le blog Environ Le borax améliore les performances de l'adhésif d'amidon dans le collage industriel

Vous êtes-vous déjà demandé comment les anciens Égyptiens assemblaient les feuilles de papyrus ? Ou quelles merveilles technologiques se cachent derrière la pâte d'amidon, apparemment simple, utilisée pour la pose de papier peint ?

L'amidon, en tant que polymère naturel, sert d'adhésif depuis des milliers d'années. De la production ancienne de papyrus à l'installation moderne de papier peint, les adhésifs à base d'amidon sont restés pertinents en raison de leur accessibilité et de leur praticité. Aujourd'hui, les adhésifs à base d'amidon et de dextrine sont devenus indispensables dans les applications industrielles, en particulier dans les industries de l'emballage et de la transformation du papier.

Le don de la nature et la transformation industrielle

L'amidon est abondamment présent dans diverses plantes, servant de source d'énergie cruciale pour les organismes. Initialement extrait des pommes de terre, du blé et d'autres céréales pour les besoins quotidiens et industriels, l'amidon commercial provient aujourd'hui principalement du maïs, des pommes de terre, du manioc et du blé. Ces polymères naturels démontrent un potentiel industriel remarquable grâce à un traitement et une modification raffinés.

Le borax : l'ingrédient secret des adhésifs à base d'amidon

La chimie et l'application des adhésifs à base d'amidon sont devenues de plus en plus sophistiquées. Une avancée majeure a eu lieu à la fin des années 1930 avec le procédé Stein-Hall, qui a remplacé le silicate de sodium par des adhésifs à base d'amidon dans la production de carton ondulé. Cette innovation reposait largement sur des borates tels que le borax décahydraté et le métaborate de sodium.

Les molécules d'amidon sont composées d'amylose et d'amylopectine. Lorsque l'amidon est chauffé dans des solutions alcalines, l'eau pénètre dans les granules, provoquant un gonflement et formant un réseau hydraté. Les agents alcalins rompent les liaisons hydrogène entre les chaînes d'amidon et favorisent la formation de groupes hydroxyle, dissolvant les régions cristallines en une pâte d'amidon.

Lorsqu'il est combiné avec des borates, l'amidon subit d'autres changements chimiques. Les ions borate forment des réticulations entre les chaînes d'amidon, modifiant considérablement les propriétés physiques de l'adhésif. Cette modification crée des polymères hautement ramifiés avec un poids moléculaire accru, résultant en une viscosité améliorée, un tack amélioré et des propriétés rhéologiques optimisées, essentiels pour les opérations à grande vitesse comme la production de carton ondulé.

L'amidon peut également être efficacement décomposé par des méthodes enzymatiques, acides, oxydatives ou thermiques en divers produits de dégradation hydrophiles et adhésifs. Ces dérivés, y compris l'amidon bouilli, l'amidon oxydé et diverses dextrines, peuvent être transformés en adhésifs de différentes viscosités et concentrations pour diverses applications industrielles.

Applications industrielles clés des adhésifs modifiés par les borates

L'ajout de borax confère aux adhésifs à base d'amidon et de dextrine des propriétés uniques qui les rendent inestimables dans de nombreuses industries :

• Fabrication de carton ondulé : Le procédé Stein-Hall a permis aux adhésifs à base d'amidon de concurrencer le silicate de sodium, devenant la solution dominante pour le collage du carton ondulé. Le borax accélère la gélatinisation et optimise la stabilité de la viscosité pour une production à grande vitesse.
• Production de sacs en papier : Les adhésifs à base d'amidon sont essentiels pour les sacs d'épicerie et les sacs multi-parois, nécessitant une bonne fluidité, une forte adhérence et une viscosité stable. On utilise généralement de l'amidon légèrement bouilli, de l'amidon oxydé ou des dextrines avec des additifs de borax.
• Fabrication de cartons : Les dextrines modifiées par le borax sont largement utilisées pour la fermeture et l'emballage des cartons, nécessitant une teneur élevée en solides avec une faible viscosité et un mouillage efficace du papier sans pénétration.
• Fermeture de boîtes : Pour les rabats supérieurs et inférieurs, les adhésifs à base d'amidon offrent d'excellentes propriétés d'écoulement, une stabilité de viscosité et un séchage rapide, ce qui en fait le choix privilégié pour des solutions d'emballage économiques.
• Bobinage de tubes en papier : Les tubes bobinés en spirale et en convolute nécessitent des adhésifs à prise rapide et à forte adhérence. Les formulations d'amidon modifiées par le borax offrent une force de liaison et des caractéristiques de traitement idéales.
• Carton laminé : Bien que les adhésifs synthétiques aient gagné en popularité, les adhésifs à base d'amidon légèrement bouilli et modifié par le borax dominaient autrefois ce domaine pour leurs performances de revêtement et de collage supérieures.
• Rubans remouillables : Des dextrines modifiées spéciales avec des plastifiants sont utilisées pour les rubans nécessitant un tack rapide, une force de liaison durable, un brillant élevé et de la flexibilité.
• Industrie textile : L'amidon est principalement utilisé dans l'encollage des fils de chaîne pour améliorer l'efficacité du tissage. Bien que le borax soit peu utilisé ici, l'avantage de coût de l'amidon maintient sa pertinence dans des applications spécifiques.

De l'artisanat ancien aux processus industriels modernes, les adhésifs à base d'amidon continuent de démontrer leur polyvalence et leur efficacité. L'incorporation de borates a élevé ces polymères naturels pour répondre aux exigences rigoureuses de la fabrication contemporaine tout en conservant leurs avantages environnementaux et économiques.