两性瓜尔胶接枝共聚物 (LGG>g-PAM)可用作浆内添加 剂，在纸张生产中具有广泛的作 用，具有很好的市场开发前景。同 时它适应绿色环保理念和造纸循 环经济的要求叫。
LGG*g-PAM克服了天然瓜尔胶溶液易被微生物降解而不能长期保存的缺点，它在同一瓜尔胶分子链中同时接上阴离子、季 铵型阳离子取代基和丙稀醜胺增 强基团，使合成聚合物既有多糖 化合物的分子间的作用力与反应 性，又有合成髙分子的机械性、与 生物作用的稳定性和线形链展开 能力实验研究了 LGG~g-PAM 增强姉时纸页物理强度的影响。
1实验原料与分析方法.
1.1实验原料 1.1.1助剂
LGG*g-PAM:实验室自制。
1.1.2浆料.
龙渣浆，打浆度 40.0°SR〇 1.2实验方法 1.2.1 LGG^-PAM 的合成 1.2.1.1羧甲基瓜尔胶(CMGG) 的合成称取50g瓜尔胶原粉于 三口瓶中，加入定量乙醇润湿，再 加入一定量的NaOH 7jC溶液，碱 化45min后，然后向上述体系中 加入一定量的氯乙酸，升至一定 温度反应4h。将产物用盐酸调节 pH后真空抽滤，滤饼用一定体积 比的乙醇水溶液搅拌洗涤3次， 真空抽滤后进行真空干燥，得到 —定取代度的CMGG备用。 1.2.1.2 LGG^g-PAM 的合成【#4: 实验采用高效廉价的KMnfV 1^04引发体系，以不同取代度 的CMGG、甲基丙稀醜氧乙基三 甲基氣化铵(DMC)、丙烯酰胺 (AM )为原料，采用水溶液聚合法 合成了一系列粗产物。然后用体 积比为6:4的乙二酵、冰醋酸混 合液对合成所得到的粗产物抽提 除去均聚物，沉析干燥分离出接 枝物即为LGG^g-PAM。
1.2.2纸页抄造及酿性能测定
将一定量的湿浆置于标准纤 维疏解器中，加自来水稀释到浆 浓1.25%(相对于绝干浆)后疏解 30 000ro疏解完毕后加自来水稀 释至一定浓度待用。然后在已疏 解好一定浓度的蔗渣漂白硫酸盐 浆中加入一定量的LGG^-PAM， 搅拌一定时间。然后在TAPPI标 准成上抄片，其实验方法参 照 T205 om-88。
按国 家标准方法测量纸页物理性能吹 1.2.3纸页纤维分散和断纸情况分析样品台上，同样将测定抗张强度 时试样的断头朝上粘于样品台 上，经IB.5型离子滅射仪喷金，并 在Philips XL30环境扫描电子显 微镜察、拍照。
^实验结果与讨论
2.1 LGG^g-PAM不'同电荷密度 对纸页物理性能的影响
LGG*g-PAM的电荷密度是 影响其增强性能的重要因素。在 DMC和AM用量相同的条件下， 实验通过改变CMGG的取代度 合成了一系列不同电荷密度的产 物，研究阳电荷密度及阴电荷密 麟蔗渣浆的増强性能。
电荷密度是反映LGG~g- PAM带电情况的重要参数，它的 大小决定着LGG>g-PAM可提供 的与纟千维之间吸引点的多少和吸 引力的强弱及在纤维上所采取的 构型，是决定賊聚能力的重要 参数。低阳电荷密度使聚合物与 粒子表面产生弱的吸附和絮凝， 中等阳电荷密度产生好的吸附强 的架桥，而高阳电荷密度产生强 的吸附弱的架桥抑。
从表1看出，上述试样的 LGG~g-PAM在用量为0.8%时对 蔗渣楽的增强效果均有不同程度 的提髙。其中髙阳电荷密度中等 阴电荷密度的LGG~g-PAM3和中 等阳电荷密度低阴电荷密度的 LGG~g-PAM7增强效果更优，使• 抗张指数比空白分别提髙 21.83%和20.92%，撕裂指数分别 提髙10.71%和14.20%，耐破指 数分别提高29.38%和35.63%， 耐折度由空白的5次分别提高到 9次和10次。两性助剂的阴离子 基团有助于消除体系中干扰助剂 对纤维吸附的阳离子，对阳离子 基团起保护作用，电M斥那S 在体系中存在的高活性“杂阴离 子”，从而使助剂中的阳离子基团 不会发生过早的反应或被中和， 更易于薪维麵。齡考虑各 项物理指标的增强效果，选定 LGG-g-PAM7作为实验用助剂。 2.2 LGG>g-PAM用量对纸页物 理性能的影响
由表2可见，随LGG*g-PAM
