在2合1香波配方中的表現(xiàn)使用配方完全一樣的2合1香波體系,包含有陽離子調(diào)理劑,硅油和相同的表面活性劑。香波中含有陽離子瓜爾膠及作為比對的國內(nèi)外常用同類調(diào)理劑A、B、C,結(jié)果顯示含陽離子瓜爾膠的體系性能和其它產(chǎn)品類似,不同的地方如下:在濕梳理和濕發(fā)感覺上,陽離子瓜爾膠優(yōu)于A聚合物香波;在干梳理方面,優(yōu)于B聚合物香波;在濕梳理和泡沫量上,優(yōu)于C聚合物香波。
陽離子瓜爾膠具有更少的積聚性和更好的親和能力聚合物對頭發(fā)的調(diào)理作用是在頭發(fā)被沖洗時發(fā)生,被使用后頭發(fā)具光澤,有回復(fù)自然的感覺。同沒有調(diào)理劑的一般香波比較,含有調(diào)理劑的香波往往會使干發(fā)體積減少(頭發(fā)緊貼頭皮,不蓬松),從原理上講,使用調(diào)理劑后干發(fā)的梳理阻力減少得越多,頭發(fā)的蓬松度越差,說明該聚合物有積聚行為。試驗得知;陽離子瓜爾膠通過10次反復(fù)洗滌,仍然保持頭發(fā)的豐盈程度,而不是越來越沉重,緊貼頭皮。說明該聚合物具有更少的積聚性。消除了長期使用后有積聚、沉重、發(fā)粘和頭發(fā)枯萎的負面影響。
增加頭發(fā)的光澤和健康使用陽離子瓜爾膠聚合物的香波體系,能增加活性成分硅油和ZPT在頭發(fā)上的停留,使頭發(fā)呈現(xiàn)光彩和健康,保持易梳理、光亮和無靜電特征。
提高配方的穩(wěn)定性由于陽離子瓜爾膠具有懸浮、乳化的功能,當(dāng)配方中硅油含量較高時,能起到懸浮和攜帶的作用,幫助在香波配方中穩(wěn)定硅油。
瓜爾膠的醚化
醚化瓜爾膠是瓜爾膠中的羥基與活性物質(zhì)作用生成瓜爾膠取代基醚。強堿條件下醚鍵不易水解而提高了穩(wěn)定性。由于醚化基團不同,改性后的水不溶物、勃度、耐剪性及耐溫性等性能也不盡相同,常見的醚化瓜爾膠有羧甲基瓜爾膠、羥丙基瓜爾膠和羥氨基酸醚等。
瓜爾膠與叔銨或季銨鹽發(fā)生醚化反應(yīng)可以使瓜爾膠帶有一定的電荷密度,制得陽離子瓜爾膠。作為造紙助劑時,更容易與帶負電的纖維和填料發(fā)生作用而增強紙張的強度。
瓜爾膠的酯化酯化瓜爾膠是瓜爾膠中的羥基被無機酸或有機酸酯化而得的產(chǎn)品。
常見的有硫酸酯、磷酸酯、醋酸酯、鄰苯二甲酸酯、苯甲酸酯和磺酸酯。有研究者在NaOH存在的條件下,用瓜爾膠與2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸反應(yīng)合成了一種高效增稠劑。
瓜爾膠的氧化瓜爾膠與過氧化物等氧化劑作用所得的產(chǎn)品為氧化瓜爾膠。主要是將C1氧化成醛基及C2-C3之間發(fā)生斷裂,被氧化成羥基、羧基和雙醛瓜爾膠等,但也有發(fā)生在C6位上的氧化作用。
如E.Fr等利用半乳糖酶(GO-ase)將半乳糖側(cè)鏈上的C6羥基氧化成醛基,再用鹵素(I2/KI)作氧化劑,通過化學(xué)氧化方法進一步將醛基氧化成羧基,制得了帶有羧基的氧化瓜爾膠。經(jīng)氧化改性的瓜爾膠具有良好的相容性、流動性,較強的存儲能力和吸濕能力,在印染工藝中具有極大的應(yīng)用價值。因為它在染料定色后有很好的可洗性,同時不會與染料或其它化學(xué)藥品發(fā)生化合反應(yīng),可用作印染糊料中的增稠劑。
瓜爾膠的接枝改性經(jīng)過引發(fā),瓜爾膠可與乙烯基類單體進行接枝共聚反應(yīng),形成接枝共聚物。
采用這種改性方法,通過選擇不同的接枝單體、控制適當(dāng)?shù)慕又π?、接枝率和支鏈平均分子量,可以制得各種具有獨特性能的產(chǎn)品。接枝共聚物既有多糖化合物的分子間的作用力與反應(yīng)性,又有合成高分子的機械性、與生物作用的穩(wěn)定性和線形鏈展開能力,在實際應(yīng)用中具有優(yōu)異的性能。
瓜爾膠的酶法改性
這種方法所用的酶是有高度選擇性的甘露糖酶和半乳糖酶。甘露糖酶只剪切主鏈,而不對支鏈發(fā)生作用,半乳糖酶只剪切支鏈。通過酶作用可達到改變兩種單糖的比例的目的。利用酶對瓜爾膠進行改性的好處是:可以根據(jù)要求,為實驗或生產(chǎn)尤其是各種藥物控制釋放體系量身定做具有不同精細結(jié)構(gòu)的瓜爾膠,這具有非常重要的應(yīng)用價值。
