近年來(lái)隨著各國(guó)對(duì)環(huán)境污染的日益關(guān)注和重 視，人們逐漸把注意力集中到了對(duì)環(huán)境友好的天然 高分子材料上[1]。瓜爾膠(guar gum)就是其中一種，它 是一種從瓜爾豆中提取的天然的半乳甘露聚糖植物 膠[2]。從產(chǎn)于印度、巴基斯坦等地的瓜爾豆種子的胚 乳中提取得到，并將胚乳精磨便得到食品級(jí)、技術(shù) 級(jí)或工業(yè)級(jí)的瓜爾膠原粉[3]。

沒(méi)經(jīng)化學(xué)改性的瓜爾膠原粉雖然也能有效提高 紙頁(yè)的強(qiáng)度，且有良好的助留作用，卻使濾水困難， 干燥負(fù)荷增大;經(jīng)醚化反應(yīng)進(jìn)行化學(xué)改性后的瓜爾 膠能有效地克服這一缺點(diǎn)[4]。改性后的瓜爾膠主要有 陰離子型、陽(yáng)離子型、非離子型、兩性瓜爾膠和磷酸 瓜爾膠。各種類型的瓜爾膠主要作用不同，用量也不 同。瓜爾膠在造紙中的應(yīng)用主要分為漿內(nèi)添加、表面 施膠和涂布涂料。目前3個(gè)方面都得到一定程度的 應(yīng)用，最主要是漿內(nèi)添加；主要起到增強(qiáng)、助留助濾 作用，并在助留助濾的同時(shí)能有效維持紙頁(yè)的勻度、 減少灰斑形成，提高紙頁(yè)的透氣度，再加上它的天然 性、無(wú)毒性，燃燒時(shí)無(wú)氣味，為生活用紙、食品包裝紙 的生產(chǎn)，尤其是卷煙紙和濾棒紙的生產(chǎn)所普遍使用。

瓜爾膠獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特征決定了它易溶于水，易 于被化學(xué)物質(zhì)所吸收;瓜爾膠另一個(gè)良好的特性是 能排除陰離子的干擾,使得作為增強(qiáng)劑使用的非離 子型瓜爾膠能夠在纖維表面快速吸附，并為纖維之 間形成氫鍵結(jié)合提供大量的羥基，從而能夠有效促 進(jìn)纖維之間的結(jié)合。

本次試驗(yàn)共有9個(gè)品種的瓜爾膠，分離子型和非 離子型。其中離子型3個(gè)，非離子型6個(gè)。在相同的試 驗(yàn)條件下，紙漿中分別加入一定量的瓜爾膠，與空白試 樣進(jìn)行比較，篩選出適合本廠生產(chǎn)卷煙紙所需的最優(yōu) 瓜爾膠。

1實(shí)驗(yàn)

1.1實(shí)驗(yàn)原料

進(jìn)口漂白硫酸鹽針葉木漿，打漿度89 °SR;進(jìn)口漂白硫酸鹽闊葉木漿,打漿度39 °SR;CaC03,德國(guó)進(jìn) 口,加入量35%(對(duì)絕干漿計(jì)）;瓜爾膠:3個(gè)離子型，6 個(gè)非離子型；瓜爾膠配制成不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的瓜爾膠 溶液，攪拌時(shí)間30 min，靜置2 h后加入漿中。

1.2實(shí)驗(yàn)主要儀器

自制抄片機(jī);PTI抄片機(jī)；自制伏特式打漿缸； ZLL*10紙張拉力試驗(yàn)機(jī)；YQ-2-B漿度儀；電子秤 ARRV;高溫爐；白度儀;攪拌機(jī)(轉(zhuǎn)速1 000 r/min)。 1.3實(shí)驗(yàn)方法

在相同的試驗(yàn)條件下，紙漿中分別加入一定量的

瓜爾膠與空白試樣進(jìn)行比較，篩選最適合的瓜爾膠。 1.4分析測(cè)試

參照《制漿造紙分析和檢測(cè):P]測(cè)定手抄紙有關(guān) 物理性能。

2結(jié)果與分析

2.1非離子型瓜爾膠與空白試樣比較

分別將6種不同的非離子型瓜爾膠試樣加入 到漿料中，抄制手抄片，測(cè)定其物理性能，并與空白 試樣做比較，結(jié)果見表1。 

表1非離子型瓜爾膠與空白試樣的比較

非離子型瓜爾膠牌號(hào)及用量

物理性能空白470126925710PA-2958005-CHPG-101

0.5%0.7%0.5%0.7%0.5%0.7%0.5%0.7%0,5%0.7%0.5%0.7%

定量/(g-m-2)41.2146.2646.6948.0644.4243.2045.4146.7546-0845.8542.7743.5241.64

抗張強(qiáng)度/(kN.ixr1)1.221.331.421.501.131.411.201.291.201.331.331,501.61

抗張指數(shù)/(N.m.g“)29.6528.8130.4531.2025.5132.6526.4227.5626.0329.0731.1634.5638.68

w(灰分)/%10.4916.2115.0715.6014.9315.0414.6015.7116.2614.5515.3012.1012.10

白度/%87J87.987,988.187.787.587.787.787.587.487.587.786.9

平均保留率/%-32.9331.2829.2234.3829.7213.31

 

由表1測(cè)定數(shù)據(jù)分析,從保留效果上來(lái)看，4701 平均保留率為32.93% ,PA-295平均保留率為 34.38%，2692平均保留率為31.28%,5710平均保留 率為 29.22%，8005-C 平均保留率為 29.72%,HPG-101 平均保留率為13.31%。4701和PA-295保留效果比 其他4個(gè)樣品好;與空白樣品相比較,保留率提高了 約10%。從增強(qiáng)效果上來(lái)看，HPG-101比空白樣本增 強(qiáng)了約 7 N • m/g。

