結(jié)構(gòu)示意圖粘合面所受外力基本類型圖中A和B分別為兩個被粘合物體，F(xiàn)A和FB分別為A和B的內(nèi)聚力，C為粘合劑，F(xiàn)c為粘合劑的內(nèi)聚力，粘合后A和C的界面結(jié)合力為FAC，粘合后B與C兩界面結(jié)合力為FBC。最理想的狀態(tài)是：Fac、Fbc大于Fa、Fb、Fc，其中Fc又大于Fa、Fb。當粘合受到如圖中箭頭方向的破壞力時，粘合強度將大于A和B兩物體的本體強度，即A和B物體本身的破壞將先于粘合界面層的破壞及粘合劑層的破壞。粘合面可能受到的外力：拉力、剪切、撕裂、和剝離四種。對包裝所用的粘合劑：主要是剪切強度和剝離強度。2、影響粘合強度的因素（1）主要粘合物質(zhì)的相對分子量及結(jié)構(gòu)的影響a分子量：粘合物質(zhì)一般為高分子化合物，其分子量大小適當。太?。簝?nèi)聚力較小，粘合強度較低。熔點低，黏度較小，黏附性較好。太大：難溶解、熔點和粘度較高，粘附性能較差。b分子結(jié)構(gòu)：含有極性基團的粘合劑對極性高分子材料的粘合性較大，對非極性的材料粘合性較??；含有苯環(huán)或支鏈較多，空間位阻增大，影響分子擴散，粘合力下降。

（2）粘結(jié)面內(nèi)應(yīng)力的影響a、相變化：體積收縮，溶劑或水的蒸發(fā)；聚合、縮合、氧化等化學變化。b、熱膨脹系數(shù)：粘合劑與被粘物的熱膨脹系數(shù)差別很大，當溫度變化時。c、組成的變化：粘合劑與被粘物對空氣中水的吸收變化，粘合劑中可溶性組份的遷移、溶劑及增塑劑的揮發(fā)（3）被粘物的性質(zhì)對粘合強度的影響一般，粘合劑與被粘物的性能相近，粘合效果較好（4）粘合層的厚度對粘合強度的影響在一定厚度范圍內(nèi)，厚度增加，剝離強度增加，而抗拉與剪切強度隨之減小。一般在0.02~0.08mm范圍內(nèi)抗拉強度和剪切強度較高，超過此厚度，則急劇下降。（5）粘結(jié)工藝的影響a、配制粘合劑：b、處理被粘物表面c、涂膠d、晾置e、搭接、固化f、性能檢測（6）其他因素的影響

粘合時的溫度、壓力、時間、施膠方法、搭接寬度等均對粘合強度有影響。

第三節(jié)天然粘合劑

天然粘合劑是人類最早應(yīng)用的粘合劑。按來源分為：動物、植物和礦物如骨膠（boneglue）、干酪素（casein），其中用量最大的是淀粉粘合劑（starchadhesive）和糊精（dextrin）粘合劑。它們在紙盒、紙箱的封口、制袋等紙包裝和紙容器的粘合中占有很大比例，特別是瓦楞紙板的生產(chǎn)，幾乎都使用淀粉粘合劑。下面主要介紹淀粉黏合劑。一、淀粉粘合劑的原料1、淀粉的組成、種類和性質(zhì)

