瓜爾膠的應(yīng)用研究：

瓜爾膠的應(yīng)用研究，瓜爾膠，英文名為 guar gum ”是從廣 泛種植于印巴次大陸的一種豆科植物——瓜 爾豆中提取的一種高純化多糖，就分子結(jié)構(gòu) 來說它是一種非離子多糖。瓜爾膠以聚甘露 糖為分子主鏈，D-吡喃半乳糖為支鏈，其中 甘露糖與半乳糖單元之比為2: 1。

瓜爾膠最大的特點(diǎn)就是它與纖維素的結(jié) 構(gòu)非常相似，這種相似性使它對纖維素有很 強(qiáng)的親和性，稱為直接性。在應(yīng)用時(shí)，瓜爾膠 比刺槐豆膠被廣泛地用于工業(yè)生產(chǎn))更容易 水化；在化學(xué)組成上瓜爾膠的分支單元數(shù)是 次槐豆膠的2倍，并且瓜爾膠直鏈上沒有非 極性基團(tuán)，大部分伯羥基和仲羥基都處于外 側(cè)，半乳糖支鏈并沒有遮住活性的醇羥基，因 此具有更大的氫鍵活性。

瓜爾膠的應(yīng)用研究為了賦予瓜爾膠更好的使用性能，可以 采取對瓜爾膠原粉進(jìn)行化學(xué)改性的方法，瓜爾膠的應(yīng)用研究，即 在分子鏈上引入陽離子基團(tuán)生產(chǎn)陽離子瓜爾 膠。陽離子瓜爾膠在冷水中可溶，這與陽離 子淀粉相比是一個(gè)很大的優(yōu)勢。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)經(jīng) 過改性的陽離子瓜爾膠在提高紙頁濾水的同 時(shí)保持或提高紙頁勻度；通過吸附細(xì)小纖維 和填料可以進(jìn)一步改善濾水同時(shí)提高一次留 著率。而在過去，這兩方面都是互斥的。

對于陽離子瓜爾膠，國外已進(jìn)行了許多 研究。Burnfield研究發(fā)現(xiàn)，將陽離子瓜爾膠與 陽離子淀粉按一定比例預(yù)先混合，經(jīng)糊化后 使用；陽離子淀粉的增強(qiáng)及陽離子瓜爾膠的 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204左右，更重要的是它消除了單 獨(dú)使用陽離子瓜爾膠時(shí)粉塵”瓜爾膠粉)對 人體的危害及耗水量大的弊端。

在造紙過程中，如果淀粉助劑用量過多， 則會(huì)導(dǎo)致紙頁變硬，同時(shí)增大白水COD和 B0D負(fù)荷，Larsson通過研究認(rèn)為，將改性的 瓜爾膠陽離子或中性)與膠體硅酸按適當(dāng)比 例混合后，是一種良好的造紙助強(qiáng)劑，同時(shí)也 顯著提高助留助濾效果，研究發(fā)現(xiàn)，分多次加 入膠體硅酸對紙頁強(qiáng)度和其它性能有較大改 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，適當(dāng)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。雖然它對助留助濾、增強(qiáng)的 原理還不完全明了，但是纖維一填料一硅酸 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 成形過程各種外力不敏感的絮聚物。

2瓜爾膠的應(yīng)用領(lǐng)域

2. 1 食品工業(yè)

瓜爾膠是現(xiàn)代食品行業(yè)應(yīng)用最廣泛的食 品輔料之一。它可以用在方便食品、調(diào)味品、 飲料、冰淇淋和詞料等多種食品中，具有增 稠、保水、穩(wěn)定及粘結(jié)懸浮的作用，是食品加 工行業(yè)廣泛應(yīng)用的增稠劑、穩(wěn)定劑和懸浮 劑。

2.2 化妝品工業(yè)

瓜爾豆由于其本身豐富的營養(yǎng)成分正在 受到化妝品行業(yè)的重視?；瘖y品的原材料主 要分為如下兩類：

油脂類產(chǎn)品：棕櫚酸異丙酯&PP)、肉豆 蔻酸異丙酯&PM)、硬脂酸異丁酯&BS)等。

功能性添加劑：陽離子瓜爾膠、Vc磷酯 鎂、Vc磷酸酯鈉等。

陽離子瓜爾膠通常作為功能性添加劑。

2. 3 紡織工業(yè)

