王杰　李南慶　肖智含

摘要：針對(duì)口香糖殘?jiān)慕M成成分和組成成分的粘性程度與特性，為了降低口香糖殘?jiān)鼘?duì)地面的粘附性，通過降低口香糖膠基分子量從而降低其分子間作用力，利用相似相溶原理除去膠基內(nèi)的橡膠及乙酸乙烯酯等黏性物質(zhì)。設(shè)計(jì)剝離實(shí)驗(yàn)對(duì)經(jīng)過四種不同試劑處理過的口香糖膠基進(jìn)行剝離測試，得出適合配比，配制能有效降低膠基對(duì)地面粘附性的綠色試劑。

關(guān)鍵詞：分子量；相似相溶；分子間作用力；剝離

中圖分類號(hào)：TB

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi：10.19311/j.cnki.16723198.2017.01.088

1研究內(nèi)容

1.1口香糖的組成成分

口香糖一般有兩種不同的組分，其一是水溶性組分糖類、香基以及其他一些必要的添加劑，這些組分主要賦予口香糖不同的口味顏色，其二是口香糖中必不可少的疏水組成材料：膠基組成膠基的大分子物質(zhì)主要是聚合性樹脂和彈性體，口香糖中還添加了一部分的甘油、植物油及卵磷脂等作為乳化劑。

1.2口香糖膠基的剖析

2實(shí)驗(yàn)研究原理

根據(jù)高聚物溶解溶脹的熱力學(xué)理論，選用與口香糖膠基成分溶度參數(shù)相近的植物精油進(jìn)行溶解試驗(yàn)研究，并設(shè)計(jì)篩選出最佳的溶劑配比。聚合物結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜：溶解度與分子量有關(guān)。通常是分子量大的，溶解度??；分子量小的，溶解度大。提高溫度一般可以增加其溶解度：降低溫度則減小其溶解度。

根據(jù)酯鍵的斷鍵理論，堿作為催化劑，OHˉ進(jìn)攻酯鍵中的碳氧，以羥基的形式取代了ROˉ，形成羧酸。ROˉ結(jié)合質(zhì)子生成醇，圖1為膠基中聚乙酸乙烯酯的水解式。

乙醇具有較低的表面張力，這意味著乙醇具有很好的滲透作用，可使溶劑快速滲透到膠基與地面的接觸面，有利于膠基與地面分離。

表面活性劑的作用，相當(dāng)于兩個(gè)相與表面活性劑分子都沒有形成界面，就相當(dāng)于通過這種方式部分的消滅了兩個(gè)相的界面，利用這種原理可將不溶于水的植物精油與水混合均勻。

3實(shí)驗(yàn)部分

3.1溶解性測試實(shí)驗(yàn)

（1）分別用不同的植物精油對(duì)口香糖中的各自成分進(jìn)行溶解，觀察各種成分在不同的植物精油中的溶解情況，所用植物精油為：草莓油，櫻桃油，橙油，香辛油，無水乙醇。被用來測試的口香糖膠基成分有：聚乙酸乙烯酯，酯化膠，天然橡膠，微晶蠟，合成橡膠。溶解結(jié)果如表2所示。

由表2可以分析得出，口香糖膠基中大部分成分在橙油中都有較好的溶解性，除了聚乙酸乙烯酯不能與其相溶，而聚乙酸乙烯酯在無水乙醇中有較好的溶解性。草莓油能對(duì)口香糖膠基中除了橡膠類物質(zhì)其他都有較好的溶解性，聚乙酸乙烯酯和酯化膠在櫻桃油中有較好的溶解性，香辛油則只能溶解口香糖膠基中的酯化膠。

（2）將一定口香糖膠基分別放入含有蒸餾水，無水乙醇，一定濃度的氫氧化鈉的燒杯中，在60℃水浴的環(huán)境下攪拌，觀察1分鐘后口香糖膠基的狀態(tài)。

實(shí)驗(yàn)分析：由圖1口香糖膠基被分解成微小膠團(tuán)，且對(duì)燒杯壁未產(chǎn)生粘附現(xiàn)象，圖2用20ml蒸餾水處理后，口香糖膠基粘附在燒杯壁上，圖3用無水乙醇處理后口香糖膠基未對(duì)燒杯壁產(chǎn)生粘附現(xiàn)象。由此得出，口香糖膠基在氫氧化鈉溶液中分解，堿性條件下膠基中的聚乙酸乙烯酯水解而使其分子量降低從而使膠基分子間相互作用力降低所致。而在60℃的蒸餾水中只是將膠基軟化反而使其黏性增大粘附在燒杯壁上，在無水乙醇中，膠基中的聚乙酸乙烯酯具有較好的溶解性，這使得膠基不能粘附在燒杯壁上。