1）結(jié)構(gòu)：淀粉是有D-葡萄糖的重復(fù)單元組成的聚合物。其分子式為(C6H10O5)n，其結(jié)構(gòu)式為：2）淀粉的種類和性質(zhì)：淀粉的種類很多，主要有：玉米、小麥、高粱、木薯、椰子、馬鈴薯淀粉等，我國以玉米淀粉為主。直鏈淀粉：聚合度在100~10000之間，在淀粉中的含量約為20%~30%，重均分子量約為2.5×105。支鏈淀粉：聚合度為10000~10000000（一千萬）之間，在淀粉中的含量約為70%~80%，重均分子量5.0×107以上。淀粉顆粒不溶于冷水，在熱水中當達到一定溫度（即糊化溫度）時，淀粉顆粒破裂而糊化，成為具有粘性的半透明液體。當?shù)矸鄣膩碓?、產(chǎn)地不同時，淀粉的物理化學性質(zhì)也隨之改變。不同品種的淀粉，其顆粒形狀、大小及糊化溫度等均不同。淀粉極易吸潮，吸潮后容易霉變。淀粉中的蛋白質(zhì)對配制粘合劑極為有害，蛋白質(zhì)含量高時，制得的粘合劑會起泡沫，易發(fā)生凝膠，一般應(yīng)控制蛋白質(zhì)含量在0.5%以下。3）糊精：是淀粉經(jīng)酸或熱處理或經(jīng)α-淀粉酶作用而成的不完全水解的產(chǎn)物，分子式（C6H10O5）m（沒有一定的分子式），是白色或黃色的無定形粉末，能溶于冷水形成粘稠的具有較高粘合力的液體。糊精是淀粉向葡萄糖轉(zhuǎn)化的中間體。良好的膠黏劑。用途很廣，如紙張的上膠、紡織品的上漿、油墨的配制等；也用作藥物的賦型劑和阿拉伯樹膠的代用品(如制膠水)等。制法：

直接煅燒法：將干燥淀粉在190～230℃下加熱，即可制成。

加酸煅燒法：將濃硝酸200ml和濃鹽酸300ml用10升水將酸稀釋，混合均勻后加入到100Kg干燥淀粉中去，混合后在50℃下先大致干燥，再在110～114℃下加熱一小時左右，使酸揮發(fā)即制得糊精。用糊精制得的粘合劑固體含量高，粘度穩(wěn)定，流動性好?？蓾M足機械化上膠要求。2、氫氧化鈉（NaOH）

作用：

1）與淀粉中的羥基結(jié)合，破壞部分氫鍵，使淀粉大分子間的作用力減弱，降低糊化溫度；

2）氫氧化鈉溶于淀粉液中放出熱量，使淀粉分子膨脹；3）氫氧化鈉可對被粘物的紙材起處理作用，增加粘合強度，并使粘合劑不易霉變。用量適當太少則糊化不充分，粘性差。用量過多，反而回使粘度降低。3、硼砂(Na2B4O7?10H2O)淀粉粘合劑所用的硼砂一般為十水四硼酸鈉。作用：硼砂呈弱堿性，在水中離解后，與充分溶脹的淀粉中的反應(yīng)基團發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)生成絡(luò)合物，從而提高淀粉粘合劑的初粘力、內(nèi)聚力、稠度和耐水性，使膠膜堅固。過大時會使粘合劑產(chǎn)生凝膠，失去粘合力；硼砂用量適當用量過少則粘合劑過稀，易于滲透到紙張內(nèi)部，降低粘合力。4、氧化劑采用氧化法制造淀粉粘合劑時，要加入氧化劑。常用的氧化劑有過氧化氫(H2O2)、次氯酸鈉(NaClO)、高錳酸鉀(KMnO4)等。氧化劑的作用：是將淀粉分子中的羥基氧化成醛基或羰基，有的可進一步氧化成羧基并使淀粉分子部分降解，增加了淀粉的溶解性。由于分子間有極性基團，提高了粘接能力和對紙板的親和性及滲透性，使粘合劑具有較好的防潮性和防霉性。三種氧化劑的優(yōu)缺點：過氧化氫和次氯酸鈉為液體，容易計量，混合，制得的淀粉粘合劑顏色淺，操作方便，缺點是過氧化氫的含量或次氯酸鈉的氯含量在儲存不當時容易變化，影響使用；次氯酸鈉氧化后需要除氯，以免影響操作者的健康及殘存的次氯酸鈉氧化紙張纖維，可以使用亞硫酸氫鈉等作除氯劑。高錳酸鉀為固體，使用時需要配置成一定濃度的溶液，缺點是制得的淀粉粘合劑顏色較深。5、稀釋劑稀釋劑又稱粘性抑制劑，當要求使用高固體含量、低粘度的淀粉粘合劑時，常需使用稀釋劑來降低粘度，常用的稀釋劑為尿素。6、增塑劑增塑劑多用于柔性被粘物的粘合，以使脆性的膠膜變?nèi)幔嘤梦鼭裥晕镔|(zhì)做增塑劑，如甘油、乙二醇、氯化鈣、硝酸鈉等。7、防腐劑在天氣炎熱時，淀粉粘合劑易繁殖細菌導(dǎo)致腐敗，此時應(yīng)加入防腐劑，一般可加入甲醛、五氯酚鈉。如果此包裝直接接觸食品，可用苯甲酸鹽，雖然苯甲酸鹽防腐性能稍差，但毒性極低。8、消泡劑消泡劑可消除粘合劑生產(chǎn)及使用時產(chǎn)生的泡沫，提高膠膜的完整性和均勻性，不致產(chǎn)生“漏涂”部分，常用磷酸三丁酯、辛醇、硅油等。9、其它氧化法制淀粉粘合劑時，可加入適量的硫代硫酸鈉(NaS2O3)、亞硫酸鈉(Na2SO3)、亞硫酸氫鈉(NaHSO3)等硫酸鹽作還原劑，以使粘合劑中殘留的氧化劑得到還原，終止氧化反應(yīng)。為改善粘合劑的抗水性，可在淀粉粘合劑中加入脲醛樹脂、間苯二酚等樹脂，加入這些樹脂也可以提高粘合劑的貯存穩(wěn)定性。二、淀粉粘合劑的配制

