Khác với keo động vật, về bản chất hóa học hầu như chỉ là những chất protit, các loại keo thực vật đa dạng và phong phú hơn. Có chất thuộc loại polisacarit (tinh bột, đextrin), có chất là poliphenol (sơn ta, dầu đào lộn hột) có chất là chất béo (dầu trùng hợp), có chất là hidrocacbon (cao su thiên nhiên) và cũng có chất là protit.
Keo thực vật có bản lượng lớn và chiếm vị trí quan trọng trong công nghiệp keo dán nói chung. Chúng có thể được sử dụng dưới dạng dơn chất, có thể phối hợp và cũng có thể được chuyển hóa hóa học thành những chất có tính năng tốt hơn.
1. Tinh bột và dẫn xuất
Tinh bột là loại keo dán bồi giấy thông dụng nhất mà chúng ta thường gặp hàng ngày. Đó là sản phẩm nghiền nhỏ của nhiều loại hạt (mì, gạo tẻ, gạo nếp), loại củ (khoai tây, khoai lang, sắn, dong…) màu trắng, dạng bột, có kích thước từ 80 micron (bột khoai tây) đến 5 micro (bột gạo). Trong nước nóng (khoảng 60 đến 77oc),các tiểu phân này bị trương nở, thành một thứ hồ đặc. Nếu xử lý tinh bột bằng hơi nước nóng, sẽ thu được keo dị thể bao gồm các tiể phân bị trương nở. Trộn cho đồng nhất sẽ hình thành một dung dịch có tính tạo màng cao sau khi đông cứng.
Về bản chất hóa học, hầu hết các tinh bột đều có thành phần bao gồm 75% hidratcacbon phân nhánh là amilopectin (có khối lượng phân tử khoảng 13600) và 25% amiloza. Chính amiloza có đại phân tử không phân nhánh đã gây nên tính tạo gel của tinh bột. Nếu tách riêng 2 thành phần này, ta thấy màng amilopectin sấy khô tương đối gòn, trong khi đó màng amiloza mỏng hơn và rất giống với màng xenluloza.
Việc tách riêng 2 thành phần này-amiloza và amilopectin không phải là điều khó khăn, nhưng với những mục đích sử dụng tinh bột thông thường, trong đó có mục đích làm keo dán, người ta không cần thiết phải tách riêng chúng.
Để cải tiến độ nhớt và khả năng kết dính của tinh bột người ta thường phân hủy hay biến tính chúng bằng men (chẳng hạn men maltaza), bằng những axit vô cơ, bằng các tac nhân oxi hóa hay đơn giản hơn cả là bằng oxit hóa và dextrin.
Các sản phẩm biến tính của tinh bột nói chung có độ nhớt thấp, hàm lượng chất rắn cao, khả năng kết dính tốt và mối dán bền chác.
a) Tinh bột hòa tan. Trong số các sản phẩm tinh bột biến tính, sản phẩm “cổ” nhất cũng rẻ nhất là xử lý (ướt) tinh bột bằng axit hoặc (sấy) với axit. Người ta cũng có thể thu được tinh bột hòa tan bằng cách đun huyền phù tinh bột trong nước với một lượng nhỏ axit tại nhiệt độ dưới điểm keo hóa học và khi ngừng đun, trung hòa đến trung tính.
b)Tinh bột oxit hóa. Tinh bột oxit hóa dùng để “ trang hoàng”có chất lượng cao. Để thu được loại này, người ta xử lý “ướt” tinh bột với dung dịch natri hipoclorit, cho nên đôi khi còn gọi là “tinh bột clo hóa”. Một trong những mục đicha của tinh bột oxi hóa trong keo dán là để làm đông tụ dung dịch dextrin.
c) Dextrin.
