非離子型瓜爾膠在造紙工業(yè)中的應(yīng)用，瓜爾膠，是從種植于印巴次大陸的豆科植物-瓜爾豆中提取的一種植物膠。它在化學(xué)組成 上是聚半乳糖甘露糖。由于其獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)和物理化學(xué)特性，使它成為一種很有潛力的新 型環(huán)保造紙助劑。天然的瓜爾膠作為造紙助劑時(shí)，可以提高紙頁強(qiáng)度，減少灰斑形成并提高 紙頁勻度。它的缺點(diǎn)是造成濾水困難，從而增大了干燥部負(fù)荷，但經(jīng)過化學(xué)改性的兩性、陽 離子、陰離子、非離子型瓜爾膠則在很大程度上克服了這一弊病，并各有其獨(dú)特的優(yōu)越性， 本論文主要研究非離子型瓜爾膠在造紙工業(yè)中的應(yīng)用。
可見瓜爾膠是以p -M-D-甘露吡喃糖單元為骨架連接成主鏈，非離子型瓜爾膠在造紙工業(yè)中的應(yīng)用，每兩個(gè)甘露吡喃單元有Ot -1 ,6連接的半乳吡喃單元作為側(cè)鏈，相對分子質(zhì)量為22萬。由于瓜爾膠具有與纖維相類似 的結(jié)構(gòu)。所以能夠在纖維表面快速吸附，并能為纖維之間形成氫鍵提供大量的羥基，從而能 夠有效地促進(jìn)纖維之間的結(jié)合。此外，瓜爾膠還可以提髙填料和細(xì)小纖維的留著，同時(shí)還可 以避免纖維間的不良絮聚，提高紙頁的勻度。
溫度、pH值對非離子型瓜爾膠粘度的影響
1. 1實(shí)驗(yàn)原料及主要實(shí)驗(yàn)儀器
⑴主要化學(xué)試劑及原料
原料：非離子型瓜爾膠，POLYGAL產(chǎn)于西班牙
主要測量儀器：BROOKFIELD RVT型粘度儀（20rpm)，PHB-4PH測量計(jì)，上海精科。
1. 2實(shí)驗(yàn)方法
將非離子型瓜爾膠溶于不同溫度下的自來水（PH值=6.8)中，調(diào)制成1啲濃度。在等同 調(diào)制溫度下的水浴中保溫，用BROOKFIELD RVT型粘度儀（20rpm)進(jìn)行不同溫度下和不同時(shí) 間間隔下的非離子型瓜爾膠溶液粘度的測定；其次在25° C下調(diào)制成1啲濃度的非離子型瓜 爾膠溶液在保溫100 min不同pH值下，非離子型瓜爾膠溶液粘度的測定。
1. 3實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
表1-1非離子型瓜爾膠溶液在不同調(diào)制溫度不同保存時(shí)間下粘度變化表
510203060100120
248101530015102800
54101070125021103100
15,1010010501710253034503610
25350175019802150260035803620
351800220028003000355036303620
45210023302510326036403630* 3100
注：表1-1中ST: C存時(shí)間，T:溫度。
表1-2不同PH值下非離子型瓜爾膠溶液粘度變化表
樣品編號(hào)123456
PH (溶劑水）5.15.9 .6.36.87.28
粘度（mpa.s)100021002500358035803580
粘度（mpa.s) /S358035803580358035803500
注：表1-2中S:在25° C下調(diào)制成1嫩度的非離子型瓜爾膠溶液。其中溶劑水(PH值=6.8)非離子型瓜爾 膠溶液在水浴中保溫（25。C) 100 min時(shí)的粘度。
由上表1-1可見：在同一溫度下，隨著存時(shí)間的延長，非離子型瓜爾膠溶液的粘度呈 現(xiàn)上升的勢頭；調(diào)制和It存的溫度越高則起粘越快，達(dá)到粘度頂點(diǎn)所需的時(shí)間就越短。這種 現(xiàn)象不難解釋：因調(diào)制和貯存溫度的上升，加劇了其分子間的熱運(yùn)動(dòng)和潤漲；其次因瓜爾膠 的原料瓜爾豆生長于髙溫、干旱缺水的環(huán)境，因此其耐水，在冷水中便可以水化、溶解。但 非離子型瓜爾膠在達(dá)到其潤脹發(fā)粘的最高值后隨著貯存時(shí)間的延長，則粘度會(huì)變低，在成紙 中的效果也會(huì)降低，也就是要達(dá)到同等的增強(qiáng)或改進(jìn)成紙勻度的效果，則要用更多的非離子
