一种测量和评定改性淀粉与发泡剂相融性的方法

摘要

本发明公开了一种测量和评定改性淀粉与发泡剂相融性的方法，该方法包括以下步骤：(i)提供泡沫升重杯；(ii)配制空白发泡液和测试发泡液；随后对空白发泡液和测试发泡液分别进行以下步骤：(iii)发泡处理；(iv)测量泡沫升重；(v)测量泡沫稳定性：将测量完泡沫升重的泡沫体系于室内常温环境静置一段时间后，再次测量发泡液的泡沫升重；以及(vi)评定改性淀粉与发泡剂的相融性：改性淀粉对发泡剂的发泡效果通过空白发泡液和测试发泡液所测量的泡沫升重来确定；改性淀粉对发泡剂的泡沫稳定性的影响通过测试发泡液的泡末升重改变量与空白发泡液的泡末升重改变量的差值Δm来确定。

说明书

技术领域

本发明涉及一种测量和评定改性淀粉与发泡剂相融性的方法。

背景技术

改性淀粉是纸面石膏板生产用的一种重要粘接剂，同时发泡剂是纸面 石膏板生产必不可少的一种重要外加剂。近年来，改性淀粉的生产工艺有 了很大的发展，随之而来的变化是，不同工艺生产的改性淀粉中的杂质含 量也有很大的差异。在纸面石膏板生产中，单位体积的石膏料浆的重量直 接影响纸面石膏板产品的单重，因此，测量和评定改性淀粉与发泡剂相融 性的情况，能有效控制改性淀粉给纸面石膏板带来的影响，从而保证纸面 石膏板产品的质量。

目前国内纸面石膏板生产企业控制改性淀粉的技术指标有：酸碱度 (PH值)、水份、灰份、粘度、稠化度、淀粉含量，通常不关注改性淀粉 与发泡剂的相融性。而目前国内通常用于纸面石膏板生产的改性淀粉样品 与发泡剂的相融性存在较大的差异：1)有的改性淀粉样品能同时改善发 泡剂的发泡效果和泡沫的稳定性；2)有的改性淀粉样品降低了发泡剂的 发泡效果，但它能改善泡沫的稳定性；3)有的改性淀粉样品同时降低了 发泡剂的发泡效果和泡沫的稳定性。因此需要发展一种能够测量和评定改 性淀粉与发泡剂相融性的方法，以有效控制改性淀粉给纸面石膏板带来的 影响，从而保证纸面石膏板产品的质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种测量和评定改性淀粉与发泡剂相融性的 实验方法，该方法能够测定改性淀粉对发泡剂的发泡效果和泡沫的稳定性 的影响，并根据其不同的影响，将其分为三个等级：1)能同时改善发泡 剂的发泡效果和泡沫的稳定性的改性淀粉为I类改性淀粉；2)虽然降低 了发泡剂的发泡效果，但能改善发泡剂的泡沫稳定性的改性淀粉为II类改 性淀粉；3)会同时降低了发泡剂的发泡效果和泡沫稳定性的改性淀粉为 III类改性淀粉。其中I类改性淀粉有利于纸面石膏板的生产，II类改性淀 粉不会给纸面石膏板的生产带来大的影响，但需要稍微调整生产的工艺参 数，III类改性淀粉会给纸面石膏板的生产带来大的影响，不建议用于纸面 石膏板的生产。

本发明提供了一种测量和评定改性淀粉与发泡剂相融性的方法，包括 如下步骤：

(i)提供泡沫升重杯；

(ii)配制空白发泡液和测试发泡液：其中A)空白发泡液是含发泡 剂的发泡液，且B)测试发泡液是含发泡剂和改性淀粉的发泡液，测试发 泡液与空白发泡液中发泡剂的含量相同；随后对空白发泡液和测试发泡液 分别进行以下步骤：

(iii)发泡处理；

(iv)测量泡沫升重：将泡沫升重杯去皮重后，舀起整杯泡沫，去除 杯中空气及杯外残留泡沫，称重，并记录读数，其中空白发泡液的泡沫升 重记为m₀₁，测试发泡液的泡沫升重记为m₁₁；

(v)测量泡沫稳定性：将测量完泡沫升重的泡沫体系于室内常温环 境静置一段时间后，重复步骤(iv)再次测量泡沫升重，并记录读数，其 中空白发泡液的泡沫升重记为m₀₂，测试发泡液的泡沫升重记为m₁₂；

(vi)评定改性淀粉与发泡剂的相融性：

改性淀粉对发泡剂的发泡效果通过比较空白发泡液和测试发泡液所 测量的泡沫升重m₀₁、m₁₁来确定；

改性淀粉对发泡剂的泡沫稳定性的影响通过比较静置一段时间后的 测试发泡液的泡沫升重改变量Δm₁与空白发泡液的泡沫升重改变量Δm₀ 的差值Δm来确定，其中Δm₁＝m₁₁-m₁₂，Δm₀＝m₀₁-m₀₂，Δm＝Δm₁-Δ m₀；