Dextrin là tên chung để chỉ các sản phẩm thu được khi đun nóng tinh bột ở trạng thái khô “ rang”. Áp dụng 3 chế độ công nghệ khác nhau, người ta có 3 loại dextrin : dextrin trắng, dextrin vàng và “ gôm anh” (Britishgum) như sau (bảng 1)
Bảng 1
Ảnh hưởng của chế độ công nghệ đến các loại dextrin
Chế độ công nghệ
|
Dextrin trắng
|
Dextrin vàng
|
Gôm Anh
|
Xúc tác
Nhiệt độ, 0C
Thời gian, giờ
Tính chất sản phẩm
Mầu sắc
Độ tan %
Thường pha loãng (phần nước)
|
Axit clohidric
79_‑ 121
3 ‑ 8
Trắng đến vàng nhạt
ف - 98
2 - 5
|
Axit clohidric
149 ‑ 218
6 – 8
Vàng nhạt đến nâu
90 - 100
< 1
|
Không xúc tác
Hoặc kiềm
135 – 218
㺊 ‑ 20
Vàng đậm đến nâu sẫm
135 - 218
3 - 10
|
Dextrin trắng điều chế bằng cách đun nóng nhẹ tinh bột với xúc tác axit (khoảng 0,12% HCL). Sự chuyể hóa sẩy ra nhanh chóng ngay khi nhiệt độ khá thấp, mầu vàng nhạt, độ tan thay đổi theo thời gian và nhiệt độ nấu, khả năng dính cao.
Dextrin vàng thu được ở nhiệt độ cao, nhiệt độ cao hơn, có độ nhớt ổn định và hàm lượng chất rắn lớn.
Gôm anh sấy ở nhiệt độ cao, không có xúc tác hoặc thêm một lượng nhỏ Na2CO3, NaHCO3 hay NH4OH.Sản phẩm có mầu tối, tan ít trong nước lạnh. Độ nhớt cao. Đây là thành phần pha chế keo dán rất tốt.
Nguyên liệu để sản xuất 3 loại dextrin này là tinh bột của hạt hoặc củ. Bột khoai tây, bột sắn dễ chuyển hóa và sản phẩm có chất lượng tốt. Bột cao, bột mì khó chuyển hóa hơn.
Có thể sản xuất dextrin trắng như sau:
Ngâm 800kg bột sắn trong 400 lít nước, có pha 16 kg axit clohidric 35% và trải mỏng, phơi khô trong 3 ngày. Sau đó, đun nhẹ cho khô hẳn, rồi sấy tại 100oC trong 3-5 giờ.
Keo dextrin thường có công thức:
Dextrin 55g
Phèn chua 0,05g
Nước 45g
Dùng để gián giấy, bìa, các tông.
Muốn keo có độ dính tốt hơn, người ta thay thế nước thường bằng nước oxi già 50 Bé theo công thước
Dextrin 55g
Nước oxi già 44,5 ml
Hàn the 0,5g
Trước hết hòa tan hàn the trong nước oxi già, khuấy với dextri và đun nhẹ cho tới khi tan hết. Keo rất dính.
Để dán giấy có độ kết dính rất cao nên các vật liệu khác như sắt tây sành sứ, thỷ tinh, người ta làm như sau: trộn dung dịch A (Dextrin 55 kg, hàn the 1 kg, nước sôi 45 kg) và trộn dung dịch B (Xút 400 Bé 10kg, nhựa thông nghiền mịn 30kg, nước sôi 60kg), cho tớn khi hòa tan hoàn toàn. Sau đố, đổ dung dịch A vào dung dịch B khuấy thật kỹ.
Từ dextrin trắng, nấu với nước,người ta thu được keo lỏng, nhưng sau vài ngày, đặc lại thành hồ dùng để gián giấy, các tông… keo dextrin lỏng thu được khi hòa tan 30 – 60% chất rắn trong nước, thêm borax và các hóa chất khác. Độ nhớt của keo khá cao, mầu từ tắng đến nâu sậm. tín kết dính tốt.
Tứ dextrin vàng, có thể sản xuất keo chứa 60 – 72% chất rắn, có phản ứng axit yếu, dùng để dán tất cả các loại nhãn,boa bì bằng giấy dày…
Keo từ tinh bột rất phổ biến và dễ kiếm Có thể hòa tinh bột trong nước gia nhiệt, khuấy đều (quấy hồ) cũng có thể pha chế với các loại hóa chất khác. Thí dụ keo kiềm – tinh bột có thành phần (%).
Tinh bột 33,4
Nước 50,0
Xút (NaOH) 16,6
Trộn tinh bột với nước thêm dần NaOH và khuấy đều ở nhiệt độ thường sẽ tạo thành keo đồng nhất, rất dính. Các chất như canxi, mangie, clorua…làm keo dẻo hơn, hòa tan tốt hơn.
Người ta còn phối hợp tinh bột với keo tổng hợp để phát huy ưu điểm của cả 2 loại keo này. Chẳng hạn nhựa ure – formaldehit ngăn ngừa tinh bột tan trong nước, sau đó, nhựa trùng hợp thành dạng không hòa tan.