淀粉粘合劑的最大用途，用量最大的就是制造瓦楞紙板。制法斯坦霍爾法(Stein-Hall)，用于流水線生產(chǎn)。氧化法，主要用于單機生產(chǎn)。熱制法和冷制法1、斯坦霍爾法(Stein-Hall)現(xiàn)代化大型瓦楞紙箱生產(chǎn)廠用淀粉粘合劑都在本廠自制。這種粘合劑保存時間不長。制備方法分一步法和二步法。目前國內(nèi)外普遍采用二步法。第一步：制備載體淀粉(熟化淀粉)。首先向載體罐中加入43℃的水360L，然后加入91kg淀粉，攪拌3min后，邊攪拌邊緩慢加入氫氧化鈉溶液(15.4kg的NaOH溶于38L的H20中)，注意加堿要慢，加完堿液以后加熱，溫度控制在65℃-70℃攪拌15min，使淀粉熟化成裁體。二步法制備淀粉粘合劑的生產(chǎn)工藝流程圖最后，向載體罐中加入冷水228L，使載體粘合劑的溫度下降至54℃左右，將粘稠的載體稀釋，以便容易與生淀粉淤漿混合，再充分攪拌即制得載體。第二步：制備主體淀粉(生淀粉)。向主體罐中加入1516L32℃的水，再加入14.5kg的Na2B407·10H20或11.4kg的Na2B407·5H2O，攪拌直至全溶，然后加入454kg淀粉，攪拌混合直到完全分散均勻，將第一步制得的載體淀粉在攪拌下慢慢加入第二步制得的主體淀耪中，充分混合攪拌20-30min，炎熱的天氣還要加入少量防腐劑，如甲醛(1L)或五氮酚鈉(0.9kg)。這樣制得的成品用泵輸送到粘合劑貯槽備用。粘合劑的具體配料：應(yīng)該根據(jù)紙的質(zhì)量、氣候條件、淀粉種類、紙速、單面瓦楞還是雙面瓦楞等具體情況，并通過試驗確定。例如雙面瓦楞用粘合劑中氫氧化鈉的用量往往比單面瓦楞要高。熟化了的淀粉較長時間冷卻或靜止會變稠，但長時間攪拌，加熱或過分強烈的循環(huán)又會使它變稀甚至失去粘性，所以粘合劑貯槽的溫度、攪拌速度等要嚴格控制。2、氧化法氧化法有兩種方法：采用普通淀粉，在制備粘合劑的反應(yīng)釜中加氧化劑氧化；在淀粉生產(chǎn)廠預(yù)先制成固體氧化淀粉。目前工廠大多采用第一種方法，制作時既可以加熱，也可以冷制。(1)熱制法

