瓜爾膠及其改性產物，提醒了其內涵的分子結構特色及 行為特性，并闡述其性能優(yōu)越的根本原因。研討標明，它能習慣現代工廠零排放的要求，在提 高紙頁藏著和濾水的一起能保持或進步紙頁勻度，是一種前景廣闊的環(huán)保助劑。
　　瓜爾膠，英文名為“ guar gum”， 是從廣泛種植 于印巴次大陸的一種豆科植物一瓜爾豆中提取 的一種高純化天然多糖。由于其獨特的分子結構 特色及天然性，使其迅速成為性能優(yōu)越的新型環(huán) 保造紙助劑;一起它還被廣泛應用于食物、石油、 醫(yī)藥等領域。
　　瓜爾膠就分子結構來說是一種非離子多糖， 它以聚甘露糖為分子主鏈,D-吡喃甘露糖單元 之間以坆1-4)苷鍵銜接。而D-吡喃半乳糖則 以a( 1-6)鍵銜接在聚甘露糖主鏈上。瓜爾膠中 甘露糖與半乳糖單元之摩爾比為2: 1,即每隔一 甘露糖單元銜接著一個半乳糖分支。文獻中報 道，瓜爾膠的分子量在220 000左右。瓜爾膠分子 的最大特色也即最大優(yōu)點就是與纖維素結構十分 類似，這種類似性使它對纖維素有很強的親和性，稱之為直接性(substantivity)。
　　瓜爾膠的最初出現是作為刺槐豆膠(Locust bean gum)的替代品而發(fā)生的。在此之前,刺槐豆 膠被廣泛應用于工業(yè)生產并造成了需求緊張。后 來研宄證明，盡管瓜爾膠和刺槐豆膠均為聚半乳 糖甘露糖，但二者在化學組成和行為上有著明顯 的差異。刺槐豆膠要到達最大粘度需求高溫水 煮，而瓜爾膠在冷水中就能夠水化?；瘜W組成上, 刺槐豆膠平均每4個甘露糖單元才有1. 5個乳糖 支鏈。所以瓜爾膠分支單元數為刺槐豆膠的2 倍。而這被認為是瓜爾膠比刺槐豆膠更簡單水化 和氫鍵結合活性更大的主要原因。除此之外，瓜 爾膠的成本僅是刺槐豆膠的一半。
　　為賦予瓜爾膠更好的運用性能，通常對瓜爾 膠原粉進行化學改性。瓜爾膠的改性主要有兩個 方向：一是在分子鏈上引進陽離子基團，然后獲得 一定的正電性。如用季銨鹽3-氯2-羥丙基氯 化銨與瓜爾膠原粉在有機溶劑中醚化反響生成陽 離子瓜爾膠。這種帶正電的改性瓜爾膠便能夠與 帶負電的纖維、填料粒子相互作用然后進步原有 的助留、助濾和增強作用。另一改性方向就是設 法添加瓜爾膠分子鏈的長度，增大其分子量，然后 增強其架橋銜接才能。
　　陽離子瓜爾膠在冷水中可溶,這與陽離子淀 粉相比是一個很大優(yōu)勢。另外，許多淀粉分子形 成螺旋狀結構，而瓜爾膠分子則構成直鏈結構。 所以瓜爾膠的活性基團比陽離子淀粉更簡單與纖 維挨近，然后少量的陽離子瓜爾膠便可能到達較 多量陽離子淀粉才能到達的運用作用。
　　當今，聚丙烯酰胺和改性淀粉廣泛應用于造 紙中的助留助濾劑。但其作用只能到達一定程 度。它們在進步濾水的一起可能使纖維過度凝 聚，然后降低紙頁勻度和強度。天然瓜爾膠作為 造紙助劑時，能夠進步紙頁強度，削減灰斑構成并 進步紙頁勻度。但它的缺點就是造成濾水困難, 然后降低了產量或進步了干燥部負荷。而通過化 學改性的兩性或陽離子瓜爾膠則在很大程度上克 服了這一弊端。試驗發(fā)現,這些改性的瓜爾膠能 在進步紙頁濾水的一起保持或進步紙頁勻度;通 過吸附細微纖維和粒子能夠進一步改進濾水，同 時進步一次藏著率。而在過去，這兩方面都是互 斥的。
　　由于陽離子瓜爾膠的有效性主要取決于它與 纖維的親和性(即直接性;)，所以它并不與“陰離子 廢物”反響。鑒于這一點，陽離子瓜爾膠在黑液的 存鄙人仍能有效地發(fā)揮作用。對于新聞紙、未漂 硫酸鹽漿、廢紙漿等含有較多雜質的漿料，跟著封 閉水循環(huán)的推行，陰離子廢物的積累將明顯添加。 這便會使得許多傳統(tǒng)的造紙助劑如陽離子聚丙烯 酰胺(CPAM)等失掉作用作用。陽離子瓜爾膠可 以有效地克服這一點。試驗研討發(fā)現，陽離子瓜 爾膠在Zeta電位從-8 mV到0 mV范圍內作用最 好。該Zeta電位范圍與絕大部分造紙過程相吻合國外對瓜爾膠作為造紙增強劑、助留助濾劑、 絮凝劑、打漿增粘劑等領域都進行了深入的研討。 許多作用應用于造紙實踐中。
　　Lindstrom和Soremark將局分子助劑被衆(zhòng)料吸 收并發(fā)揮作用的過程分為三步：①助劑高分子從 溶液向溶液一纖維界面迀移;d穿過界面;_劑 高分子與纖維重新組織分布并在外表構成氫鍵結 合。d或③是決定性過程。Derek Abson等人在 此基礎上對4種造紙助劑陽離子淀粉(CS)、陽離 子聚丙烯酰胺(CPAM)、陽離子瓜爾膠(CGG)、陽 離子聚乙烯醇(CPVA)的助留助濾作用在動態(tài)濾 水儀上進行了試驗研宄。他們發(fā)現，過程①是決 定性一步。在4種陽離子助劑中，盡管陽離子瓜 爾膠第@的迀移吸收速率最慢，但無論對細微 纖維仍是填料，其助留助濾作用都是最好的。
　　Swanson研宄表私0. 5%的渙散刺槐丑膠加 入漂白亞硫酸鹽漿能夠降低70%的打漿時刻并 進步32%的耐破度。而瓜爾膠被認為作用更佳。 Mason認為瓜爾膠作為絮凝劑時會覆蓋于纖維表 面，并像潤滑劑相同使粗糙外表滑潤，然后使纖維 滑過時不廣生纏結。John W. Swanson也認為瓜 爾膠使紙頁勻度改進并不是由于它對纖維有渙散 作用，而是由于延緩了纖維的凝聚和纏結。
　　瓜爾膠運用簡單,不需求獨自溶解設備，沒有 分子鏈的剪切降解問題，無毒無害。陽離子瓜爾 膠也能夠與陽離子淀粉及適宜的有機酸混合后作 為增強和助濾劑，它比獨自運用陽離子瓜爾膠或 陽離子淀粉作用都好。跟著對瓜爾膠研宄的深入，這種天然的高分子造紙助劑必定會在現代化 的造紙工業(yè)中發(fā)揮更大作用。