印花是紡織行業(yè)的一個(gè)重要分支。由瓜 爾膠及其衍生物制成的印花糊料膠較傳統(tǒng)的 印花糊料具有以下優(yōu)勢：

1)有良好的流變性，屬于假塑性流體， 不易在括刀口上，印花性能好、印花刀疵較 少。

2)滲透性好、印花表面勻染性好。

3)成糊率高、固含量較低、洗滌性好。

-)保水性良好，用于疏水性纖維織物的 印花也不至于滲化。

.)耐酸、耐堿、耐電解質(zhì)。

/)對各類染料的相容性較好，可與其它 糊料混合作用。

2.4石油工業(yè)

瓜爾膠是一種純天然植物膠，具有較強(qiáng) 的增粘作用。瓜爾膠的應(yīng)用研究，羥丙基瓜爾膠是由瓜爾膠粉經(jīng) 過化學(xué)改性后得到的，具有許多優(yōu)點(diǎn)，水不溶 物及殘?jiān)^瓜爾原粉有大幅降低。用于油田 水基壓裂液基混漿添加劑，能有效地降低對 底層的污染，且抗高溫性好，穩(wěn)定性強(qiáng)。

2.5造紙工業(yè)

瓜爾膠應(yīng)用于造紙工業(yè)的時(shí)間并不長， 應(yīng)用范圍也不甚廣泛。但其顯著的應(yīng)用效果 不容忽視。目前，國外對瓜爾膠作為造紙?jiān)?強(qiáng)劑、助留助濾劑、絮凝劑、打漿增粘劑等領(lǐng) 域都進(jìn)行了深入的研究。許多成果應(yīng)用于造 紙實(shí)踐中。

3 應(yīng)用于造紙工業(yè)的意義

造紙化學(xué)品的研究工作發(fā)展到今天，已 有很多種效果不錯(cuò)的助留助濾劑被人們開發(fā) 和應(yīng)用，并且取得了顯著的成績。瓜爾膠在 造紙中的應(yīng)用國內(nèi)尚不多。隨著現(xiàn)代造紙的 發(fā)展，適應(yīng)高速紙機(jī)、零排放以及環(huán)保的要 求，瓜爾膠及其改性物在造紙中應(yīng)用的研究 有著重要意義：

1)隨著封閉水循環(huán)的推廣，新聞紙、未 漂硫酸鹽漿、廢紙漿等漿料的陰離子垃圾的 積累將顯著增加，這就會(huì)使許多傳統(tǒng)的造紙 助劑，如聚丙烯酰胺PAM)等失去作用，而陽 離子瓜爾膠的吸附作用主要是因?yàn)楣蠣柲z的 分子結(jié)構(gòu)與纖維分子相似，陰離子垃圾的存 在并不能左右瓜爾膠吸附纖維和填料。所以 陽離子瓜爾膠作為濕部添加劑時(shí)可以有效地 克服這一問題。

2)瓜爾膠的應(yīng)用研究，聚丙烯酰胺和改性淀粉作為助留助 濾劑使用時(shí)，在加快濾水的同時(shí)可使纖維過

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度凝聚，從而降低紙頁的勻度和強(qiáng)度。而陽 離子瓜爾膠能在加快紙頁濾水的同時(shí)保持 或提高紙頁的勻度。

3)瓜爾膠使用簡單，不需要單獨(dú)的溶 解設(shè)備，沒有分子量剪切問題，且無毒無害， 抄造高檔卷煙紙尤為適合，在食品包裝紙上

也有很大的意義。

結(jié)束語

瓜爾膠由于本身所具有的與纖維結(jié)構(gòu) 相似性、天然環(huán)保性、水溶性等優(yōu)點(diǎn)，使它在 造紙工業(yè)尤其在卷煙紙等低定量紙的生產(chǎn) 領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。

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