熱制法是指淀粉的氧化與糊化均在加熱條件下進行。淀粉氧化過程溫度越高，所用時間就越短，其氧化程度就越充分，因此，熱制法可縮短配制時間。熱制法是在一個帶有攪拌器并有夾層水浴的反應(yīng)釜內(nèi)進行。

(2)冷制法a.以H202為氧化劑制膠

冷制法是在不加熱的情況下完成淀粉的氧化與糊化過程。一般在30℃以上都可以制成氧化淀粉粘合劑，在30℃以下，雖然淀粉分子活性較低，降解緩慢，但過氧化氫會分解成H＋和HO2-，而HO2-離子具有極強的氧化作用，且淀粉氧化是發(fā)熱反應(yīng)，所以在常溫下若加入適量的H2O2，是可以將淀粉氧化的。冷制法所用時間較長，一般要16～24小時左右，其水比一般比熱制法低一些，以提高H2O2與NaOH的效能。

氧化法制淀粉粘合劑的配方與斯坦霍爾法一樣，也需隨各種條件的變化而變化，為加快反應(yīng)速度，可以加入適當?shù)拇呋瘎缍趸i。催化劑一般在氧化劑加入之前加入。

b.以次氯酸鈉為氧化劑制膠

次氯酸鈉的分解及淀粉的氧化都是放熱反應(yīng)，所以夏天要注意冷卻降溫。使用次氯酸鈉作氧化劑時，氧化后需除氯，以免其影響工人健康及殘存的次氯酸鈉氧化紙張纖維。可用亞硫酸氫鈉、硫代硫酸等作除氯劑。c.以高錳酸鉀為氧化劑制膠三、粘合劑的質(zhì)量控制1.粘度粘度是粘合劑的重要質(zhì)量指標，只有粘度穩(wěn)定，才能保證粘合劑的粘合質(zhì)量穩(wěn)定。

太大時，粘合劑流動性差，而且不易滲透到芯紙和板紙表面?？梢哉扯冗m當減少載體中淀粉含量；太小時，上膠輥帶不起膠，而且會使粘合劑過多的滲入芯紙和板紙?？梢赃m當增加載體中淀粉含量。工業(yè)上通常采用斯坦霍爾杯測定淀粉粘合劑的粘度。杯的下部有一小孔，用一定體積的粘合劑從小孔流出所需時間的多少來表示其粘度的大小。因為粘度隨溫度的變化而改變，所以測定粘度時樣品溫度與規(guī)定溫度之差不得大于±1℃。我國多采用涂-4粘度計測定粘合劑的粘度，涂-4粘度計的基本結(jié)構(gòu)和測定方法與斯坦霍爾杯相似。淀粉粘合劑的粘度應(yīng)根據(jù)原料紙的性能和瓦楞機的車速、加熱能力調(diào)整。一般用涂-4粘度計測量時，聯(lián)合生產(chǎn)線用淀粉粘合劑粘度在50～90s范圍內(nèi)均能達到較好效果，單機生產(chǎn)瓦楞紙板用淀粉粘合劑粘度在20～50s之間。2.膠化溫度淀粉粘合劑開始變稠，即粘合劑原料中生淀粉逐漸熟化而顯示粘合性質(zhì)的溫度為膠化溫度。可以通過改變NaOH的用量來改變膠化溫度，但配置好的黏合劑中不可以加入NaOH。膠化溫度的測定：是將粘合劑樣品加熱，即將粘合劑樣品裝入一個長150mm、直徑25mm的硬質(zhì)玻璃試管中，樣品裝填半體積的一半；將試管浸入77℃以上的熱水浴中，用一個最小刻度為0.5℃、量程為0～100℃的特制溫度計攪拌。當試樣粘稠到無法攪拌、溫度停止上升時，記錄下這一溫度，即為該粘合劑的膠化溫度。

