口香糖残渣清除试剂相关探究

王杰　李南庆　肖智含

摘要：针对口香糖残渣的组成成分和组成成分的粘性程度与特性，为了降低口香糖残渣对地面的粘附性，通过降低口香糖胶基分子量从而降低其分子间作用力，利用相似相溶原理除去胶基内的橡胶及乙酸乙烯酯等黏性物质。设计剥离实验对经过四种不同试剂处理过的口香糖胶基进行剥离测试，得出适合配比，配制能有效降低胶基对地面粘附性的绿色试剂。

关键词：分子量；相似相溶；分子间作用力；剥离

中图分类号：TB

文献标识码：A

doi：10.19311/j.cnki.16723198.2017.01.088

1研究内容

1.1口香糖的组成成分

口香糖一般有两种不同的组分，其一是水溶性组分糖类、香基以及其他一些必要的添加剂，这些组分主要赋予口香糖不同的口味颜色，其二是口香糖中必不可少的疏水组成材料：胶基组成胶基的大分子物质主要是聚合性树脂和弹性体，口香糖中还添加了一部分的甘油、植物油及卵磷脂等作为乳化剂。

1.2口香糖胶基的剖析

2实验研究原理

根据高聚物溶解溶胀的热力学理论，选用与口香糖胶基成分溶度参数相近的植物精油进行溶解试验研究，并设计筛选出最佳的溶剂配比。聚合物结构非常复杂：溶解度与分子量有关。通常是分子量大的，溶解度小；分子量小的，溶解度大。提高温度一般可以增加其溶解度：降低温度则减小其溶解度。

根据酯键的断键理论，碱作为催化剂，OHˉ进攻酯键中的碳氧，以羟基的形式取代了ROˉ，形成羧酸。ROˉ结合质子生成醇，图1为胶基中聚乙酸乙烯酯的水解式。

乙醇具有较低的表面张力，这意味着乙醇具有很好的渗透作用，可使溶剂快速渗透到胶基与地面的接触面，有利于胶基与地面分离。

表面活性剂的作用，相当于两个相与表面活性剂分子都没有形成界面，就相当于通过这种方式部分的消灭了两个相的界面，利用这种原理可将不溶于水的植物精油与水混合均匀。

3实验部分

3.1溶解性测试实验

（1）分别用不同的植物精油对口香糖中的各自成分进行溶解，观察各种成分在不同的植物精油中的溶解情况，所用植物精油为：草莓油，樱桃油，橙油，香辛油，无水乙醇。被用来测试的口香糖胶基成分有：聚乙酸乙烯酯，酯化胶，天然橡胶，微晶蜡，合成橡胶。溶解结果如表2所示。

由表2可以分析得出，口香糖胶基中大部分成分在橙油中都有较好的溶解性，除了聚乙酸乙烯酯不能与其相溶，而聚乙酸乙烯酯在无水乙醇中有较好的溶解性。草莓油能对口香糖胶基中除了橡胶类物质其他都有较好的溶解性，聚乙酸乙烯酯和酯化胶在樱桃油中有较好的溶解性，香辛油则只能溶解口香糖胶基中的酯化胶。

（2）将一定口香糖胶基分别放入含有蒸馏水，无水乙醇，一定浓度的氢氧化钠的烧杯中，在60℃水浴的环境下搅拌，观察1分钟后口香糖胶基的状态。

实验分析：由图1口香糖胶基被分解成微小胶团，且对烧杯壁未产生粘附现象，图2用20ml蒸馏水处理后，口香糖胶基粘附在烧杯壁上，图3用无水乙醇处理后口香糖胶基未对烧杯壁产生粘附现象。由此得出，口香糖胶基在氢氧化钠溶液中分解，碱性条件下胶基中的聚乙酸乙烯酯水解而使其分子量降低从而使胶基分子间相互作用力降低所致。而在60℃的蒸馏水中只是将胶基软化反而使其黏性增大粘附在烧杯壁上，在无水乙醇中，胶基中的聚乙酸乙烯酯具有较好的溶解性，这使得胶基不能粘附在烧杯壁上。

3.2剥离实验——测试口香糖粘附性

实验仪器和试剂：

口香糖4份（咀嚼过），10ml 0.6mol/L氢氧化钠溶液，10ml无水乙醇，10ml乙醇与0.6mol/L氢氧化钠混合溶液，八块一模一样的ABS塑料板（70mm×31mm），拉力试验机，烧杯4个，玻璃棒一根，滤纸若干，布式漏斗，真空泵，水浴锅。

实验步骤：

（1）4块口香糖分别放入盛有10ml 0.6mol/L的氢氧化钠溶液，10，ml无水乙醇，10ml乙醇与0.6mol/L的氢氧化钠，10ml的蒸馏水的烧杯中，并在60℃的环境下水浴加热，加热过程中不断搅拌，持续2min。

（2）试剂处理过的口香糖残渣分别倒入铺上滤纸的布氏漏斗中并减压过滤。过滤完成后将残余的口香糖残渣均匀平铺在ABS塑料板上，所铺面积为31mm×48mm，铺好过后各自做好标记并用另一块板和上后施加10N的压力持续10h。

（3）移开压力，分别用拉力试验机以50mm/min的速度连续进行180°剥离测试，测量试件的剪应力。

（4）用电脑绘制出剪应力与位移的关系图线见图4。

图中四条曲线分别是未用试剂处理，用乙醇处理，用氢氧化钠处理，用乙醇和氢氧化钠混合试剂处理的位移与剪应力关系曲线。由图可以知道不同的处理方式导致口香糖胶基的粘性有所不同，未经过任何处理的口香糖胶基粘性最大，所以其对ABS塑料板的粘附力也最大，所需的剥离力也最大。而其他三种情况都是针对口香糖胶基中的聚乙酸乙烯酯进行处理，聚乙酸乙烯酯分子量大粘附性强，但是在乙醇中有较好的溶解性，所以通过乙醇处理过的口香糖胶基的粘附力有所下降。聚乙酸乙烯酯在碱性条件下水解会使得其分子量降低，高分子量的聚乙酸乙烯酯的粘附性主要是因为分子间的相互作用力，而分子间的相互作用力又与分子量成正相关，即分子量降低会导致口香糖胶基对接触面的粘附性。

4结论

（1）设计出了一种关于对口香糖残渣粘附力测试比较的评价方法，能有效的测量出口香糖残渣的粘附性变化，测试结果采用图像表示，符合剥离试验的本身特征，试验简单可操作性强，解决了口香糖残渣粘附性不易定量分析的困难。

（2）得到能降低口香糖残渣粘附性和能有效清除口香糖残渣的试剂成分，其包括d-柠檬烯，无水乙醇，一定浓度氢氧化钠溶液，一种表面活性剂。

（3）一种绿色无污染的植物精油d-柠檬烯，它对口香糖胶基有较好的溶解性，可以利用该植物精油作为口香糖残渣清除试剂的成分。

（4）乙醇不仅能作为良好的渗透剂，其可以使试剂渗透到口香糖残渣与接触面的空隙中将接触到的口香糖残渣进行溶解，乙醇还可作为胶基中聚乙酸乙烯酯的溶解剂。

（5）氢氧化鈉溶液能分解口香糖胶基的主要原因是胶基中的聚乙酸乙烯酯在碱性条件下水解导致分子间作用力降低，可以将氢氧化钠作为清除剂的成分用于降低口香糖残渣对接触物粘附性。

参考文献

[1]翁其强.口香糖中各组份的影响及配比[J].食品工业，1990.

[2]徐鸣瑶，李晓林，张立群.沥青粘附性定量测试新方法[J].中外公路，2011.