瓜尔胶（guar gum)是从豆科家族中瓜尔豆植物 的种子中取得的一种天然高分子化合物，由于其独 特的分子结构及物理化学特性而易于被化学改性， 经改性的瓜尔胶可克服滤水性能差、干燥负荷大的 缺点[1]，使它成为一种很有潜力的新型环保助剂而 广泛应用于当今造纸工业。瓜尔胶分子的最大特点 是与纤维素结构非常相似，这种相似性使它与纤维 素有很强的亲和性。为了赋予瓜尔胶更好的使用性 能，需对瓜尔胶进行化学改性，在分子链上引入阳离 子基团，从而获得一定的正电性，这种带正电的改性 瓜尔胶便可以与带负电的纤维、填料粒子相互作用 从而提高原有的助留、助滤和増强效果。与淀粉类 助剂相比，阳离子瓜尔胶（CGG)不需要糊化，可以 直接溶于水，将它与淀粉搭配，一起应用于100% DP为原料的新闻纸系统中，提高新闻纸的细小纤 维的留着率、不透明度、成纸强度、成纸表面强度等 性能指标，是我们这次实验的主要目的。我们通过 在新闻纸浆中添加瓜尔胶和淀粉，优化及探索出瓜 尔胶和淀粉在100% DIP中使用的最佳用量及使用 条件，为新闻纸企业的实际生产提供参考。

1实验部分

1 1主要原料

瓜尔胶：国产改性的阳离子瓜尔胶VF- A 淀粉:美国进口淀粉 纸浆：100% DIP新闻纸浆

1 2主要实验仪器

DFR- 04动态滤水仪 GT GObalStandandTesterP印刷适性仪 PTIR apid- K othen纸页成型器 Co lor Touch PC 色度仪 WZL — 300纸张拉力仪 0匸？-31^1000撕裂度仪 13 VF-A瓜尔肢说明

VF- A改性瓜尔胶是一种阳离子型的造纸专用 湿部化学助剂，改性瓜尔胶在脱墨废新闻纸浆中的应用研究，对提高纸张表面强度、提高新闻纸质 量的可控性等有良好的作用，其主要功能归纳如下：

1)VF- A瓜尔胶具有高分散性和冷水溶解 性，使用方便，粘着性能好。

2)糊液稳定性高，不易腐败，无泡沫，无异味。

3)改性瓜尔胶在脱墨废新闻纸浆中的应用研究具有强的亲和力，用于造纸作浆内添加，有 明显的増强作用[2]。

1 4使用说明

瓜尔胶的最佳加入点是在最后一个高剪切位 置;本次试验是在成浆池出口。但最好保证瓜尔胶 浆料至少有3min的时间和纸浆混合。配制瓜尔胶 浆料大约需2h左右的溶涨过程，浓度一般选在

05% - 1 0%之间。至于添加量的多少，会因为型 号、功能、添加点以及欲达指标的不同而有所不 同[2]。

15实验方案

(1)取样点:新闻纸厂DP成浆和白水。

(2)湿部化学品的添加:助滤剂0 7kg/t助留 剂 0 12kg/1 碳酸钙 10kg/1 

(3)増强剂实验配比：①进口淀粉0 4%, 0 5%, 0 6%;②VF - A 瓜尔胶 0 1%, 0 2%,

025%, 0 3%, 0 35%;③进 口淀粉 + VF- A瓜尔 胶 0. 3% + 0 05%, 0 2% + 0 1%。

16实验方法

1)成浆和白水混合，调浆浓1%备用。

2)混合浆分别加入湿部化学品后备用。

3)按増强剂的方案依次加入浆料中后，测定滤 水值、保留率，并抄纸片。

4)纸片分别测定定量、灰分、抗张指数、撕裂指 数、表面强度。

2实验结果及讨论

21实验数据

表1浆料的滤水及保留性能

样号加入量/%滤水速度

/g. s-1总固含物 保留量％填料保留

量/%

空白06 5651. 5124. 44

0 47 2553. 8143 73

进口淀粉0 57 8753. 9047 35

0 68 3054. 5947 35

0 17 3852. 7130 47

0 26 8753. 0731 67

VF-A0 257 0952. 5729 26

0 36 6052. 5229 66

0 356 6252. 4331 67

进口淀粉0 3+ 0 057 8154. 6843 73

+ VF-A0 2+017 0454. 0844. 53

 

表2

手抄纸片物理性能

样号加入量

%定量

/g* m- 1灰分

/%不透明度 %抗张指数

/N • m • g- 1撕裂指数

/mN • m* g- 1表面强度

/m • s- 1

空白061. 926. 7496 3034. 128. 300 543

0. 465. 829. 2997 6031. 548. 140 567

进口淀粉0. 565. 639. 0597 7533. 678. 000. 645

0. 664. 868. 8197 8534. 398. 060 655

0. 162 536. 1896 3534. 678. 820 558

0. 262. 266. 0996 4735. 238. 360 575

VF- A0. 2562. 405. 8695 6235. 508. 690 597

0. 362 955. 8795 8635. 828. 580 615

0. 3562 685. 8295 9634. 988. 830. 645

进口淀粉0. 3+ 0. 0564. 038. 2697 2735. 218. 420 668

+ VF-A0. 2+ 0. 162. 877. 7696 7535. 398. 360 685

 

 