3.固體含量粘合劑的固體含量對粘合能力、粘度和固化時間等都有很大影響。可采用普通重量法測定固體含量：

W％＝g1/g0×100％式中：W％----固含量g1——干粘合劑的重量，gg0——濕粘合劑的重量，g

粘合劑樣品烘干溫度為121℃，烘干時間為30min。注意樣品要完全蓋滿稱量皿的底部。第四節(jié)熱熔型粘合劑(Hot-meltadhesive)一、定義：熱熔型粘合劑簡稱熱熔粘合劑或熱熔膠，是一種不含溶劑、以熱塑性高分子聚合物為基料的固體粘合劑。加熱使其熔融，并涂布于被粘物表面，然后迅速將被粘物貼合，冷卻后粘合劑即固化形成一定強度的粘合。二、特點優(yōu)點：

1）不含溶劑、固化迅速，粘合力較強；

2）對操作人員無毒、無環(huán)境污染；3）固化快，粘合工藝簡單，適于自動包裝流水線上使用，4）對滲透性不好的材料也可較方便地粘合5）常溫下是固態(tài)，保管運輸方便6）膠膜耐化學腐蝕、耐酸堿、耐水性好。7）可以再使用，固化時無需加熱、烘干缺點：耐熱性較差，使用時粘度較高，難以做到均勻薄層涂布。三、應(yīng)用：

熱熔型粘合劑可用于復(fù)合包裝材料的層合、塑料袋的搭接、封合、紙盒的接縫和封合、標簽粘貼和無線裝訂等。四、熱熔型粘合劑的組成1、主要粘合物質(zhì)：EVA、PS等、低分子量PE及無規(guī)聚丙烯等、聚酯、聚酰胺、聚醋酸乙烯酯及聚丙烯酸酯等。如果使用單一樹脂不能滿足要求，可以把兩種或兩種以上能相溶的聚合物配伍使用，利用其性能的互補性獲得更好的熱熔型粘合劑。2、增粘樹脂：降低粘合劑的熔融粘度，提高潤濕性、初粘性、粘合強度，改善操作性能，降低成本。3、增塑劑：提高柔韌性、耐寒性，增加潤濕能力，如DOP、DBP4、蠟類：降低熔點及粘度，但用量過大會降低強度5、抗氧劑：提高耐候性

6、填料：CaCO3、滑石粉、BaSO4，降低收縮率五、制備與用法（簡單介紹）：噴涂、滾涂、涂膜機、擠出機第五節(jié)、溶劑型粘合劑（SolventAdhesive）溶劑型粘合劑是包裝中比較常用的一類粘合劑。將高分子聚合物等粘合物質(zhì)用適當?shù)娜軇┤芙?，即可制得溶劑型粘合劑，它們通常為聚合物的溶液。所用的溶劑可以是有機溶劑，也可以是水。一、特點1、溶劑型粘合劑與乳液型、熱熔型粘合劑相比有其特殊的優(yōu)點：

1）在低活性表面、特別是在烯烴屬的塑料表面潤濕性較好，粘合劑內(nèi)的有機溶劑起到滲透及溶脹部分被粘物表面的作用。2）有機溶劑粘合劑比乳液型粘合劑要干得快，

3）不同于熱熔型粘合劑，可用于耐熱性低的基材上。2、溶劑型粘合劑的缺點：1）有機溶劑多易燃、易爆，如果沒有很好的通風和溶劑回收裝置，會對環(huán)境產(chǎn)生污染，