瓜爾膠的應(yīng)用因能提高食品黏度或與食品形成凝膠,瓜爾膠可用作食品添加劑,使食品獲得所需的形狀和硬軟、粘稠等各種口感;利用酶提高了M/G?值的瓜爾膠可望取代槐豆膠等M/G值較高的天然多糖膠;可用于片劑的生產(chǎn)配方、醫(yī)用膠體配方中。瓜爾膠能選擇性地降低血漿低密度脂蛋白膽固醇,而高密度脂蛋白膽固醇不變,甚至升高。
將瓜爾膠和黃原膠混合作為片劑的粘合劑時,其制片粘合力強,且片劑不會過于堅硬;還用做許多藥物的載體,用酶控制瓜爾膠的擴散系數(shù),可達到對藥物的控制釋放;較之無機絮凝劑,由瓜爾膠及其衍生物制成的絮凝劑效率要高得多;因能有效增稠硝酸鹽溶液,瓜爾膠及其衍生物已成為塑膠炸藥的基本成分??傊?,由于其獨特的性能,瓜爾膠及其衍生物目前已作為增稠劑、穩(wěn)定劑、起泡劑、絮凝劑等而廣泛用于食品、醫(yī)藥、化妝品等領(lǐng)域中,是除纖維素之外,用量最大的天然高分子。
在藥物控制釋放領(lǐng)域的應(yīng)用
瓜爾膠是半乳甘露聚糖類天然高分子,它只被結(jié)腸部位細菌降解,是靶向結(jié)腸釋藥載體的重要候選材,但其高的水溶性和膨脹性導(dǎo)致藥物胃內(nèi)釋放,使應(yīng)用受到限制。通過自由基聚合,用pH敏感的高分子材料聚丙烯酸與瓜爾膠制成GC/PPA半互穿網(wǎng)絡(luò)水凝膠,借助聚丙下載文檔到電腦,方便使用烯酸的pH敏感性保護藥物通過胃部,抵達結(jié)腸時瓜爾膠降解,為釋藥提供通道。結(jié)果表明調(diào)整GC/PPA用量以及pH可改變水凝膠的溶脹性能,有望通過調(diào)整配方提高體系作為藥物載體時靶向結(jié)腸的穩(wěn)定性。
瓜爾膠交聯(lián)氧化后,與其它生物材料結(jié)合可以確保藥物封裝的效率和控釋度。瓜爾膠通常和戊二醛交聯(lián),包埋效率較高,可以阻止藻酸鹽在pH較高的腸道內(nèi)發(fā)生的快速分解,確保包埋藥物的準(zhǔn)確控釋。瓜爾膠在和戊二醛交聯(lián)后結(jié)合藻酸鹽形成瓜爾膠/藻酸鹽凝膠,凍干樣品的溶脹速率在模擬胃腸環(huán)境下(——8.5)最適合藥物釋放,凝膠中蛋白藥物釋放在pH1.2時最小約20%,pH在7.4時達到90%,用于蛋白類藥物的控釋效果明顯。
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、冰淇淋和飼料等多種食品中,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。使食品獲得所需的形狀和硬、軟、黏稠等各種口感。如美國的Chem.Gen.公司生產(chǎn)用于飼料添加劑的甘露聚糖酶、日本已經(jīng)有以瓜爾膠研制的功能食品。瓜爾膠也用于有些鰻魚飼料中,起增稠作用。瓜爾膠使用簡單,不需要單獨的溶解設(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。
化妝品工業(yè)陽離子瓜爾膠在日用化學(xué)品工業(yè)中的應(yīng)用已有三十年的歷史了。除了對頭發(fā)具有柔軟抗靜電性外,它在濕發(fā)梳理方面表現(xiàn)出杰出的功效。此外,高分子量的二甲基硅油在全球范圍內(nèi)已被廣泛地應(yīng)用于二合一陽離子瓜爾膠和高分子量硅油的配合使用,更為頭發(fā)提供了健康和光亮的色澤,使?jié)袷岷透墒岣菀?,及對頭發(fā)的管理更容易。羅地亞公司開發(fā)的透明調(diào)理劑-Jaguar?Excel能很好地與高分子量的二甲基硅油配伍達到很好的調(diào)理功能。於勤等研究表明,含有陽離子纖維素、陽離子瓜爾膠、二甲基硅氧烷乳液的香波對燙一次頭發(fā)有明顯的修護作用。非離子瓜爾膠一羥丙基瓜爾膠具有特殊的潤滑性、耐鹽性好、水和能力強、水溶液穩(wěn)定性好,被廣泛應(yīng)用于牙膏工業(yè)。
利用羥丙基瓜爾膠與CMC復(fù)配與同檔次的黏合劑相比使膏體更穩(wěn)定細膩,對膏體的性能改進十分有益,且有明顯的價格優(yōu)勢。
瓜爾豆由于其本身豐富的營養(yǎng)成分、天然環(huán)保、無毒無害,越來越受日用化學(xué)品行業(yè)的重視。
石油鉆探工業(yè)
