近年來，隨著環(huán)境保護(hù)意識(shí)的不斷増強(qiáng)，人們逐 漸把注意力轉(zhuǎn)移到一些天然產(chǎn)物的研究上，瓜爾膠 就是其中之一。瓜爾膠是一種非離子多糖，它是D -吡喃甘露糖單元以0(1，4)苷鍵連接為分子主鏈， 而D-吡喃半乳糖則以a(]，6)苷鍵連接在聚甘露 糖主鏈上。瓜爾膠中甘露糖與半乳糖單元的摩爾比 約為1 5~ 2: 1，即每隔一個(gè)甘露糖單元連接著一 個(gè)半乳糖分支[1]，其分子結(jié)構(gòu)如圖1所示。與纖維

素分子結(jié)構(gòu)的相似性使瓜爾膠易于吸附到纖維上而 產(chǎn)生助留、助濾和増強(qiáng)效果。

由于瓜爾膠分子結(jié)構(gòu)中每個(gè)甘露糖或半乳糖上 都有羥基，在強(qiáng)堿的條件下，與陽離子醚催化劑作用 生成醚化陽離子瓜爾膠衍生物[2- 4]，分子鏈上一旦 引入陽離子基團(tuán)，獲得一定的正電性，這種帶正電的 改性瓜爾膠便可以與帶負(fù)電的纖維、填料粒子相互 作用從而提高原有的助留、助慮和増強(qiáng)效果。與淀 粉類助劑相比，陽離子瓜爾膠不需要糊化，可以直接 溶于水，同時(shí)由于其分子量處于中等（20萬-200 萬左右)，在提高助留助濾效果時(shí)不會(huì)產(chǎn)生過度絮 凝，有利于改善紙頁勻度。因此，在紙張生產(chǎn)中瓜爾 膠可用作漿內(nèi)施膠劑、表面施膠劑和涂布涂料添加 劑，具有很好的市場開發(fā)前景[5]。

陽離子瓜爾膠還廣泛應(yīng)用于化妝品行業(yè)，尤其 是在洗發(fā)香波和沐浴露中，它具有很好的調(diào)理性，附 加值極高。

本文應(yīng)用闊葉木紙漿考察了陽離子瓜爾膠對(duì)手 抄紙基本性能的影響。

1實(shí)驗(yàn)

1 1原料

闊葉木漿板：制漿造紙工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室提 供闊葉木漿板。

陽離子瓜爾膠E- 261CP- 1(CP- 1)及E- 261CP- 2(CP- 2):均為珠海伊可美有限公司，且均 顯黃色，CP- 2的取代度低于CP- 1。

手抄紙:將紙漿稀釋至一定濃度，加入到H158 型紙漿打散器中進(jìn)行疏解，然后將其調(diào)至一定濃度 后加入陽離子纖維素，攪拌5m n用ME- 255標(biāo)準(zhǔn) 紙頁成型器抄片，經(jīng)CA321紙頁壓榨機(jī)壓片后，在 CA322紙頁干燥機(jī)上烘干。其實(shí)驗(yàn)方法根據(jù)T205 on- 88〇抄好的紙樣在23°C和50% RH條件下平 衡水分24h測定抗張和撕裂強(qiáng)度等性能。測試時(shí) 每一個(gè)測試點(diǎn)抄10張紙，取其平均值。

其中瓜爾膠的添加量為瓜爾膠占絕干漿重量的 分?jǐn)?shù)（％»)。

2 1 4性能測試

光學(xué)性能測定:根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1543- 1988 測定。美國MICRO. TB- IC型光學(xué)性能測試儀。

抗張強(qiáng)度測定:根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T453- 1989 測定。瑞典L&GTH1型抗張強(qiáng)度儀。

撕裂度測定:根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T455 1- 1989 測定。美國TMI型撕裂度儀。

透氣度測定:根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 2679. 13 — 1996測定。ZZ- 100型紙張表面吸收重量測定儀， 陽離子瓜爾膠對(duì)手抄紙性能的影響，中國長春市紙張實(shí)驗(yàn)機(jī)廠。

2結(jié)果與討論

2 1陽離子瓜爾肢對(duì)手抄紙白度的影響

圖2為陽離子瓜爾膠的濃度對(duì)手抄紙白度（％ BO)的影響。

 

由圖2可以看出，兩種陽離子瓜爾膠對(duì)手抄紙 白度的影響趨勢相同。手抄紙的白度隨兩種陽離子 瓜爾膠添加濃度的増大而降低。主要由于陽離子瓜 爾膠呈黃色，加入陽離子瓜爾膠后手抄紙的白度明 顯降低，但由于纖維素纖維對(duì)陽離子瓜爾膠的吸附 達(dá)到一定量后（對(duì)CP- 1而言該濃度為2%(，而CP