3.2剝離實(shí)驗(yàn)——測試口香糖粘附性

實(shí)驗(yàn)儀器和試劑：

口香糖4份（咀嚼過），10ml 0.6mol/L氫氧化鈉溶液，10ml無水乙醇，10ml乙醇與0.6mol/L氫氧化鈉混合溶液，八塊一模一樣的ABS塑料板（70mm×31mm），拉力試驗(yàn)機(jī)，燒杯4個(gè)，玻璃棒一根，濾紙若干，布式漏斗，真空泵，水浴鍋。

實(shí)驗(yàn)步驟：

（1）4塊口香糖分別放入盛有10ml 0.6mol/L的氫氧化鈉溶液，10，ml無水乙醇，10ml乙醇與0.6mol/L的氫氧化鈉，10ml的蒸餾水的燒杯中，并在60℃的環(huán)境下水浴加熱，加熱過程中不斷攪拌，持續(xù)2min。

（2）試劑處理過的口香糖殘?jiān)謩e倒入鋪上濾紙的布氏漏斗中并減壓過濾。過濾完成后將殘余的口香糖殘?jiān)鶆蚱戒佋贏BS塑料板上，所鋪面積為31mm×48mm，鋪好過后各自做好標(biāo)記并用另一塊板和上后施加10N的壓力持續(xù)10h。

（3）移開壓力，分別用拉力試驗(yàn)機(jī)以50mm/min的速度連續(xù)進(jìn)行180°剝離測試，測量試件的剪應(yīng)力。

（4）用電腦繪制出剪應(yīng)力與位移的關(guān)系圖線見圖4。

圖中四條曲線分別是未用試劑處理，用乙醇處理，用氫氧化鈉處理，用乙醇和氫氧化鈉混合試劑處理的位移與剪應(yīng)力關(guān)系曲線。由圖可以知道不同的處理方式導(dǎo)致口香糖膠基的粘性有所不同，未經(jīng)過任何處理的口香糖膠基粘性最大，所以其對(duì)ABS塑料板的粘附力也最大，所需的剝離力也最大。而其他三種情況都是針對(duì)口香糖膠基中的聚乙酸乙烯酯進(jìn)行處理，聚乙酸乙烯酯分子量大粘附性強(qiáng)，但是在乙醇中有較好的溶解性，所以通過乙醇處理過的口香糖膠基的粘附力有所下降。聚乙酸乙烯酯在堿性條件下水解會(huì)使得其分子量降低，高分子量的聚乙酸乙烯酯的粘附性主要是因?yàn)榉肿娱g的相互作用力，而分子間的相互作用力又與分子量成正相關(guān)，即分子量降低會(huì)導(dǎo)致口香糖膠基對(duì)接觸面的粘附性。

4結(jié)論

（1）設(shè)計(jì)出了一種關(guān)于對(duì)口香糖殘?jiān)掣搅y試比較的評(píng)價(jià)方法，能有效的測量出口香糖殘?jiān)恼掣叫宰兓?，測試結(jié)果采用圖像表示，符合剝離試驗(yàn)的本身特征，試驗(yàn)簡單可操作性強(qiáng)，解決了口香糖殘?jiān)掣叫圆灰锥糠治龅睦щy。

（2）得到能降低口香糖殘?jiān)掣叫院湍苡行宄谙闾菤堅(jiān)脑噭┏煞?，其包括d-檸檬烯，無水乙醇，一定濃度氫氧化鈉溶液，一種表面活性劑。

（3）一種綠色無污染的植物精油d-檸檬烯，它對(duì)口香糖膠基有較好的溶解性，可以利用該植物精油作為口香糖殘?jiān)宄噭┑某煞帧?/p>

（4）乙醇不僅能作為良好的滲透劑，其可以使試劑滲透到口香糖殘?jiān)c接觸面的空隙中將接觸到的口香糖殘?jiān)M(jìn)行溶解，乙醇還可作為膠基中聚乙酸乙烯酯的溶解劑。

（5）氫氧化鈉溶液能分解口香糖膠基的主要原因是膠基中的聚乙酸乙烯酯在堿性條件下水解導(dǎo)致分子間作用力降低，可以將氫氧化鈉作為清除劑的成分用于降低口香糖殘?jiān)鼘?duì)接觸物粘附性。

參考文獻(xiàn)

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