当m₁₁≥m₀₁，且Δm≤0时，改性淀粉与发泡剂的相融性为I级，即 改性淀粉能同时改善发泡剂的发泡效果和泡沫的稳定性；

当m₁₁＜m₀₁，且Δm≤0时，改性淀粉与发泡剂的相融性为II级，即改 性淀粉虽然降低了发泡剂的发泡效果，但能改善发泡剂的泡沫稳定性；

当m₁₁＜m₀₁，且Δm＞0时，改性淀粉与发泡剂的相融性为III级，即改 性淀粉同时降低了发泡剂的发泡效果和泡沫稳定性。

在本发明的方法中，泡沫升重杯可以是具有一定直径和容积的器皿， 优选玻璃器皿，泡沫升重杯应满足在舀起泡沫时，能使泡沫填满器皿而不 产生空隙或只产生一个小空隙，且该小空隙里的空气包能用刮刀赶走。在 本发明的实施方案中，泡沫升重杯可以是直径60～100mm，容积200～ 500ml的玻璃器皿；优选地，泡沫升重杯可以是直径70mm，容积200ml 的玻璃器皿。

在本发明的方法中，空白发泡液、测试发泡液中的发泡剂的含量可 以选择为产生的泡末量能达到2.5～4.5升，且泡末致密均匀，优选发泡剂 的含量是在0.1wt.％～1.5wt.％的范围内，更优选地，空白发泡液和测试发 泡液是含0.6wt.％发泡剂的发泡液，其中wt.％指重量百分比。测试发泡液 中的改性淀粉的含量可以与发泡剂的含量相同或不同，测试发泡液中的改 性淀粉的含量可以为0.5wt.％～2wt.％，优选地，测试发泡液中的改性淀 粉的含量是1wt.％。

在本发明的方法中，发泡处理是将所述空白发泡液或所述测试发泡 液倒入搅拌锅内，开启搅拌机，并计时搅拌一段时间；搅拌机的转速和时 间的选择应满足能够得到稳定且致密的泡沫。在本发明的实施方案中，搅 拌机的转速和时间可以是：转速为400r/min～800r/min，搅拌时间为 1.5min～3min。

在本发明的实施方案中，当在大约2500ml搅拌锅内进行发泡处理时， 优选使用300ml的发泡液，在约600r/min下搅拌2min。

在本发明的方法中，舀起整杯泡沫是指将泡沫升重杯以一定角度斜 入搅拌锅的泡沫内，并轻轻颤动将泡沫舀起，随后除去泡沫升重杯中可能 存在的空气，并水平除去杯口外的泡沫，以及擦去杯外壁留挂的泡沫。其 中，升重杯斜入搅拌锅的泡沫内的角度应满足泡末迅速沿首先接触到的杯 壁填满整个杯腔。在本发明的实施方案中，可以将升重杯以45℃～75°角 斜入搅拌锅的泡沫内；优选将杯口以60°角斜入搅拌锅的泡沫内。

在本发明的方法中，除去泡沫升重杯中可能存在的空气，并水平除 去杯口外的泡沫的步骤可以优选采用先于视线水平处观察泡沫升重杯中 是否存在空气包，如果存在，将刮刀插入空气包处将空气赶走，再将刮刀 紧贴杯口，水平刮去杯口外的泡沫的方法来进行。

在本发明的方法中，泡沫稳定性测量时的静置时间应满足低于泡沫 本身的稳定时间。在本发明的实施方案中，泡沫稳定性测量时的静置时间 可以是3～5min，优选4min。

根据本发明，可以通过定量测量改性淀粉对发泡剂的发泡效果和泡 沫的稳定性的影响来评定改性淀粉与发泡剂的相融性，并根据所得到的改 性淀粉与发泡剂的相融性的情况有效控制改性淀粉给纸面石膏板带来的 影响，从而保证纸面石膏板产品的质量，并在一定程度上提高了生产企业 的效益。

