近年來，隨著環(huán)境保護(hù)意識的不斷增強(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P(l,4)苷鍵連接為分子主鏈， 而D-吡喃半乳糖則以ot( 1,6)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，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、助濾和增強(qiáng)效果。水溶液呈假塑性，沒有屈服應(yīng)力，是典型的纏繞的生物聚合物性質(zhì)。
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<,分子鏈上一旦 引人陽離子基團(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、助慮和增強(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. 加值極髙。
本文應(yīng)用闊葉木紙漿考察了陽離子瓜爾膠對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。
1.2 實(shí)驗(yàn)
瓜爾膠溶液的配備：稱CPO. 500g在200mL燒 杯中溶解后，配制于500ml的容量瓶內(nèi)，其濃度為 lmg/mL0
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 后加人陽離子纖維素，攪拌5min,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 om-88。抄好的紙樣在23尤和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)(％c)。
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-1C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>H1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, 中國長春市紙張實(shí)驗(yàn)機(jī)廠。
2結(jié)果與討論
2.1陽離子瓜爾肢對手抄紙白度的影響
圖2為陽離子瓜爾膠的濃度對手抄紙白度（％ ISO)的影響。
82
72 1111
01234
CIM(2)濃度/%
圖2陽離子瓜爾膠濃度對手抄紙白度的影響 由圖2可以看出，兩種陽離子瓜爾膠對手抄紙 白度的影響趨勢相同。手抄紙的白度隨兩種陽離子 瓜爾膠添加濃度的增大而降低。主要由于陽離子瓜 爾膠呈黃色，加人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陽離子瓜爾膠的吸附 達(dá)到一定量后（對CP-1而言該濃度為2知,而CP -2則為3%。），其手抄紙的白度降低也達(dá)到一個(gè)定 值。
2.2陽離子瓜爾肢對手抄紙抗張指數(shù)影響
圖3表示兩種陽離子瓜爾膠濃度對手抄紙抗張 指數(shù)的影響。
3.7「▲
圖3陽離子瓜爾膠濃度對手抄紙抗張指數(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增強(qiáng)，當(dāng)陽離子 CP-1濃度為2.5知時(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的增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，從而增強(qiáng)了纖維素纖維 間的相互作用;這會對手抄紙的剛性強(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增大手抄 紙中纖維間的距離以及增加纖維間的相互纏結(jié)，而 這種相互纏結(jié)對細(xì)小纖維也起到了助留作用，因此 增加了纖維的剛性強(qiáng)度；但當(dāng)陽離子瓜爾膠濃度超 過某一濃度時(shí)，陽離子電荷增多，纖維間的排斥力增 大，使得手抄紙的剛性強(qiáng)度下降。
2.3陽離子瓜爾肢對手抄紙撕裂指數(shù)的影響
圖4表示陽離子瓜爾膠濃度對手抄紙撕裂指數(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性增大，柔靭性提高, 從而撕裂指數(shù)上升。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。
11 10 •
6
01234
CP-2 濃度/%〇
圖4陽離子瓜爾膠濃度對手抄紙撕裂指數(shù)的影響
2.4陽離子瓜爾膠對手抄紙透氣度的影響
圖5陽離子瓜爾膠濃度對手抄紙透氣度的影響
圖5為陽離子瓜爾膠濃度對手抄紙透氣度的影 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，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；也可提髙手抄紙的柔 韌性；
(3)陽離子瓜爾膠可在一定程度上提高手抄紙 的透氣性。