瓜爾膠是一種純天然植物膠,具有較強的增黏作用。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,水不溶物及殘渣較瓜爾原粉有大幅降低。其水溶液在控制pH值的條件下,可以和硼、鈦、鋯等形成凝膠,這種凝膠在平坦的表面上能夠流動。其中硼和瓜爾膠所形成的凝膠對剪切是可逆的,即在切割或破裂后,凝膠體可恢復(fù)至原來的狀態(tài),而過渡金屬與瓜爾膠所形成的凝膠則是非可逆的。
這種性質(zhì)被廣泛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,對支撐裂縫導(dǎo)流能力傷害低。王棟、王俊英等研究了有機硼鋯交聯(lián)劑CZB-03交聯(lián)羥丙基瓜爾膠壓裂液的應(yīng)用性能,研究表明在pH值9——11、交聯(lián)比100:0.3——100:0.4、溫度5——40℃的條件下,交聯(lián)時間2——4min可調(diào)。此壓裂液耐溫性好,在170s-l下剪切同時升溫到160℃,2h后黏度基本不變。
對支撐裂縫導(dǎo)流能力傷害低,平均傷害率為17.4%。羥丙基瓜爾膠還可以與一些合成的高聚物如聚丙烯酰胺混合使用,可顯著提高聚合物體系的黏度,增強聚合物凍膠對酸堿的適應(yīng)能力,改善聚合物凍膠的耐高溫老化性和破膠性。在鉆探行業(yè)中,植物膠是新型復(fù)合無黏土沖洗液的主要添加劑,其在鉆井液中的主要作用是保持體系有適當(dāng)?shù)酿ざ群颓辛Α9蠣柲z為可種植再生的工業(yè)植物膠,較好地解決了野生植物膠資源短缺供不應(yīng)求的矛盾。對瓜爾膠進行交聯(lián)和復(fù)合改性處理,使膠粒變得更為致密,更能增加沖洗液的應(yīng)用性能。
瓜爾膠改性形成的無黏土沖洗液并在金沙江溪洛渡水電站壩基工程地質(zhì)勘察工程區(qū)進行了現(xiàn)場應(yīng)用實驗。研究表明:復(fù)合配方為瓜爾膠2.0%、交聯(lián)控制劑1.0%、交聯(lián)劑1.0%的無黏土沖洗液應(yīng)用效果最好。另外,以瓜爾膠改性形成的無黏土沖洗液色淺不染色,對巖礦芯無污染,且能夠在一定時間內(nèi)自動破膠降解,對鉆孔抽壓水試驗和水文地質(zhì)觀察工作十分有利。
瓜爾膠是當(dāng)前各種植物膠中性價比最高的一種商品膠。盡管其開發(fā)應(yīng)用歷史已逾半個世紀(jì),其優(yōu)良特性引起了世界各國業(yè)內(nèi)人士的極大興趣從不同領(lǐng)域?qū)ζ溥M行不斷深入的研究。隨著環(huán)境友好產(chǎn)業(yè)的興起和綠色環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的實行,天然瓜爾膠的工業(yè)化開發(fā)方興未艾?;A(chǔ)研究領(lǐng)域主要是在水成溶液中的溶解和降解及加工純化技術(shù)的更新,復(fù)配性能的改善將有利于瓜爾膠應(yīng)用范圍的延伸,尤其是在食品行業(yè)的使用。改性研究在國內(nèi)外的進展日新月異,經(jīng)過工業(yè)化開發(fā)的瓜爾膠其商業(yè)價值和使用價值得到了最大的體現(xiàn),尤其是最近興起的生物制藥行業(yè)有著很大的開發(fā)潛力,需要解決的是利用智能材料控制藥物提前釋放的問題,利用瓜爾膠聚合網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進行改性研究將是今后發(fā)展的一個主題方向。
陽離子瓜爾膠對頭發(fā)和皮膚具有直接調(diào)理性,能增加乳化硅油等成分在頭發(fā)上的吸附(增加2-5倍),保持乳化硅油、珠光劑等非水溶性成分的乳化穩(wěn)定狀態(tài),抗靜電,防止頭發(fā)過度飛散。一款普通的洗發(fā)水生產(chǎn)工藝,在添加瓜爾膠的時候,冷配工藝,所以投入主料前加入瓜爾膠攪拌,相對來說要比加熱攪拌要難溶。解決辦法是添加適量的檸檬酸幫助瓜爾膠更好的溶解于H2O。陽離子瓜爾膠在酸性條件下容易溶解,所以添加適量的檸檬酸幫助瓜爾膠更好的溶解于H2O。配方里有EDTA-2Na的話,添加EDTA-2Na也有助于瓜爾膠的溶解。本品使用方便,對體系增稠,耐鹽性良好,能與各種表面活性劑配伍。