瓜爾膠的最初出現(xiàn)就是用作刺槐豆膠(Locustbeangum)的代替品而產(chǎn)生的。在這以前,刺槐豆膠被普遍應(yīng)用于工業(yè)制作并導(dǎo)致了需求緊張。隨后分析證明,雖然瓜爾膠及刺槐豆膠均為聚半乳糖甘露糖,但二者在化學(xué)構(gòu)成和行為上有著明顯的分別。刺槐豆膠要滿足最好粘度就要高溫水煮,而瓜爾膠在冷水中就能水化。
化工構(gòu)成上,刺槐豆膠平均每4個(gè)甘露糖單元才能有1.5個(gè)乳糖支鏈。所以瓜爾豆膠分叉單位數(shù)量為刺槐豆膠的2倍。再者這被以為就是瓜爾豆膠比刺槐豆膠更容易水化及氫鍵組合活潑性質(zhì)更深的關(guān)鍵原故。
除此之外,瓜爾膠的造價(jià)只是刺槐豆膠的一大半。瓜爾膠直鏈上面不存在非極性極性,很多伯羥基及仲羥基都處在外側(cè),而且半乳糖支鏈并沒有遮蓋活性的醇羥基。因而瓜爾膠具備最高的氫鍵結(jié)合大小,當(dāng)相關(guān)纖維結(jié)合時(shí),形成的氫鍵組合距離短,組合力大。為賦予瓜爾豆膠更加好的運(yùn)用性能,普遍對(duì)于瓜爾膠原粉進(jìn)行化工改性。
瓜爾豆膠的改性關(guān)鍵有兩個(gè)方向:一是在分子鏈上嵌入陽離子極性,從而取得些許的正電性。如用季銨鹽3-氯2-羥丙基氯化銨以及瓜爾豆膠原粉在有機(jī)溶劑中醚化反應(yīng)生成陽離子瓜爾豆膠。這種帶正電的改性瓜爾膠就可以相關(guān)帶著負(fù)電的纖維、增量劑電荷互相作用從而增加原有的助留、助濾及加強(qiáng)成效。
另一改性目標(biāo)應(yīng)是設(shè)法增加瓜爾豆膠分子鏈的長(zhǎng)度,增強(qiáng)其分子量,從而增強(qiáng)其架橋連接能力。陽離子瓜爾豆膠在涼水里可溶,這與陽離子淀粉相比是一種很大長(zhǎng)處。
并且,相當(dāng)多淀粉分子形成螺旋狀布局,再者瓜爾膠分子則完成直鏈布局。于是瓜爾膠的活潑性質(zhì)基團(tuán)比陽離子淀粉更加容易跟纖維貼近,因而少量的陽離子瓜爾膠就可能成功達(dá)到很多量陽離子淀粉才可以達(dá)到的應(yīng)用作用。
目前,PAM和改性淀粉普遍用作紙張中的助留助濾劑。但其效果只可成功達(dá)到些許水平。它們?cè)谔嵘^濾水的與此同時(shí)或許使得纖維過度積聚,從而減少紙頁勻度與強(qiáng)度。天然綠色瓜爾豆膠用作紙漿助劑時(shí),可以提高紙頁密度,降低灰斑完成而且提高紙頁勻度。
然而他的不足應(yīng)是造成過濾水難題,從而降低了產(chǎn)能和改善了烘干負(fù)載。而通過化學(xué)改性的兩性或陽離子瓜爾豆膠則處于十分大的程度上克服了這一弊病。
測(cè)驗(yàn)發(fā)覺,這類改性的瓜爾膠能夠在增大紙頁過濾水的同時(shí)維持以及增大紙頁勻度;通過吸附微小纖維與電荷能夠更多增強(qiáng)過濾水,與此同時(shí)提升一下留著率。而在從前,這兩各方面都是互斥的。正因?yàn)殛栯x子瓜爾膠的有效性關(guān)鍵取決于它與纖維的親和性能(即直接性)。鑒于這方面,陽離子瓜爾豆膠在黑液的具有下仍能有成效地發(fā)揮效果。
關(guān)于新聞紙、未漂硫酸鹽漿、廢紙張等含有很多雜物的漿料,緊隨封閉水循環(huán)的推廣,陰離子垃圾的積聚將明顯增多。這便會(huì)造成比較多守舊的紙漿助劑假如陽離子PAM等等失去效果效果。陽離子瓜爾膠可以有效地克服這方面。
測(cè)驗(yàn)研究發(fā)覺,陽離子瓜爾膠在Zeta電位從-8mV到0mV范圍內(nèi)作用最好。
該Zeta電位界限及絕大部分紙張過程不謀而合。