瓜尔胶在造纸湿部主要承担两项任务:一是作助留助滤剂,通过长链架桥吸附把填料与细小纤维捕集到纤维网络中,典型添加量 0.05%–0.2%(对绝干浆);二是作干强增强剂,依靠分子链上的大量羟基与纤维形成氢键结合,常用区间 0.1%–0.5%。阳离子瓜尔胶兼具电荷中和与架桥吸附双重机理,可同时改善留着率与纸张强度,是文化纸、包装纸与生活用纸原纸常用的天然多糖类湿部助剂。山东东达生物化工技术部整理以下要点,供湿部工程师与采购参考。
瓜尔胶靠什么机理把填料和细小纤维留在纸页里?
纸浆中的碳酸钙、滑石粉等填料与细小纤维表面带负电,粒度小、比表面积大,单靠自然过滤很容易随白水流失。瓜尔胶是从瓜尔豆胚乳中提取的半乳甘露聚糖,主链由甘露糖以 β-1,4 苷键连接,半乳糖支链以 α-1,6 键接在主链上,两者摩尔比约为 2:1,相对分子质量约 22 万。这种直链柔性大分子在水中伸展后,可以同时吸附在多个带负电的颗粒表面,像"架桥"一样把它们连成疏松的絮聚体,随纤维一起留在网部——这就是架桥吸附助留。改性引入阳离子基团后,机理又多了一层:正电基团先中和填料表面电荷、降低排斥位垒,分子链再完成架桥,形成的絮团体形适中、抗剪切性好,而且对纸页匀度影响小。

做助留助滤要加多少、在纸机哪个位置加?
以绝干浆质量计,阳离子瓜尔胶作助留助滤的常规用量为 0.03%–0.1%,高灰分纸种或白水封闭程度高的系统可提高到 0.1%–0.2%。添加点一般选在冲浆泵之前,利用泵的混合作用均匀分散;也可在保证分散均匀时直接加到流浆箱之前。使用时应先把浓溶液稀释到 0.1% 左右再连续计量加入。公开试验数据:在废新闻纸浆中添加 0.2% 阳离子羟乙基瓜尔胶,细小组分单程留着率提高约 40%、打浆度下降约 37%;特种纸系统在 0.08% 用量下,灰分提高约 32%、白水浓度下降约 18%。具体用量与添加位置的核算口径,可参考造纸瓜尔胶用量:湿部、表面施胶与涂布的计算基准辨析。

作干强增强剂用多少量合适?
干强增强的常用区间为 0.1%–0.5%(对绝干浆)。机理上,瓜尔胶分子链外侧的羟基暴露充分,与纤维结合时氢键面积大、结合距离短,少量添加即可在纤维之间"焊接"出更多氢键结合点,抗张指数、耐破度与环压强度随之上升。公开研究显示:非离子瓜尔胶增强剂在特种纸中按 0.5%–0.8% 添加,抗张指数可提高 40%–55%;两性瓜尔胶在 0.2%–0.3% 用量下增强效果即优于常规两性淀粉。注意:干强提升通常伴随滤水变慢,用量偏高时纸页易发粘、粘辊,应通过小试确定拐点。
与阳离子淀粉、CPAM 是协同还是取代关系?
三者定位不同,实践中以协同补位为主。阳离子淀粉价格低、对层间结合与表面强度贡献大,但需要糊化、用量通常在 1%–2%,助留能力有限;瓜尔胶冷水可溶、直链结构让活性基团更容易接近纤维,较少用量即可达到较多量阳离子淀粉的效果。CPAM(阳离子聚丙烯酰胺)桥联能力强、助留效率高,但用量偏大时容易过絮凝、损害匀度,通常作微粒助留体系核心而非干强手段。公开研究给出过一个经典组合:阳离子瓜尔胶与阳离子淀粉按比例预先混合、糊化后使用,强度比两者分别单独添加提高约 20%。因此合理思路不是"二选一",而是按纸种目标优化两者配比。
文化纸、包装纸、生活用纸原纸的用量有什么差别?
不同纸种的目标函数不同,用量与改性类型也应跟着调整。文化纸追求高灰分与良好印刷性能,助留为主,阳离子瓜尔胶典型用量 0.05%–0.15%;包装纸(箱板纸、瓦楞原纸)以环压强度与层间结合为目标,干强比重高,常用 0.1%–0.3%,废纸浆系统白水封闭度高时优先选阳离子型;生活用纸原纸要求柔软与吸水,用量控制在 0.05%–0.1%,并密切观察滤水速度与起皱工艺的匹配。下图为三类纸种的典型用量速查。

溶解配制有哪些注意事项?
溶解质量直接决定上机效果。推荐做法:常温清水,按 0.3%–0.5% 的配液浓度,在搅拌状态下把胶粉缓慢、均匀地撒入漩涡边缘,常温溶胀 20–40 分钟至溶液均匀无颗粒;上机前再稀释到 0.1% 以下连续加入。三个常见失误要避开:干粉一次性倒入形成"鱼眼"团块,有效浓度不足;水温超过 60℃会加速分子链降解;配液存放超过 24 小时效果衰减,久存应加防腐剂。此外,与阴离子型助剂配合使用时应分设添加点并保持间隔,避免正负电荷直接反应生成沉淀。完整的配液与粘度控制方法见瓜尔胶浓度与粘度关系及工业配液方法。
一个包装纸厂的复配改造案例说明了什么?
华北一家以废纸浆为主生产箱板纸的企业,原来用 1.5% 阳离子淀粉同时承担增强与助留,遇到两个问题:白水浓度偏高、成纸灰分波动大。改造方案为阳离子淀粉降到 1.0%、增配 0.08% 阳离子瓜尔胶,添加点设在冲浆泵前,配液按 0.3% 浓度溶解、溶胀 30 分钟后稀释连续加入。上机后填料与细小纤维单程留着率明显改善,白水浓度下降约 15%,成纸环压指数保持稳定,吨纸助剂综合成本下降约一成。案例说明瓜尔胶加量不大但能补齐淀粉架桥短板,用量优化应围绕"留着率—匀度—强度"三条曲线经小试与中试验证。
延伸阅读
常见问题(FAQ)
瓜尔胶在造纸中能同时起到助留和增强作用吗?
可以。长链架桥把细小纤维与填料捕集到纤维网络提升留着率,分子链上的羟基与纤维形成氢键结合贡献抗张与耐破强度。阳离子瓜尔胶两项作用兼顾,非离子型则以增强见长。
造纸湿部用阳离子瓜尔胶助留,加多少合适?
以绝干浆计常规 0.03%–0.1%,高灰分或高封闭系统可到 0.1%–0.2%。添加点一般在冲浆泵前,稀释到 0.1% 左右连续计量加入,具体以小试数据为准。
瓜尔胶能直接替代阳离子淀粉吗?
不建议简单替换。瓜尔胶冷水可溶、少量即可达到较多量阳离子淀粉的效果,但淀粉对层间结合贡献大且成本低。更经济的做法是两者按比例复配,公开数据显示预混合使用强度可提高约 20%。
瓜尔胶配液时为什么会结"鱼眼",怎么避免?
干粉一次性倒入水中,外层先溶胀结壳、内部干粉被包裹就会形成鱼眼。正确做法是在搅拌下把粉缓慢撒入漩涡边缘,按 0.3%–0.5% 浓度配制,常温溶胀 20–40 分钟后再稀释上机。
注:44118太阳成城集团仅生产销售工业级瓜尔胶(瓜尔豆胶),不供应其他用途等级产品。
文章来源:山东东达生物化工技术部 | 最后更新:2026-09-09