2）溶劑成本高，如干燥不徹底，溶劑污染內(nèi)裝物，還會產(chǎn)生異味。二、應(yīng)用在食品包裝方面，溶劑型粘合劑主要用于軟包裝的復(fù)合薄膜干法復(fù)合，將塑料薄膜與塑料薄膜及鋁箔、紙張等復(fù)合在一起，制成蒸煮袋、外包裝袋等。但由于殘留的有機溶劑給食品帶來怪味，近年來傾向于采用高固體含量的或熱熔型（即無溶劑）、以及水性粘合劑來進行復(fù)合。溶劑型粘合劑的其它大量應(yīng)用是作為標簽粘貼及壓敏粘合劑。三、常用粘合劑1、聚氨酯粘合劑聚氨酯粘合劑在復(fù)合包裝材料的干式復(fù)合中使用得最多。其中主要的一個類型是雙組分聚氨酯粘合劑。這種粘合劑由主劑與固化劑兩個組分構(gòu)成，平時主劑與固化劑分開包裝貯存，使用時，將主劑與固化劑按一定比例混合，再用溶劑（主要是乙酸乙酯）稀釋到一定濃度。也可先將主劑與乙酸乙酯混合，再加固化劑混合均勻。然后施涂到塑料薄膜上，按干法復(fù)合工藝制造復(fù)合包裝材料。雙組分聚氨酯粘合劑的主劑是由含有許多活潑基團組成，當固化劑中的異氰酸酯基與主劑分子中的活潑氫接觸時，便會自動進行加成反應(yīng)，生成氨基甲酸酯的結(jié)構(gòu)，使主劑與固化劑相互結(jié)合，分子量成倍的增加，甚至生成帶支鏈結(jié)構(gòu)的交聯(lián)產(chǎn)物。聚氨酯粘合劑所生成的膠膜具有良好的彈性、優(yōu)良的耐熱水、耐溶劑、耐熱、耐寒、耐油、耐氧化等性能，其粘合強度也較高。由于聚氨酯分子中含有大量極性基團，對被粘材料有較大的親和力，所以能對多種材料起到粘接作用。另外，固化劑中的異氰酸酯基(-NCO)是一個十分活潑的反應(yīng)基團，它除了能與主劑分子中的活潑氫反應(yīng)外，也可以跟被粘物表面物質(zhì)分子中的活潑氫反應(yīng)，生成化學鍵，在粘合劑分子與被粘材料之間起架橋作用，產(chǎn)生更強的粘接力。所以對金屬箔、尼龍、聚對苯二甲酸乙二醇酯、經(jīng)電暈處理的聚乙烯、聚丙烯等薄膜都有很好的粘合性。由于聚氨酯粘合劑經(jīng)充分交聯(lián)固化后，具有很高的內(nèi)聚力，膠膜強韌柔軟，又具有很好的耐熱性和抗介質(zhì)侵蝕的性能。用它制成的復(fù)合材料有些經(jīng)蒸煮也不會剝離。聚氨酯粘合劑的另一個突出優(yōu)點是在所有已知的粘合劑中，耐低溫性能最好，甚至在-170℃的條件下也有很高的粘結(jié)力。根據(jù)塑料復(fù)合薄膜的組成與用途，聚氨酯粘合劑可分為四種類型：一般用粘合劑、蒸煮用粘合劑、透明蒸煮用粘合劑及鋁箔蒸煮用粘合劑。對于聚氨酯粘合劑，為了得到最佳的綜合性能和粘接性能，主劑和固化劑的配比必須按要求進行，其配比應(yīng)按產(chǎn)品說明書或試驗后確定。調(diào)配時，需用乙酸乙酯把粘合劑稀釋到合適的含量，一般使用時粘合劑的固體含量為15～30%。配制時，可在主劑中加入稀釋劑，攪拌均勻，隨后加入固化劑，在攪拌均勻即可使用。若固化劑為小包裝，是一次用完的定量。在配膠時，可先加主劑，再加固化劑，然后用準備好的稀釋劑沖洗固化劑容器內(nèi)部，力求全部固化劑都真正與主劑配合。不要因固化劑粘在容器桶壁上倒不干凈而影響主劑與固化劑的真實比例，將洗刷固化劑容器的稀釋劑加到主劑中去，最后將剩余的全部溶劑加到主劑中去，充分攪拌均勻后即可使用。2、聚乙烯醇粘合劑（水溶性粘合劑EmulsionAdhesive）