具体实施方式

实施例1测量和评定改性淀粉与发泡剂相融性

1)试剂和仪器

发泡剂：十二烷基硫酸钠(K12)，淄博俱进化工有限公司

1#改性淀粉：山东寿光金远东变性淀粉有限公司A批

2#改性淀粉：山东寿光金远东变性淀粉有限公司B批

3#改性淀粉：肇庆北新建材有限公司

4#改性淀粉：沈阳雪公胶粘剂科技有限公司

5#改性淀粉：苏州高峰淀粉有限公司

6#改性淀粉：嘉吉粮油(南通)有限公司

7#改性淀粉：新乡北新建材有限公司

8#改性淀粉：晋州市海瑞化工有限公司

9#改性淀粉：新乡北新(东)建材科技有限公司

泡沫升重杯：直径70mm，容积200ml的玻璃器皿

电子天平：量程500g，精度0.01g

搅拌机：K45SSWH，美国KitchenAid公司

2)具体测量步骤如下：

步骤1：准备泡沫升重杯。

步骤2：配制发泡液：A)空白发泡液：含0.6wt.％发泡剂的发泡液 300ml和B)测试发泡液：含0.6wt.％发泡剂和1wt.％改性淀粉的发泡液 300ml。然后对空白发泡液或测试发泡液分别进行以下步骤：

步骤3：发泡处理：将空白发泡液或测试发泡液倒入搅拌机标配的 2500ml搅拌锅内，同时开启搅拌机和秒表，选择搅拌机转速为8档(约 600r/min)，搅拌2min。

步骤4：泡沫升重测定：将泡沫升重杯放于电子天平上去皮重后，握 紧杯口以60°角斜入搅拌锅的泡沫内，并轻轻颤动舀起泡沫，随后于视线 水平处观察，如果发现泡沫升重杯中有空气包，先将刮刀插入空气包处将 空气赶走，再将刮刀紧贴杯口，水平刮去杯口外的泡沫。然后将泡沫升重 杯外壁留挂的泡沫擦干净后，于电子天平上称重，并记录读数，其中空白 发泡液的读数计为m₀₁，测试发泡液的读数计为m₁₁。

步骤5：泡沫稳定性测定：将测完泡沫升重的发泡液的泡沫体系于室 内常温环境静置，当步骤(3)启动的秒表显示为6min时，握紧已去皮重 的泡沫升重杯杯口，以60°角斜入搅拌锅的泡沫内，并轻轻颤动舀起泡沫， 随后于视线水平处观察，如果发现泡沫升重杯中有空气包，先将刮刀插入 空气包处将空气赶走，再将刮刀紧贴杯口，水平刮去杯口外的泡沫。将泡 沫升重杯外壁留挂的泡沫擦干净后，于电子天平上称重，并记录读数，其 中空白发泡液的读数计为m₀₂，测试发泡液的读数计为m₁₂。

3)改性淀粉与发泡剂相融性的评定

改性淀粉对发泡剂的发泡效果是通过泡末升重m₀₁和m₁₁来确定的， 即掺加改性淀粉样品的测试发泡液的泡末升重m₁₁与空白发泡液的泡末升 重m₀₁的比较来确定的。

改性淀粉对发泡剂的泡沫稳定性的影响是通过4分钟后测试发泡液的 泡末升重改变量Δm₁与空白发泡液的泡末升重改变量Δm₀的差值Δm来 确定的，其中Δm₁＝m₁₁-m₁₂，Δm₀＝m₀₁-m₀₂，Δm＝Δm₁-Δm₀。

测量和评定结果见下表。

改性淀粉与发泡剂的相融性通过两组数据来判断：(1)改性淀粉的发 泡效果通过比较测试发泡液和空白发泡液所测量的泡末升重m₁₁、m₀₁来确 定的；(2)改性淀粉对发泡剂的泡沫稳定性的影响是通过测试发泡液4分 钟后测试发泡液的泡末升重改变量Δm₁与空白发泡液的泡末升重改变量 Δm₀的差值Δm＝Δm₁-Δm₀来确定。

从上表可以看出，测试发泡液4的m₁₁≥空白发泡液的m₀₁，且测试发 泡液4的Δm≤0，故4#改性淀粉与发泡剂的相融性为I级；测试发泡液3、 5、6、7、9的m₁₁＜空白发泡液的m₀₁，但测试发泡液3、5、6、7、9的Δ m≤0，故3#、5#、6#、7#、9#改性淀粉与发泡剂的相融性为II级；测试 发泡液1、2、8的m₁₁＜空白发泡液的m₀₁，且测试发泡液1、2、8的Δm＞0， 故1#、2#、8#改性淀粉与发泡剂的相融性为III级。

由于发泡剂的发泡效果及泡末稳定性与石膏板的单重及石膏板板芯 的孔隙致密均匀性成正比的关系，而石膏板的单重和其板芯的空隙是否致 密均匀是评判石膏板质量优劣的重要标准之一，因此根据掺杂的改性淀粉 对发泡剂的发泡效果及泡末稳定性的影响可以评判掺杂改性淀粉对石膏 板质量优劣的影响依据之一。

从上述结果可以看出，本发明所述的改性淀粉与发泡剂相融性实验方 法，能够准确的判定改性淀粉与发泡剂相融性的等级，给生产工厂提供可 靠的使用依据，从而保证石膏板产品的质量。

应理解，上述实施例仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本 发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替 换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。