【集萃网观察】1 前言

　　印花技术的不断发展，对印花色浆，特别是印花糊料提出了更高的要求。仅使用海藻酸钠和淀粉糊料已远远不能满足高质量的印花要求。并且近年来，由于海洋污染，导致海藻产量下降，海藻酸钠资源紧张，价格日趋上涨，而中国近年的“三农问题”、退耕还林等政策使得农作物价格上涨，直接影响到了淀粉的价格。这两种糊料价格的大幅上涨，使印花成本不断提高，直接影响生产厂家的经济效益。因此，寻找海藻酸钠和淀粉的理想替代品，不但可以改善印花性能，也可以降低生产成本。

　　2 瓜尔胶的研究和应用范围

　　2.1 瓜尔胶的结构与性质

　　瓜尔胶（Guar gum）是从广泛种植于印巴次大陆的一种豆科植物——瓜尔豆中提取的一种高纯化多糖，就分子结构来说，它是一种非离子多糖，属半乳甘露聚糖，是目前已知的水溶性最好的天然高分子化合物之一。瓜尔胶最大的特点就是它与纤维素的结构非常相似，这种相似性使它对纤维素有很强的亲和性，称为直接性。其主要成分为半乳甘露聚糖，结构是由D-甘露糖通过β一1，4.糖苷键链接形成主链，在某些甘露糖上D一半乳糖通过a一1，6一糖苷键链接

　　形成侧链而构成多分支的聚糖，通常半乳糖与甘露糖的摩尔比为1：2，由于瓜尔胶溶解速度慢，水不溶物含量高，粘度不易控制，因此需要对它进行化学改性，扩大其应用领域。

　　2.2 瓜尔胶的改性

　　尽管瓜尔胶具有很好的水溶性和增稠性，但是原粉瓜尔胶往往具有下述缺点：

　　-不能快速溶涨和水合，溶解速度慢;

　　-水不溶物含量高;

　　-粘度不易控制;

　　-易被微生物分解而不能长期保存。

　　这些缺点使瓜尔胶的应用受到很大限制，因此需要改变其理化特性，使其可广泛应用。改性主要分为4 类：

　　-官能团衍生改性。这类方法是基于瓜尔胶的糖单元上平均有3 个羟基，这3 个羟基在一定条件下可发生醚化、酯化或氧化反应， 生成醚、酯等衍生物。

　　-接枝聚合改性。该方法是基于一定条件下，一些引发剂可使瓜尔胶或乙烯基类单体产生自由基，从而进行聚合反应， 如：丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、丙烯腈等接枝。

　　-酶法改性。该方法是利用酶降解而改变瓜尔胶的性质。

　　-金属交联法改性。主要利用瓜尔胶的交联性。瓜尔胶主链上的邻位顺式羟基可以与硼及一些过渡金属离子， 如钛、锆等作用而形成冻胶。此外，还有使用多种方法相结合进行改性的，如羟丙基瓜尔胶与丙烯酰胺接枝等。

　　2 . 3 瓜尔胶的应用范围

　　近年来随着各国对环境污染问题的日益关注和重视，人们逐渐把注意力集中到无毒、环境友好、价格便宜并且可以再生的天然高分子材料上，瓜尔胶即是其中的一种。独特的结构特征和性能决定了瓜尔胶易于被化学改性，从而可以制备各种功能材料，这使得对它的研究在美国、英国、印度等国都是热门课题。然而， 中国对瓜尔胶的研究相对较少， 报道不多， 主要用于食品行业， 尚未见作为活性染料印花糊料的应用研究报道。

　　因能提高食品粘度或与食品形成凝胶，瓜尔胶可用作食品添加剂， 使食品获得所需的形状和硬、软、粘稠等各种口感， 利用酶提高了M /G 值的瓜尔胶可望取代槐豆胶等M /G 值较高的天然多糖胶。羟甲基瓜尔胶可用作纺织工业中纱线上浆、织物上浆和印染的高级原料。由羟丙基瓜尔胶制成的压裂液具有低伤害性， 可减少压裂液残渣对地层及导流裂缝的伤害。瓜尔胶还用做许多药物的载体， 用酶控制瓜尔胶的扩散系数， 可达到对药物的控制释放。较之无机絮凝剂， 由瓜尔胶及其衍生物制成的絮凝剂效率要高得多。因能有效增稠硝酸盐溶液，瓜尔胶及其衍生物已成为塑胶炸药的基本成分。总之， 由于其独特的性能， 瓜尔胶及其衍生物目前已作为增稠剂、稳定剂、起泡剂、絮凝剂等而厂泛用于食品、纺织、医药、石油、造纸、炸药、化妆品等领域， 是除纤维素外用量最大的天然高分子材料。

　　3 瓜尔胶及其衍生物在纺织品印花中的应用

　　在纺织工业中印花糊料要求具有印花性能好、印花刀疵较少，渗透性好、印花块面匀染性好， 成糊率高、固含量较低、易洗涤性好，抱水性良好， 用于疏水性纤维织物的印花也不至于渗化，对各类染料的相容性较好，可与其他糊料混合使用等特点。由于瓜尔胶具有以上性能所以可用于纺织印花糊料。

　　瓜尔胶糊料与印花行业常用的海藻酸钠糊料相比有以下特点：

　　-海藻酸钠溶液和瓜尔胶溶液均有较高的粘度，其粘度与浓度均成正比关系。在相同条件下， 瓜尔胶溶液粘度低于海藻酸钠溶液粘度， 更接近圆网印花对糊料粘度的要求。一海藻酸钠溶液遇强酸，羧基离解受到抑制， 会发生胶凝， 其溶液在p H 值5 . 8 ～ 1 1 范围内较为稳定。而瓜尔胶是一种非离子型胶体， 具有很强的耐酸碱性，在p H 值3 . 5 ～ 1 0 范围内其粘度变化不大。在中酸性条件下，瓜尔胶溶液表现出很好的稳定性。

　　-海藻酸钠溶液和瓜尔胶溶液粘度会随着时间的延长而逐渐变低， 储存时间不宜过长， 否则会变质。

　　-瓜尔胶印花糊料的印花得色量K /S 值与海藻酸钠印花糊料的印花得色量K /S 值相近， 且摩擦、皂洗、汗渍色牢度均较好，说明瓜尔胶可以部分代替海藻酸钠作为印花糊料。瓜尔胶价格较低，可以节约生产成本。

　　尽管瓜尔胶具有很好的水溶性和增稠性，但是原粉瓜尔胶往往具有下述缺点：

　　-不能快速溶胀和水合， 溶解速度慢;

　　-水不溶物含量高;

　　-粘度不易控制;

　　-易被微生物分解而不能长期保存;

　　-由于其分子链上有大量的羟基， 因此不适用于纤维素织物的印花，需改性后屏蔽其分子结构中的羟基。