聚乙烯醇的單體乙烯醇是不穩(wěn)定的，因此聚乙烯醇不能由其單體聚合而成，而是通過聚醋酸乙烯水解來制備。水解反應(yīng)一般在乙醇或甲醇溶液中進行，用酸或堿作催化劑。聚乙烯醇的性質(zhì)由原始的聚醋酸乙烯結(jié)構(gòu)和其水解程度所決定。

水解度99.7～100%的聚乙烯醇是高度結(jié)晶的聚合物耐水性相當好；水解度87～89%的聚乙烯醇對水最敏感，易溶于水；而水解程度進一步下降時，對水的敏感性又降低。因此在聚合反應(yīng)中控制水解程度和聚合度的不同，可制得不同牌號的聚乙烯醇。另外，殘存的乙酰氧基可以增加對被粘物表面的極性吸引力，增加粘合強度。

在包裝工業(yè)中，聚乙烯醇通常是以水溶液的形式制成粘合劑使用。在用聚乙烯醇制粘合劑時，可以通過加入增塑劑來調(diào)節(jié)粘合劑膜的柔性，常用的增塑劑有甘油、聚乙二醇、山梨醇、尿素衍生物等；還可加入填料，用來調(diào)節(jié)粘合速度和固化速度，填料還可以降低成本?？勺鎏盍系奈镔|(zhì)有淀粉、松香、干酪素、粘土、鈦白粉等。為了提高聚乙烯醇的耐水性，除控制聚乙烯醇的水解度外，還可以加入交聯(lián)劑使它交聯(lián)，交聯(lián)后的聚乙烯醇不再溶解，常用的交聯(lián)劑有硫酸鈉、硫酸鋅、硫酸銨等。還可以加入乙二醛、尿醛和三聚氰胺－甲醛等。在聚乙烯醇溶液中加入少量硼砂可產(chǎn)生凝膠化作用，可使聚乙烯醇粘合劑稠度增大而不至于過多地滲透到多孔性的基材中去，另外，硼砂的加入還可以提高粘合劑的粘合力。聚乙烯醇粘合劑主要用于紙和紙容器的粘結(jié)，如制袋、封箱、商標粘貼等。與淀粉粘合劑比有膠膜強度高、耐熱性好，耐水、耐溶劑性好、防霉變等優(yōu)點。缺點是成本稍高。第六節(jié)、乳液型粘合劑（EmulsionAdhesive）一、定義和特點：乳液是聚合物的微粒在水中的分散體，它的周圍有乳化劑保護，形成了均勻、穩(wěn)定的體系。乳液粘合劑以水為分散介質(zhì)，成本較低，無毒，色淺，有良好的穩(wěn)定性和作業(yè)適性，而且聚合物乳液樹脂的相對分子量可以很高，因此粘合劑膜的強度較好。乳液粘合劑不用加熱或加固化劑就能較快地固化。最大缺點是：耐水性不佳，蠕變性較大，這兩個缺點可以通過提高聚合物的相對分子質(zhì)量得到一定改善。在包裝工業(yè)中用得較多的乳液粘合劑主要有聚醋酸乙烯乳液粘合劑以及乙烯－醋酸乙烯共聚乳液粘合劑。（白乳膠）二.聚醋酸乙烯乳液粘合劑大部分聚醋酸乙烯乳液粘合劑是以乳液的形式來使用的，其特點是：1）乳液聚合物的分子量可以很高，機械強度好；2）與其它同濃度乳液粘合劑相比，粘度低，便于機械施涂，使用方便；3）以水為分散介質(zhì)，成本低，無毒，不燃。聚醋酸乙烯乳液粘合劑的聚合度約為數(shù)千，乳液顆粒直徑為0.1～2um，樹脂含量可在30～60%之間調(diào)節(jié)，粘度可調(diào)。通常高粘度乳液用輥式涂布器涂膠；中粘度乳液用毛刷或噴嘴式擠出器涂膠；低粘度乳液用噴霧式涂布器涂膠。