非离子型瓜尔胶在造纸工业中的应用

瓜尔豆胶及其在食品工业中的应用1瓜尔豆胶的概述1.1 瓜尔豆胶的来源瓜尔豆胶（Guar gum）也称瓜尔豆胶、古耳胶，主要来源于印度以及巴基斯坦的半干旱地区广泛栽培的一年生草本作物瓜尔豆（Cyamopissutrtragomolobus）的胚乳部分，美国的得克萨斯州、俄克拉何马州及一些非洲国家也有生长。

瓜尔豆用于制作食品添加剂是在第二次世界大战后。

目前一般的生产工艺流程如下：瓜尔豆片→加水混合软化→打成絮状→粗磨→精磨→高温热风杀菌、干燥→过筛→包装瓜尔豆胶粉产品的分级主要由加工后胶粉的粒度及黏度来决定。

一般来说，黏度越高，粒度越细，价格越高。

作为最廉价的亲水胶体，瓜尔豆胶的用途非常广泛。

除了在食品中用作品质改良剂，还大量用于石油开采、纺织印染、采矿、造纸、日用化工、医用保健品、烟草、爆破等领域。

一般而言，印度产瓜尔豆胶品质较好，巴基斯坦其次，美国产瓜胶品质较低，大多用于非食品工业。

1.2 瓜尔豆胶的化学结构瓜尔豆胶是线状半乳甘露聚糖，属非离子型高分子。

在结构上，以β－1，4键相互连接的D－甘露聚糖单元为主链，不均匀地在主链的一些D－甘露聚糖单元的C6位上再连接了单个D－半乳糖（α－1，6键）为支链，其半乳糖与甘露糖之比约为1：1.8。

理想的瓜尔豆胶结构，即在甘露糖链上以均匀间隔分布半乳糖支链。

实际上半乳糖在甘露糖主链上的分布是不均匀的，它们除了有图1的可能性分布，更多的是具有各种类似于'带有许多毛刺的头发'的不均匀分布，毛刺就是形象化的半乳糖。

1.3瓜尔豆胶的理化特性瓜尔豆胶是中性多糖，相对分子质量约20～30万，在冷水中就能充分水化(一般需2 h)，能分散在热水或冷水中形成粘稠液，1％水溶液的粘度在4～5 Pa·S之间，具体粘度取决于粒度、制备条件及温度，为天然胶中粘度最高者。

一般而言，0.5％以上的瓜尔豆胶溶液已呈非牛顿流体的假塑性流体特性，具有搅稀作用。

瓜尔豆胶的水溶液为中性，pH变化在3.5～10范围内对胶溶液的性状影响不很明显，一般在pH3.5～6.0范围内随pH降低粘度也有所降低，pH3.5以下粘度又增大，在pH为6～8范围内其溶液粘度可达到最大值，pH在10以上则粘度迅速降低。

瓜尔胶及其衍生物的在造纸行业的应用瓜尔胶近年来，随着环境爱护意识的不断增强，人们逐步把注意力转移到一些天然产物的研究上。

瓜尔胶这一天然高分子化合物，由于其专门的分子结构及物理化学特性而易于被化学改性，使它成为一种专门有潜力的新型环保助剂，在造纸、日用化学品、食品、石油钻探、医药等工业应用极其广泛。