2.2陽(yáng)離子型瓜爾膠與空白試樣比較

分別將3種不同的陽(yáng)離子型瓜爾膠試樣加入 到漿料中，抄制手抄片，測(cè)定其物理性能，并與空白 試樣做比較，結(jié)果見表2。 

表2陽(yáng)離子型瓜爾膠與空白試樣的比較

陽(yáng)離子型瓜爾膠牌號(hào)及用量

物理性能空白CCG-30310111

0.5%0.7%0.5%0.7%0.5%0.7%

定量/(g-m-2)41.2147.0143.8543.0943.6946.2146.03

抗張強(qiáng)度/(kN*nrl)1.221.231.3B1.451.401.311.52

抗張指數(shù)/(N*mfl)29.6526.1631.4732.2633.6532.0433.02

(灰分)/%10.4915.3114.2814.6615.8515.8513.77

白度/%87.786.286.486.786.987.586.9

平均保留率/%—29.1031.1729.17

 

從表2可以看出，從保留效果上來(lái)看,CCG-30平 均保留率為29.10%,310平均保留率為31.17%， 111平均保留率為29.17%。310保留效果較其他2 個(gè)樣品好，與空白樣品相比較，保留率提高了 10%。 增強(qiáng)效果最好的是310,提聞了 3 N*m/g。

2.3 3種瓜爾膠手抄紙片物理性能的比較

根據(jù)表1和表2所得到的數(shù)據(jù)，綜合分析各種 類型瓜爾膠的使用效果，選出牌號(hào)分別為310、2692、 111的3種瓜爾膠進(jìn)行不同配比的手抄紙片實(shí)驗(yàn)， 其相應(yīng)的物理性能測(cè)試結(jié)果見表3。

從表3可見，配合使用非離子型和陽(yáng)離子型瓜 爾膠比使用單一的瓜爾膠在保留率上提高40%左 

表3 3種不同類型及配比的瓜爾膠手抄紙片物理性能的比較

不同類型瓜爾膠牌號(hào)及用量

物理性能空白w(310)=0.3%w(lll)=0.3%w(2692)=0.5°/〇w(310)+w;(2692)=0.3%+0.5%w( 111 )+w(2692)=0.3%+0.5%

定量/(g*m_2)34.236.236.436.236.836.6

W(灰分)/%13.715.715.916.316.816.5

裂斷長(zhǎng)/km151116181597181517621748

透氣度/C328418413405412411

保留率/%33.861.861.665.776.675.1

白度/%81.484.0B4.085.285.984.9

不透明度/%68.574.574.576.076.975.3

 

右；相比較空白樣透氣度可提高80 c，白度變化不 大，不透明度可提高約7%。

綜上所述，結(jié)合生產(chǎn)卷煙紙的工藝條件，在卷煙 紙生產(chǎn)中，隨著高速煙卷機(jī)的不斷出現(xiàn)對(duì)卷煙紙?zhí)?出了更高的要求，即高強(qiáng)度和高透氣度。優(yōu)選出陽(yáng) 離子型瓜爾膠310和非離子型瓜爾膠2692配合使 用作為生產(chǎn)上的應(yīng)用。

3配合使用陽(yáng)離子型瓜爾膠310和非離子 型瓜爾膠2692在生產(chǎn)上的試驗(yàn)

漿料配比:《;(闊葉木漿）：w(針葉木漿)=55% : 45%;填料用量:碳酸鈣50%;陽(yáng)離子型瓜爾膠310 和非離子型瓜爾膠2692添加點(diǎn)在紙機(jī)的沖漿池中； 上網(wǎng)濃度:9.1 g/L;紙機(jī)車速:255 m/min〇結(jié)果見表4。 

表4配合使用陽(yáng)離子型和非離子型瓜爾膠在現(xiàn)有工藝條件下的生產(chǎn)試驗(yàn)

w(310)+w(2692)=0.3%+0.5%成紙物理指¥白水量濃度

定量/(g-m_2)w(灰分)/%抗張指數(shù)/(N*m^)透氣度/c勻度/(g-L-1)

0.0026.515.4125.3040.20好6.50

0.3028.317.1035,6942.20好5.30

0,4028.517.9336.1443.70好4.80

0.5029.118.0237.844.20一般4.80

0.6029.017.9837.5843.90一般4.70

 

生產(chǎn)試驗(yàn)，由表4的數(shù)據(jù)可以看出，配合使用陽(yáng)離子 瓜爾膠310和非離子型瓜爾膠2692復(fù)配物的最佳加 入量為0.5%。物理指標(biāo):定量提高了 9%,灰分提高了 15%，透氣度提高了 10%，強(qiáng)度提高24%,總白水濃度 下降了 26.15%,勻度影響不大。

4結(jié)論

(1)非離子型瓜爾膠和陽(yáng)離子型瓜爾膠對(duì)紙 張的強(qiáng)度和保留率都有提高，配合使用效果更大。

(2)對(duì)不同用途的紙張，要對(duì)瓜爾膠進(jìn)行優(yōu) 選，從而選出高效低成本的瓜爾膠應(yīng)用于生產(chǎn)。

(3)陽(yáng)離子型瓜爾膠的應(yīng)用降低了紙機(jī)的白 水濃度，減輕了白水系統(tǒng)的處理壓力，減少了環(huán)境 污染，有較好的社會(huì)效益。

(4)通過(guò)對(duì)多種瓜爾膠的分析、研究和優(yōu)選工 作，提高了對(duì)瓜爾膠的認(rèn)識(shí)和應(yīng)用水平。在生產(chǎn)工 作中，對(duì)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題，合理應(yīng)用造紙助劑 起到重要的指導(dǎo)作用。