在乳液中加少量水，可使其粘度急劇下降。聚醋酸乙烯乳液粘合劑適宜粘接多孔性，易吸水的材料，如各種紙材、木材等。它的固化過程大致如下：粘接之后由于乳液中的水滲透或擴散到多孔性材料中；并逐漸揮發(fā)掉使乳液的濃度不斷增大，由于表面張力的作用使聚合物析出。環(huán)境溫度與膠膜性質(zhì)有很大關(guān)系。溫度過低，聚合物就成為不連續(xù)的顆粒，這樣得不到的粘合強度；當環(huán)境溫度超過一定數(shù)值時，粘合劑就凝聚成強度好的連續(xù)膠膜。每種乳液都有一個最低的成膜溫度。使用乳液粘合劑時環(huán)境溫度不能低于最低成膜溫度。不含增塑劑的聚醋酸乙烯乳液粘合劑的最低成膜溫度為20℃，增塑劑能降低成膜溫度。由于乳液本身不是一個很穩(wěn)定的體系。若有過冷或酸、堿、鹽等物質(zhì)侵入都會造成破乳。因此，貯存時應(yīng)在5℃以上，要避免冰凍、日曬和火燒。膠液開桶后再貯存時，表面應(yīng)倒一層蒸餾水或去離子水，以防乳液中的水份蒸發(fā)。如果使用時嫌太稠，最好用蒸餾水稀釋，避免自來水中的鹽份破乳。三、乙烯－醋酸乙烯共聚物乳液粘合劑將醋酸乙烯與其它單體共聚，可以制得多種乳液粘合劑，例如將醋酸乙烯與乙烯共聚可以制得乙烯－醋酸乙烯共聚物乳液粘合劑，簡稱EVA乳液粘合劑。在組成配方上EVA乳液粘合劑與聚醋酸乙烯乳液粘合劑大同小異。它們之間的最大區(qū)別是EVA乳液中含有10～30%的共聚乙烯，由于在醋酸乙烯中引入了乙烯，使羧基間的距離拉大，因而空間位阻減少，使聚合物主鏈變得柔軟，起到內(nèi)增塑作用，使聚合物的玻璃化溫度有所降低，大致不大于10℃。與對應(yīng)的聚醋酸乙烯乳液粘合劑相比較，EVA乳液粘合劑有如下幾點不同：(1)對于難于粘結(jié)的低表面能的基材，EVA乳液粘合劑的粘合力有所提高。普通水基粘合劑不能粘結(jié)的塑料薄膜，用EVA乳液粘合劑能良好粘結(jié)。因此可用于聚氯乙烯薄膜與其它材料的粘結(jié)。(2)初粘性好，能快速粘接。在紙袋制造中能滿足1分鐘制袋1000個的要求。(3)耐水性、耐堿性良好。(4)EVA乳液膠膜能耐寒、耐酸、耐堿，對臭氧、氧和紫外線較穩(wěn)定，與其它樹脂相溶性好。(5)無毒，貯存期較長，低溫成膜性較好。水+樹脂+乳化劑+助劑

乳化劑：分子一端帶有親水基團，另一端帶有親油基團。以水為分散介質(zhì)，價格低、無毒、色淺。包裝用紙、木材、紙板、標簽、紙箱封合、無紡布、鋁箔等。第七節(jié)主要包裝材料的粘合

一、紙材的粘合

粘合紙材時，不需要前處理，可以直接粘合。因為紙材為纖維結(jié)構(gòu)有利于水分的滲透，所以紙材的粘合常采用水分散型的粘合劑。粘貼紙基標簽常采用壓敏型粘合劑，粘合涂層紙材可用壓敏膠或熱熔粘合劑等。紙材粘合用粘合劑可參考下面的表格。

二、塑料的粘合

1.熱熔粘接

熱熔粘接適用于熱塑性塑料，通過加熱使塑料的被粘合部分軟化熔融