从图1可知，单独添加瓜尔胶VF—A其滤水性 不及单独添加淀粉时的滤水速度快;在本实验所选 定的淀粉及瓜尔胶混合用量Q 3% + Q 05%及 0 2% + 0 1%情况下，改性瓜尔胶在脱墨废新闻纸浆中的应用研究，滤水速度明显比单独使用瓜 尔胶时提高，尤其是淀粉用量在0 3%时比0 2%时 的滤水速度快。这说明了在100%废旧新闻纸浆中 添加淀粉较瓜尔胶的滤水性好。

从图2可看到浆料保留及填料保留情况，瓜尔 胶VF- A与进口淀粉相比，进口淀粉对浆料保留效 果较好，当淀粉和瓜尔胶VF- A(0 3% + 0 05% ) 搭配使用时，改性瓜尔胶在脱墨废新闻纸浆中的应用研究保留效果接近淀粉用量为0 4% - 0 5%时的水平。

■总固含保留a填料保留營/%|

60r

 

淀粉进U淀粉+

添加 M /%VF-A

图2浆料的总固形物保留及填料保留量

图3的抗张指数及撕裂指数两项物理强度指标 比较，瓜尔胶VF-A效果明显优于淀粉，而且增强 剂VF-A单独使用时，抗张指数随加入量的增加而 增加，撕裂指数比空白样均有所上升。这说明了瓜 尔胶VF-A对纸张强度的提高优于淀粉。 

Paper Science& Technology 2008 Vol 27 No. 6 

图3成纸的抗张强度及撕裂指数

 

 

纸浆等含 广，阴离子 多传统的 效果，阳离

添加量/%VF-A

 

图4成纸的表面强度

从图4的表面强度指标来看，淀粉和瓜尔胶VF -A添加后，均对成纸表面强度有提高的作用，但瓜 尔胶VF- A和淀粉搭配使用对改善成纸表面强度 效果较为明显;纸张表面强度直线上升，改性瓜尔胶在脱墨废新闻纸浆中的应用研究，不受淀粉用 量的影响。这是由于瓜尔胶中的多糖在纤维表面成 膜，瓜尔胶通过一个邻近的纤维形成薄膜从而形成 桥连或网状物，提高了成纸的表面强度[2]。

2 2讨论

从以上的实验结果可以得知:在100% DP新闻 纸浆中，单独使用改性阳离子瓜尔胶的助留助滤效 果不如进口淀粉;这与瓜尔胶的分子结构及分子量 等因素有关。但是与淀粉搭配使用，在淀粉与瓜尔 胶VF- A用量为0 3% + 0 05%时，其效果与淀粉 用量在0. 4% - 0 5%时相同，但强度指标及表面强 度却比单独使用淀粉时为高。瓜尔胶的増强作用与 进口淀粉的助留助滤作用都能有效地发挥，两者起 到了互补的作用。

在成本核算方面，淀粉与瓜尔胶VF- A混合用 量为0 3%c + 0 05%时与淀粉用量为0 5%c时基本 相同，而抗张强度、撕裂度及表面强度明显提高，这 对于采用100%的DIP生产新闻纸，要求改善或提 高新闻纸的表面强度、减少胶印中纸张的掉毛现象 及印刷性能的生产厂家来说，是极有意义的。

由于天然瓜尔胶可生物降解、无毒以及抗剪切 力，虽然不如聚丙烯酰胺（PAM)的絮聚效果好，但 产生过度絮聚的危害小于PAM，还不受系统阴离子

垃圾的影响[]。对于新闻纸浆、未漂硫酸盐浆、废 纸浆等含有较多杂质的浆料，随着封闭水循环的推 阴离子垃圾的积累将显著増加。这便会使得许 造纸助剂如阳离子聚丙烯酰胺等失去作用 效果，阳离子瓜尔胶可以有效地克服这一点[4]。 3结论

1)浆料滤水速度:单独使用淀粉时，添加量为 0 4% - 0 5%效果较好，而VF- A瓜尔胶在搭配淀 粉使用时，淀粉与VF-A瓜尔胶的用量为0 3% + 0 05%，其滤水效果与淀粉用量为0 5%时接近。

2)浆料保留:淀粉对浆料保留效果优于VF- A 瓜尔胶，当淀粉和瓜尔胶VF- A(0 3% + 0 05% ) 搭配使用时，保留效果接近淀粉用量为0 4%时的 水平。

3)物理强度比较，瓜尔胶VF- A效果明显优于淀 粉，而且瓜尔胶VF- A单独使用时，抗张指数随加入 量的増加而増加，撕裂指数比空白数据均有所上升。

4)表面强度，淀粉和瓜尔胶VF - A添加后，改性瓜尔胶在脱墨废新闻纸浆中的应用研究，均 对成纸表面强度有提高的作用，但瓜尔胶VF- A和 淀粉搭配使用对改善成纸表面强度效果较为明显。 而且随着瓜尔胶用量的増加，纸张表面强度直线上 升，不受淀粉用量的影响。

5)成本核算:淀粉与瓜尔胶VF- A搭配用量为 0 3% + 0 05%时与淀粉用量为0 5%时基本相同，但 是纸张抗张强度、撕裂指数，尤其是表面强度大于淀 粉在0 5%及0 6%用量时的相应数值，而淀粉与瓜 尔胶VF-A搭配用量为0 % + 0 05%时的成本低 于0 6%的淀粉用量，这就使得对采用二次废旧新闻 纸为原料生产印刷适性要求高的新闻纸成本降低。

4建议

瓜尔胶VF- A用于100% DIP新闻纸系统，最 好的方案是和淀粉搭配使用，可以互补两者的不足， 提高新闻纸的质量及印刷适性。