1 瓜尔胶的结构与性质瓜尔胶主链由（(1,4)-β-D-甘露糖为单元联接而成，侧链由单个α-D 半乳糖组成并以（1,6)键与主链相接。

瓜尔胶就分子结构来说是一种非离子多糖，它以聚甘露糖为分子主链，D-吡喃甘露糖单元之间以β(1 ,4)苷键连接。

而D-吡喃半乳糖则以α(1,6)键连接在聚甘露糖主链上。

瓜尔胶中甘露糖与半乳糖单元之摩尔比为1.5~2：1，即每隔一甘露糖单元连接着一个半乳糖分支。

瓜尔胶因来源不同分子量约为100万~200万。

从支链的半乳糖来看，有四个羟基均能够参与酯化或醚化反应，考虑到空间的位阻效应，羟甲基中的伯羟基反应活性最强，此外甘露糖的羟基也有一定的反应活性。

这种特性与那些无分支、不溶于水的葡甘露聚糖有明显的不同。

瓜尔胶是水溶性最好的天然高分子化合物之一，水溶性具有专门高的粘度，1%的水溶液的粘度约为4000~6000mPa·s。

水溶液呈假塑性，没有屈服应力，是典型的缠绕的生物聚合物性质。

瓜尔胶的最初显现是作为刺槐豆胶的替代品而产生的。

后来研究证明，尽管瓜尔胶和刺槐豆胶均为聚半乳糖甘露糖，但二者在化学组成和行为上有着明显的区别。

刺槐豆胶要达到最大粘度需要高温水煮，而瓜尔胶在冷水中就能够水化。

化学组成上，刺槐豆胶平均每4个甘露糖单元才有1.5个乳糖支链。

因此瓜尔胶分支单元数为刺槐豆胶的2倍。

而这被认为是瓜尔胶比刺槐豆胶更容易水化和氢键结合活性更大的要紧缘故。

2 瓜尔胶的衍生物然而天然的瓜尔胶存在不能快速溶胀和水合，水不溶物含量高，热稳固性较差，易被酶和细菌分解等缺陷。

因此需要对瓜尔胶进行改性，形成新的衍生物，克服天然瓜尔胶的缺点，使其广泛应用。

瓜尔胶的上浆性能及应用荣瑞萍周建伟蔡国庆王建民（江南大学纺织服装学院）（无锡太平洋集团有限公司）摘要：阐述了新浆料瓜尔胶的分子结构，测试了其浆液、浆膜性能。

实验结果表明：瓜尔胶CG70浆液粘度稳定，低温不凝冻，对纤维素纤维粘着力较大；浆膜性能与变性淀粉有不同。

瓜尔胶在生产应用中取代部分PV A上浆，取得了良好的效果。

关键词：瓜尔胶；浆液；浆膜；浆纱近年来，随着各国对环境污染问题的日益关注和重视，各行业都在努力探索、寻找和使用对环境无害的高分子材料，经纱上浆工程也不例外。

瓜尔胶CG70是苏州高禾贸易有限公司最近推出的用于经纱上浆的新浆料，它是天然高分子的衍生物，具有水溶性好，易于分解，有利于环保的特点。

查阅资料可知，瓜尔胶多用于造纸、印染等行业，而关于其上浆性能和在经纱上浆方面的应用则未见文献报道。

因此有必要了解新型粘着剂瓜尔胶CG70的上浆性能，掌握其上浆特点，以便更好地应用于生产。

通过较为系统的测试瓜尔胶CG70的浆液、浆膜性能，并与几种变性淀粉比较，以探讨其上浆性能与特点。

1瓜尔胶的分子结构瓜尔胶是从种植于印度、巴基斯坦等地的豆科植物——瓜尔豆中提取的一种植物胶。

它的化学组成是半乳甘露聚糖。

瓜尔胶分子主链由（1-4）—β—D甘露糖为单元联接而成，侧链由单个α—D—半乳糖组成并以（1-6）键与主链相接。

从整个分子来看，半乳糖在主链上呈无规分布，但以两个或三个一组为多。

其分子量约为100～200万，甘露糖与半乳糖之比约为（1.5～2）∶1。

瓜尔胶的分子结构与纤维素分子有相似性，这一结构上的特点使得其易于粘附到纤维上，有利于上浆。

瓜尔胶糖单元上平均有三个羟基，这三个羟基在一定条件下可发生醚化、酯化、氧化等反应，生成衍生物。

用于经纱上浆的CG70属于醚化瓜尔胶，产品为淡黄色粉末。

2浆液性能与浆纱质量密切相关的浆液性能主要是粘着剂的粘度特性和对纤维的粘附性。

2．1 粘度特性因瓜尔胶生长于高温、干旱缺水的环境，故瓜尔胶不耐水，在冷水中便可以水化、溶解成胶体状。

瓜尔胶的改性及其在造纸工业中的应用
申冉;陈威
【期刊名称】《造纸化学品》
【年(卷),期】2015(027)002
【摘要】瓜尔胶作为一种半乳甘露聚糖,由于自身高相对分子质量、高黏稠性等性能,被广泛应用于诸多行业;而经改性后的瓜尔胶,其溶解速度、黏度等方面均得到改善,成为近年来十分热门的研究领域.该文简述了瓜尔胶的结构与理化性质,叙述了各种类型的瓜尔胶改性及其在造纸工业中的应用,为今后瓜尔胶在造纸领域的进一步开发研究提供了参考.
【总页数】5页(P10-14)
【作者】申冉;陈威
【作者单位】曲阜师范大学工学院,山东日照276826;曲阜师范大学工学院,山东日照276826
【正文语种】中文
【中图分类】TS727+.5
【相关文献】
1.瓜尔胶的改性及其在造纸中的应用 [J], 刘小莉;曹春昱;彭建军
2.改性瓜尔胶增强助留剂在水松原纸中的应用 [J], 徐禄
3.瓜尔胶醚化改性及其在废纸湿部体系中的应用 [J], 谢章红;周景辉
4.瓜尔胶的改性及在造纸工业中的应用 [J], 赵艳娜
5.改性瓜尔胶在脱墨废新闻纸浆中的应用研究 [J], 郭纬;陈坤亭
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瓜尔胶的改性及在造纸工业中的应用摘要：结合瓜尔胶的结构特点综述了其改性方法，并对瓜尔胶在造纸工业中的应用和最新研究成果进行了介绍，阐述了瓜尔胶是一种新型环保型造纸助剂，有着广阔的应用前景。