華東七省市造紙學(xué)會(huì)第二十屆造紙技術(shù)交流會(huì)暨中國造紙學(xué)會(huì)機(jī)械設(shè)備專業(yè)委員會(huì)年會(huì) 型瓜爾膠?？梢妼κ褂煤梅请x子型瓜爾膠在溫度上產(chǎn)生的不利紙幅的影響，要將非離子型瓜 爾膠的調(diào)制溫度、濃度、每鍋的調(diào)制量、間隔時(shí)間、d存時(shí)間、非離子型瓜爾膠溶液的加入 點(diǎn)以及對成紙的絕干用童都要考慮到，才能達(dá)到物盡其用。)
由上表1-2可見：調(diào)制非離子型瓜爾膠溶劑（水）的PH撕粘度的影響較大，非離子型瓜爾膠在造紙工業(yè)中的應(yīng)用，當(dāng)PH值 越小即溶劑酸性越強(qiáng)則對非離子型瓜爾膠溶液的粘度降低的越厲害。而溶劑水PH值呈中性或 偏堿性時(shí)對其粘度的影響基本上不存在。分析其原因：因?yàn)楣蠣柲z是以P -1,4-D-甘露吡喃糖 單元為骨架連接成主鏈，每兩個(gè)甘露吡喃單元有Ot-1 ,6連接的半乳吡喃單元作為側(cè)鏈，相 對分子質(zhì)量為22萬。由于瓜爾膠具有與纖維相類似的結(jié)構(gòu)，在酸性條件下也易降解，使分子 鏈變短，溶液粘度變小，紙幅的助留助濾、增強(qiáng)效果也降低?？梢娍刂坪萌軇┧甈H值，對于 維護(hù)好非離子型瓜爾膠溶液的粘度是一個(gè)重要的因素。
2非離子型瓜爾膠用置對紙頁勻度及抗張指數(shù)的影響 2.. 1實(shí)驗(yàn)原料及主要實(shí)驗(yàn)儀器
(1)主要化學(xué)試劑及原料
碳酸鈣為進(jìn)口馬來西亞和國產(chǎn)都江堰各半的添加量，basf的polymin-P型，西班牙的 polygual〇
(2)主要儀器
羅紋壓力及句度測試儀：press marks and embossing tester MP 3000 德國 PRASS 公 司；瑞典LOVENTZEN & WETTRE公司SE062型臥式拉力儀。
2.2實(shí)驗(yàn)方法
從不同瓜爾膠添加量的紙頁中分別取一定量的紙幅，用press marks and embossing tester MP 3000德國PRASS公司羅紋壓力及勻度測試儀測勻度；用瑞典LOVENTZEN & WETTRE公司SE062型臥式拉力儀測成紙的抗張強(qiáng)度和伸長率。
2.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
表2-1非離子型瓜爾膠用量與紙頁勻度的關(guān)系
瓜爾膠用量 Kg/t勻度
%抗張指數(shù) Ng/m伸長率
%水線長短
12,502.2644.731.45特長
11.752.3144.001.43較長
11.0014143.271.46適中
10.252.5542.911.43適中
9.503.0142.911.47短
8.753.6541.821.44較短
04.537.091.45特短
華東七省市造紙學(xué)會(huì)第二十屆造紙技術(shù)交流會(huì)暨中國造紙學(xué)會(huì)機(jī)械設(shè)備專業(yè)委員會(huì)年會(huì) 由上表2-1可見：隨著非離子型瓜爾膠用量的適當(dāng)上升，紙幅的勻度有下降的趨勢，紙 幅的抗張指數(shù)上升，紙幅的伸長率變化不大。當(dāng)不添加非離子型瓜爾膠時(shí)，成紙的勻度嚴(yán)重 惡化，成紙的抗張強(qiáng)度也下降的較明顯。隨著非離子型瓜爾膠用量的適當(dāng)上升。觀察網(wǎng)上水 線的變化，水線會(huì)比以往的長。依據(jù)成紙的勻度，非離子型瓜爾膠用量最好不要低于9.50Kg/t 紙。一方面成紙的勻度得到保證，另一方面成紙的抗張強(qiáng)度也得到提髙。非離子型瓜爾膠的 投人使用為什么既改善成紙的勻度又提髙了成紙的抗張指數(shù)呢？分析其原因如下：
(1>介質(zhì)粘度對纖維分散的影響
