瓜爾膠，是從種楦于印巴次 大陸的豆科植物——瓜豆中提 取的一種植物膠。瓜爾膠及改性瓜爾膠的性質(zhì)及應(yīng)用，它在化學(xué)組成 上是聚半乳糖甘露糖。由于其獨(dú) 特的分子結(jié)構(gòu)及物理化學(xué)特性， 使它成為一種很有潛力的新型 環(huán)保造紙助劑。目前國(guó)內(nèi)對(duì)此研 究很少。

瓜爾膠的首要特點(diǎn)是因瓜 豆生長(zhǎng)于髙溫、干旱缺水的環(huán) 境，因此其不耐水，瓜爾膠及改性瓜爾膠的性質(zhì)及應(yīng)用，在冷水中便 可以水化、溶解。這與淀粉系列 助劑使用前需要糊化相比是一 個(gè)很大的優(yōu)勢(shì)。

瓜爾膠的另一特點(diǎn)是分子 結(jié)構(gòu)與纖維素分子非常相似。 瓜爾膠分子中甘露糖單元通過(guò) 1，4 苷鍵連接成主鏈，半乳 糖支鏈則以1，6-«鍵間隔與甘 露糖主鏈相連。與纖維素分子的 相似性使它易于吸附到纖維上 而產(chǎn)生助留、助濾和增強(qiáng)效果。 瓜爾膠與PAM等助劑相比，分 子量不髙，因而不會(huì)產(chǎn)生過(guò)度絮 凝。所以，瓜爾膠做助留劑時(shí)，有 明顯的助留效果，同時(shí)并不影響 紙頁(yè)勻度。另外，造紙過(guò)程中對(duì) 纖維的潤(rùn)脹及紙頁(yè)強(qiáng)度有重要 作用的半纖維素（主要是甘露糖 和木糖）會(huì)在蒸煮過(guò)程中損失， 而瓜爾膠的應(yīng)用可以起到補(bǔ)充 天然半纖維素的作用。

從瓜豆中提取瓜爾膠后一 般要經(jīng)過(guò)用Haug的方法純化 (Purification)，瓜爾膠先用乙醇 再用乙醚洗滌，接著在純乙醚中 放置86然后進(jìn)行過(guò)濾并真空烘 干2天，干燥后瓜爾膠在實(shí)驗(yàn)用 球磨機(jī)磨3 ~4h。磨細(xì)后過(guò)50目 篩，然后在50%RH(相對(duì)濕度) 和73°F條件下過(guò)夜。純化后瓜 爾膠的氮含量、蛋白質(zhì)、灰分分 別從 0. 738%、4. 61%、0. 68% 下 降到 0. 21%、1. 32%、0. 18%。

實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，瓜爾膠中甘 露糖單元與半乳糖單元的比例 不同，瓜爾膠及改性瓜爾膠的性質(zhì)及應(yīng)用，會(huì)影響其使用性能，通過(guò) 酶水解的方法可以使一部分半 乳糖支鏈水解而提髙甘鱔糖的 含量，不同甘露糖/半乳糖比例 對(duì)瓜爾膠在紙頁(yè)中的留著影響 如圖1?？梢钥闯鏊獾墓蠣柲z 即甘露糖/半乳糖比例增大，則 本身被纖維留著率增大。到一定 程度，當(dāng)支鏈半乳糖太少，留著 率略有下降。另外純化后的瓜爾 膠相對(duì)纖維的加入量從0. 66% 增大到1.9%,本身被纖維留著 率則從75. 75%下降到58%，如 圖2。這是因?yàn)閷?duì)于一給定的纖維表面積，它所能吸附的高分子 助劑也是有限的。

天然瓜爾膠作為造紙助劑 時(shí)，可以提髙紙頁(yè)強(qiáng)度，減少灰 斑形成并提高紙頁(yè)勻度。它的缺 點(diǎn)是造成濾水困難，從而增大了 干燥部負(fù)荷。經(jīng)過(guò)化學(xué)改性的兩 性或陽(yáng)離子性的瓜爾膠則在很 大程度上克服了這一弊病。

瓜爾膠粉與叔胺或季銨鹽 發(fā)生醚化反應(yīng)可以使瓜爾膠帶 有一定的電荷密度，從而更容易 與帶負(fù)電的纖維和填料發(fā)生作 用。國(guó)外新研制的一種管式反應(yīng) 器可以使瓜爾膠的醚化反應(yīng)連 續(xù)進(jìn)行，它讓瓜膠粉、堿、醚化劑 的混合漿狀物在沒(méi)有氧存在的 條件下連續(xù)通過(guò)管式反應(yīng)器，控 制一定的溫度和反應(yīng)時(shí)間而得 到一定取代度的產(chǎn)品。

Bumfield研究發(fā)現(xiàn)，將陽(yáng)離 子瓜爾膠與陽(yáng)離子淀粉按一定 比例預(yù)先混合，經(jīng)糊化后使用， 陽(yáng)離子淀粉的增強(qiáng)及陽(yáng)離子瓜 爾膠的助留、助濾效果都能得到 有效的發(fā)揮，而且它比不經(jīng)預(yù)先 混合而分別使用兩種助劑相比， 強(qiáng)度提高20%左右。更重要的是 它消除了單獨(dú)使用陽(yáng)離子瓜爾 膠時(shí)粉塵”（瓜爾粉）對(duì)人體影 響及耗水量大的弊端。

在造紙過(guò)程中，如果淀粉助 劑用量過(guò)多，則會(huì)導(dǎo)致紙頁(yè)變硬 (hardness)，瓜爾膠及改性瓜爾膠的性質(zhì)及應(yīng)用，同時(shí)增大白水COD 和BOD負(fù)荷，Larsson通過(guò)研究 認(rèn)為，將改性的瓜爾膠（陽(yáng)離子 或中性）與膠體硅酸按適當(dāng)比例 混合后，是一種良好的造紙?jiān)鰪?qiáng) 劑，同時(shí)也顯著提髙助留助濾效 果。研宄發(fā)現(xiàn)，分多次加入膠體 硅酸對(duì)紙頁(yè)強(qiáng)度和其他性能有 較大改善，但最顯著的改善是細(xì) 小纖維和填料的留著率。具體加 入步驟為先將一部分膠體硅酸 與纖維和填料混合，適時(shí)加入改 性瓜爾膠，當(dāng)填料中形成了纖 維、填料、硅酸和瓜爾膠的混合 絮聚物并在漿料進(jìn)入流漿箱之 前加入剩余部分膠體硅酸。雖然 它對(duì)助留助濾、增強(qiáng)的原理還不 完全明了，但是纖維-填料-硅 酸與瓜爾膠混合物形成的絮聚 物更加穩(wěn)定被認(rèn)為是主要原因， 即后面加入的膠體硅酸使先前 形成的絮聚物進(jìn)一步結(jié)合成更 穩(wěn)定的、對(duì)成形過(guò)程各種外力不 敏感的絮聚物。

目前，瓜爾膠在濾嘴棒紙生 產(chǎn)中的應(yīng)用是最成功的。它不需 要單獨(dú)的溶解、攪拌設(shè)備，在低定 量紙中有較大的推廣價(jià)值。