瓜尔胶发展历程介绍

瓜尔胶较初作为刺槐豆胶出现(Locustbeangum）产生的替代品。刺槐豆胶在工业生产中得到广泛应用，导致需求紧张。后来研究证明，瓜尔胶和刺槐豆胶虽然是聚半乳糖甘露糖，但在化学成分和行为上存在明显差异。刺槐豆胶要达到较大粘度需要高温水煮，而瓜尔胶在冷水中就可以水化。在化学成分方面，刺槐豆胶平均每4个甘露糖单元只有1个.五个乳糖支链。因此瓜尔胶分支单元数是刺槐豆胶的两倍。这被认为是瓜尔胶比刺槐豆胶更容易水化，氢键更活跃的主要原因。此外，瓜尔胶的成本只有刺槐豆胶的一半。

瓜尔胶直链上没有非极性基团，大部分伯羟基和仲羟基都在外面，半乳糖支链没有覆盖活性醇羟基。因此，瓜尔胶具有较大的氢键结合面积，当与纤维结合时，氢键结合距离短，结合力大。为赋予瓜尔胶更好的使用性能，通常对瓜尔胶原粉进行化学改性。瓜尔胶的改性主要有两个方向：一是在分子链上引入阳离子基团，从而获得一定的正电性。在有机溶剂中，用季铵盐3-氯2-羟丙基氯化铵和瓜尔胶原粉醚化生成阳离子瓜尔胶。这种带正电的改性瓜尔胶能与带负电的纤维和填料颗粒相互作用，提高原有的助留、助滤和增强效果。另一个改性方向是增加瓜尔胶分子链的长度，增加瓜尔胶分子链的分子量，从而接能力。与阳离子淀粉相比，阳离子瓜尔胶在冷水中是可溶的。

此外，许多淀粉分子形成螺旋结构，而瓜尔胶分子形成直链结构。因此，瓜尔胶的活性基团比阳离子淀粉更容易接近纤维，因此少量阳离子瓜尔胶可以达到多量阳离子淀粉的使用效果。如今，聚丙烯酰胺和改性淀粉广泛应用于造纸中。但其效果只能达到一定程度。它们在提高滤水量的同时，可能会过度凝结纤维，从而降低纸页的强度。作为造纸助剂，天然瓜尔胶能提高纸页强度，减少灰斑形成，提高纸页匀度。但其缺点是滤水困难，从而降低产量或增加干燥负荷。化学改性的两性或阳离子瓜尔胶在很大程度上克服了这一缺点。实验发现，这些改性瓜尔胶可以在保持或提高纸页匀度的同时提高纸页过滤水；通过吸附小纤维和颗粒，可以进一步提高过滤水和一次保留率。在过去，这两个方面是相互排斥的。

由于阳离子瓜尔胶的有效性主要取决于其与纤维的亲和力(即直接性)。鉴于此，阳离子瓜尔胶在黑液的存在下仍能有效发挥作用。随着封闭水循环的推广，含杂质较多的浆料，如新闻纸、未漂硫酸盐浆、废纸浆等，阴离子垃圾的积累将显著增加。这将使许多传统的造纸添加剂，如聚丙烯酰胺阳离子(CPAM）等待失去效果。阳离子瓜尔胶能有效克服这一点。实验研究发现，阳离子瓜尔胶在Zeta电位从-8mV到0mV效果较好。该Zeta电位范围与大多数造纸工艺一致。

摘自百度瓜尔胶的发展历程