在紙頁成型過程中，纖維與纖維、纖維與漿水之間的磨擦沖刷是直接進(jìn)行的，非離子型瓜爾膠在造紙工業(yè)中的應(yīng)用，很容易造 成纖維之間的絮聚和位移，從而破壞了紙幅的勻度。如加人了分散劑后，漿水的粘度提高了， 相當(dāng)于纖維表面附著了一層簿的潤滑膜，也就不易發(fā)生纖維之間的絮聚。在這里，分散劑作 為增加懸浮液粘度的物質(zhì)，起到了水性潤滑劑的作用，使纖維互相滑過而不相互接觸，改善 了纖維成型的交織能力。此外，水溶液的粘度的增加，也使得纖維具有良好的懸浮性，不至 于過快地沉降。由于非離子型瓜爾膠具有與纖維相類似的結(jié)構(gòu)。所以能夠在纖維表面快速吸 附，并能為纖維之間形成氫鍵提供大量的羥基，從而能夠有效地促進(jìn)纖維之間的結(jié)合，在一 定的成度上提高了成紙的抗張指數(shù)。
(2)分散劑的添加與液體介質(zhì)有關(guān)的纖維表面的€電位的影響
纖維在紙漿中的表現(xiàn)，有如膠體懸浮液，涉及到動(dòng)電和靜電的表面力。在低濃度和低剪 切力的條件下，這種膠體作用就成為促進(jìn)纖維絮聚的主要控制因素。而在漿料中添加陰離子 表面活性劑，漿料分散效果明顯增強(qiáng)，這是由于在懸浮液中，纖維大多帶負(fù)電，陰離子表面 活性劑的加入，增強(qiáng)了纖維表面的g電位，使得纖維相互之間的斥力增大，從而阻止了纖維 之間的碰撞，減少了纖維絮聚的可能性。
⑶非離子型瓜爾膠是以p -1,4-D-甘露吡喃糖單元為骨架連接成主鏈的結(jié)構(gòu)與纖維的 結(jié)構(gòu)非常相似，所以兩者之間存在一定的親和性。又由于甘露糖-半乳糖結(jié)構(gòu)溶脹性大，并在 水中擴(kuò)散，特別在加溫時(shí)尤然。當(dāng)把植物膠加入濕紙漿后，它便與纖維迅速進(jìn)行鍵合和吸附， 增加了纖維間的接觸點(diǎn)，增大了纖維間的結(jié)合面積，以及這些纖維在干燥時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)烈的粘附 作用，使纖維結(jié)合強(qiáng)度增加。
總之，由于非離子型瓜爾膠在纖維表面吸附后，增加纖維表面的結(jié)合水分，減少了纖維間 的摩擦，提高了漿料的流動(dòng)性，使纖維受機(jī)械作用更均勻，改進(jìn)了結(jié)合鍵的分布，又因其與 纖維迅速進(jìn)行鍵合和吸附，增加了纖維間的接觸點(diǎn)，增大了纖維間的結(jié)合面積，以及這些纖 維在干燥時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)烈的粘附作用，使纖維結(jié)合強(qiáng)度增加。因此就能提髙紙頁的抗張指數(shù)。另
華東七省市造紙學(xué)會(huì)第二十屆造紙技術(shù)交流會(huì)暨中國造紙學(xué)會(huì)機(jī)械設(shè)備專業(yè)委員會(huì)年會(huì) 外由于分子中含有大量經(jīng)基，能迅速與纖維結(jié)合，形成氫鍵，促成了纖維之間、纖維與填料 之間的絮聚，形成了復(fù)雜的凝絮體系，這樣細(xì)小纖維和填料就會(huì)被更多地絮凝、吸附和包夾 在較長纖維之間，非離子型瓜爾膠在造紙工業(yè)中的應(yīng)用，因而就提高了留著率。反映在網(wǎng)上就是水線比以往的要長，紙頁的勻度也 得到改善和提髙。
3總結(jié)
非離子型瓜爾膠因其在冷水中便可以水化、溶解，這與淀粉系列助劑使用前需要糊化相 比是一個(gè)很大的優(yōu)勢，其次在一定成度上改善了紙頁的勻度提髙了紙頁的抗張指數(shù)。但因其 對PH值，細(xì)菌、不同溫度下的！e存時(shí)間，流體中的剪切速度等因素較敏感、又因其粘度隨粉 劑濃度的增加而顯著增加等等因素的制約和影響，要使用好非離子型瓜爾膠，使其在性能方 面、性價(jià)比方面達(dá)到最好不是—件容易的工作，希望本論:m你使用好非離子型瓜爾膠期一定的借鑒作用。
本文推薦企業(yè)：山東東達(dá)生物化工有限公司（http://www.longyufishing.com/)，是專業(yè)的瓜爾膠和瓜爾豆膠生產(chǎn)廠家，專業(yè)生產(chǎn)瓜爾膠和瓜爾豆膠。擁有雄厚的技術(shù)力量，先進(jìn)的生產(chǎn)工藝和設(shè)備。山東東達(dá)生物化工有限公司全體員工為海內(nèi)外用戶提供高技術(shù),高性能，高質(zhì)量的瓜爾膠和瓜爾豆膠產(chǎn)品。熱忱歡迎國內(nèi)外廣大客戶合作共贏。