-2則為3%»)，其手抄紙的白度降低也達(dá)到一個(gè)定

值。

22陽離子瓜爾肢對(duì)手抄紙抗張指數(shù)影響

圖3表示兩種陽離子瓜爾膠濃度對(duì)手抄紙抗張 指數(shù)的影響。

 CP-I<2>濃度

圖3陽離子瓜爾膠濃度對(duì)手抄紙抗張指數(shù)的影響 由圖3可以看到兩種陽離子瓜爾膠對(duì)手抄紙抗 張指數(shù)的影響大不相同。手抄紙的抗張指數(shù)先隨 CP- 1陽離子瓜爾膠濃度的升高而増強(qiáng)，當(dāng)陽離子 CP- 1濃度為2 5%。時(shí)其抗張指數(shù)達(dá)到最大，其后 抗張指數(shù)迅速降低至較原樣略低的水平。而陽離子 瓜爾膠CP- 2使得手抄紙的抗張指數(shù)降低，當(dāng)CP- 2的濃度為1%»是其抗張指數(shù)達(dá)到最小，其后抗張指 數(shù)隨CP- 2的増加回升至原樣的水平。

由于陽離子瓜爾膠分子鏈上所帶的陽離子可中 和纖維素纖維中的陰離子，從而増強(qiáng)了纖維素纖維 間的相互作用；這會(huì)對(duì)手抄紙的剛性強(qiáng)度帶來兩種 影響，其一，陽離子瓜爾膠量較小時(shí)，當(dāng)手抄紙中所 添加的量使其鏈中的陽離子強(qiáng)度與纖維素纖維上的 陰離子強(qiáng)度相當(dāng)，使得陽離子瓜爾膠的分子鏈及纖 維素纖維變得卷曲，從而減弱了纖維素纖維間的相 互作用，其剛性強(qiáng)度降低;但當(dāng)陽離子瓜爾膠取代度 較大時(shí)，即便用量很小，陽離子就會(huì)成為主導(dǎo)作用， 當(dāng)附著在纖維素纖維上的陽離子瓜爾膠的陽離子強(qiáng) 度大于纖維素纖維表面所帶的陰離子強(qiáng)度時(shí)，與纖 維素分子結(jié)構(gòu)相似的陽離子瓜爾膠的分子與纖維素 纖維有很強(qiáng)的親和力，從而會(huì)與纖維素纖維間產(chǎn)生 較強(qiáng)的相互作用，即瓜爾膠分子的支鏈會(huì)増大手抄 紙中纖維間的距離以及増加纖維間的相互纏結(jié)，而 這種相互纏結(jié)對(duì)細(xì)小纖維也起到了助留作用，因此 増加了纖維的剛性強(qiáng)度;但當(dāng)陽離子瓜爾膠濃度超 過某一濃度時(shí)，陽離子電荷増多，纖維間的排斥力増 大，使得手抄紙的剛性強(qiáng)度下降。

2 3陽離子瓜爾肢對(duì)手抄紙撕裂指數(shù)的影響

圖4表示陽離子瓜爾膠濃度對(duì)手抄紙撕裂指數(shù) 的影響。由圖4可知，兩種陽離子瓜爾膠對(duì)手抄紙 撕裂指數(shù)的影響趨勢是一致的，即手抄紙的撕裂指 數(shù)隨陽離子瓜爾膠濃度的增加而增加，其后手抄紙 撕裂指數(shù)基本達(dá)到一個(gè)定值。值得注意的是，CP- 1在同時(shí)增強(qiáng)手抄紙剛性強(qiáng)度的同時(shí)，也使得手抄 紙的柔性強(qiáng)度增大。而CP-2濃度為1%。時(shí)，手抄 紙的剛性強(qiáng)度最弱，柔性強(qiáng)度最大。

CP為陽離子聚電解質(zhì)，其分子鏈上的電荷使其 分子鏈伸展，這樣其側(cè)鏈可以與纖維素纖維作用而 結(jié)合，使纖維與纖維間的滑動(dòng)性增大，柔軔性提高， 從而撕裂指數(shù)上升。陽離子瓜爾膠對(duì)手抄紙性能的影響，但當(dāng)陽離子瓜爾膠達(dá)到一定濃 度后CP與纖維素纖維的作用達(dá)到飽和，使得其撕 裂指數(shù)基本達(dá)到定值。

 2 4陽離子瓜爾肢對(duì)手抄紙透氣度的影響

 圖5為陽離子瓜爾膠濃度對(duì)手抄紙透氣度的影 響。由圖5可以看出，兩種陽離子瓜爾膠對(duì)手抄紙 透氣度的影響趨勢也是一致的，即陽離子瓜爾膠的 添加有助于提高手抄紙的透氣度，陽離子瓜爾膠對(duì)手抄紙性能的影響，并隨著陽離子瓜 爾膠添加量的增大，手抄紙的透氣度先增大到一個(gè) 最大值(其濃度約為1%»)后略有下降。

由于陽離子間的排斥作用，陽離子瓜爾膠鏈間 的距離較大，加之瓜爾膠的支鏈結(jié)構(gòu)可與纖維素纖 維纏結(jié)形成網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)，造成陽離子瓜爾膠與纖維 素細(xì)小纖維間以及纖維素纖維間的堆積較松散，因 此,手抄紙的透氣性提高，當(dāng)陽離子的濃度增大到一 定值后，其鏈間的纏結(jié)增多，使纖維堆積緊密，造成 手抄紙透氣度下降。

3結(jié)論

(1)由于陽離子瓜爾膠本身為黃色，故添加到 漿中后造成手抄紙的白度降低；

(2)適當(dāng)取代度的陽離子瓜爾膠既可在一定程 度上增加了纖維的剛性強(qiáng)度；也可提高手抄紙的柔 軔性；

(3)陽離子瓜爾膠可在一定程度上提高手抄紙 的透氣性。