关键词：瓜尔胶；改性；造纸助剂;瓜尔胶是从种植于印巴次大陆的豆科植物——瓜尔豆中提取的一种植物胶。

它在化学性质上是聚半乳糖甘露糖。

由于其独特的分子结构及物理化学特性，使它成为一种很有潜力的新型环保助剂。

瓜尔胶的首要特点是其生长于高温、干旱的环境中，因此不耐水，在冷水中就可以水化、溶解，这与淀粉系列助剂的使用需要糊化相比是一个很大的优势。

瓜尔胶的另一特点是分子结构与纤维素分子非常相似。

瓜尔胶分子中甘露糖单元通过1，4一β苷键连接成主链，半乳糖支链则以1，6一a键间隔与甘露糖主链相连，与纤维素分子的相似性使它易于吸附到纤维上产生助留效果。

天然瓜尔胶作为造纸助剂时，可以提高纸页强度，减少灰斑形成并提高纸页匀度。

近几年来，瓜尔胶系列助剂在卷烟纸行业中得到了广泛应用。

瓜尔胶用于卷烟纸不但具有优良的助留、助滤和增强效果，而且抄成的纸在燃烧时没有异味，满足卷烟用纸的需要。

但是。

瓜尔胶原粉在使用过程中总会有不尽入意之处，它会造成滤水困难等，因此人们常用化学手段改变其理化特性以满足实际工业生产的需要。

1 瓜尔胶的改性方法1．1 阳离子型瓜尔胶的制备由于瓜尔胶分子结构中每个甘露糖或半乳糖上都有羟基，在强碱的条件下，与阳离子醚化剂作用生成醚化阳离子瓜尔胶衍生物(威廉姆森反应) 。

秦丽娟等讨论了半干法合成阳离子瓜尔胶(CEG)的影响因素，优化出合成阳离子瓜尔胶的最佳工艺条件。

并将所合成的阳离子瓜尔胶作为助留剂应用于废纸脱墨浆。

万小芳㈨等用一步泥浆法合成新型助留助滤剂——阳离子羟乙基瓜尔胶(cEG)，过程为将悬浮于醇／水体系中的瓜尔胶，先与阳离子单体发生醚化反应，然后与氯乙醇在微过量碱催化剂存在下进行羟乙基化反应，阳离子中间产物不必分离。

造纸工业中表面活性剂的应用表面活性剂在造纸工业中的应用已经渗透到各个工序，本文介绍了表面活性剂在造纸制浆、造纸湿部、表面施胶、涂布加工以及废水处理等过程的作用与应用。

表面活性剂;造纸;应用The Application of Surfactant in Leather Industry HAN Min（School of Chemistry and Chemical Engineering，Xi’an University ，Xi’an Shaanxi 710065， China）Surfactants used in the paper industry has penetrated into every step， the paper describes the role and application of surfactant in the paper pulp，paper wet， surface sizing， coating processing and wastewater treatment processes.Surfactant; Paper; Application随着科学技术的发展和人类对纸张的需求，造纸化学品在造纸工业上的应用日益广泛，其使用也越来越受到造纸工作者的重视。

表面活性剂是造纸化学品的重要组成部分，由于其结构和组成不同分别具有润湿、渗透、乳化、分散、破乳、发泡、消泡等功效。

表面活性剂是造纸化学品的重要组成部分，宽泛应用于制浆、湿部、施胶、涂布及废水加工等工序。

1 在制浆中的应用造纸用纤维原料主要来自于木浆、非木材纤维浆以及再生纤维浆，木浆和非木材纤维浆又可分为机磨浆和化浆，表面活性剂在化浆中主要用作蒸煮助剂，在再生纤维浆中主要用作废纸脱墨剂。

1.1 蒸煮助剂在蒸煮液中加入表面活性剂，可以促进蒸煮液在纤维原料中的渗透，缩短药液渗入到植物纤维原料内部的时间，从而加速了脱木素和树脂抽提过程，同时还可以适当减少蒸煮药液的用量[1]。