用量的增加，纸页的各项物理性 能均逐渐升高。当LGG-g-PAM用 量为0.8%时，纸页的抗张指数比 空白提髙了 20.92%，撕裂指窓往1 髙了 14.20%，耐破指数提高了 ‘35.63%，耐折度由空白的5次提 高到10次，之后再增加LGG~g- PAM的用量各项指标虽仍有所 提高，但上升幅麵于平缓。这可 能是由于随着助剂用量的增加， 有更多的LGG~g-PAM大分子与 纤维之间形成氢键和离子键结 合，使得纸页强度不断提髙，但过 量的LGOg-PAM又使部分浆料 产生絮聚，影响纸页匀度，降低了 纸页强度的增加幅度。同时，助剂 用量过大还会造成纸张生产成本 提高。
造纸过程中浆料中纤维及 细小纤维、增强剂等成分的性能 (如带电量)随浆料PH值的变化 会有一定的改变，进而影响增强 剂的使用效果。与叔铵型助留剂 相比季铵型助剂受浆料PH值的
影响较小。表3表明：LGG-g- PAM在中性及碱性条件下增强 效果较好，适宜的抄造pH值为 7~10。在此pH范围内随着浆料 pH值的升髙，纸页的强度逐渐提 高。但整体来看，架料pH值在4- 10范围内对纸页增强效果影响 不大，尤其是对撕裂指数的提高。 这主要是因为在使用季铵型造纸 助剂时,pH值在此范围内电荷变 化不大。该体系可以用于越来越 受到广泛关注的中碱性抄纸体 系。
2.4 不同反应时间对纸页物理 性能的影响 时间也是影响聚合物增强剂效果 的重要因素。高分子聚合物加入 浆中，会在楽料表面经历一系列 动态变化:吸附、重构、扩散及分 子链断裂等其中吸附阶段反 应速度极快，可在几秒钟内完成， 此时只有很少的聚合物链与纤维 表面接触;在重构阶段，聚合物链 在纤维表面进一步扩展；嫌阶 段，吸附和重构的聚合物链向浆 料的孔隙n&，形成与纤维之间 的结合，从而实现高分子聚合物 的使用功效;分子链断裂阶段，聚 合物链在剪切力的作用下发生断
由表4可知，随着LGG-g- PAM在浆中反应时间的延长，纸 页的强度不断提髙，当反应时间 超过8min后，强度增长幅度趋于 平缓。这主要是由于LGOg-PAM 加入浆料中后，随着时间的延长， 其分子与纤维之间的结合更加完 善，表现为纸页强度不断提髙。当 LGG-g-PAM与浆料充分结合后， 再延长时间，强度改善不明显，并 且在剪切力的作用下，一些相对 较弱的结合可能会受到破坏。因 此,LGG-g-PAM加入浆料后反应 6~8min 较为^'iSo 2.5纸样的扫描电铣(SEM)分析
从图1可看出空白纸样的纤 维分布不匀，多有缠结，纤维之间 空隙很多；而加入助剂的纸样纤 维分布紧密均匀。这可能是由于 LGOg-PAM的存在，提髙了细小 纤维的留着，改善了纸页纤维之 间的结合情况，使得纤维之间的 空赚少，这种情况会对纸页强
度的提高有较大帮助。
2.5.2纸页抗张试样的断纸情况
SEM 照片（xlOO)
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Paper and Paper Making Vol.27 No.5 Sep 2008
图2为测定抗张强度时添加 LGG*«-PAM增强剂前后所抄纸页 断纸处的SEM照片。可以看出，未 加助剂的纸样舱賊较松散， 排列杂乱且较长，樹维本 身裂断较少，而出来的较 多；而加人助剂的纸样被拉断时，
断纸处纤维紧密，长度较短，纤维 本身裂《多，而被整根抽出来的 较少。这可能是由于LGC^g-PAM 含有大縫等，它们能够 与纤维表面的纤维素分子形成氢 齡合，咖了賺间雄合区域 氣键的数目，间_受限， 夕卜力啦力作用下，纤维间滑动几率 减少，而劃餓潑的机会增加，表 明纤维间作用解肋口强。同_枝 共聚物中带有较多的阳离子电荷， 可与带负电性的纤维形成静电吸 附作用，因此增加了纸页的麵强 度。
3结论
选定LGG*g-PAM7 (阳电荷 密度为1.90mmol • g-1,阴电荷密度 为0.120 mmol*g_1)作为实验用助 剂，其0.8%的用量即可满足需 要，此时纸页的抗张指数比空白 提高20.92%,撕裂指数提髙 14.20%，耐破指魏提高了 35.63%， 耐折度由空白的5次提髙到10 次。