【集萃網(wǎng)觀察】1 前言

　　印花技術(shù)的不斷發(fā)展，對印花色漿，特別是印花糊料提出了更高的要求。僅使用海藻酸鈉和淀粉糊料已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足高質(zhì)量的印花要求。并且近年來，由于海洋污染，導(dǎo)致海藻產(chǎn)量下降，海藻酸鈉資源緊張，價(jià)格日趨上漲，而中國近年的“三農(nóng)問題”、退耕還林等政策使得農(nóng)作物價(jià)格上漲，直接影響到了淀粉的價(jià)格。這兩種糊料價(jià)格的大幅上漲，使印花成本不斷提高，直接影響生產(chǎn)廠家的經(jīng)濟(jì)效益。因此，尋找海藻酸鈉和淀粉的理想替代品，不但可以改善印花性能，也可以降低生產(chǎn)成本。

　　2 瓜爾膠的研究和應(yīng)用范圍

　　2.1 瓜爾膠的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

　　瓜爾膠（Guar gum）是從廣泛種植于印巴次大陸的一種豆科植物——瓜爾豆中提取的一種高純化多糖，就分子結(jié)構(gòu)來說，它是一種非離子多糖，屬半乳甘露聚糖，是目前已知的水溶性最好的天然高分子化合物之一。瓜爾膠最大的特點(diǎn)就是它與纖維素的結(jié)構(gòu)非常相似，這種相似性使它對纖維素有很強(qiáng)的親和性，稱為直接性。其主要成分為半乳甘露聚糖，結(jié)構(gòu)是由D-甘露糖通過β一1，4.糖苷鍵鏈接形成主鏈，在某些甘露糖上D一半乳糖通過a一1，6一糖苷鍵鏈接

　　形成側(cè)鏈而構(gòu)成多分支的聚糖，通常半乳糖與甘露糖的摩爾比為1：2，由于瓜爾膠溶解速度慢，水不溶物含量高，粘度不易控制，因此需要對它進(jìn)行化學(xué)改性，擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域。

　　2.2 瓜爾膠的改性

　　盡管瓜爾膠具有很好的水溶性和增稠性，但是原粉瓜爾膠往往具有下述缺點(diǎn)：

　　-不能快速溶漲和水合，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長期保存。

　　這些缺點(diǎn)使瓜爾膠的應(yīng)用受到很大限制，因此需要改變其理化特性，使其可廣泛應(yīng)用。改性主要分為4 類：

　　-官能團(tuán)衍生改性。這類方法是基于瓜爾膠的糖單元上平均有3 個(gè)羥基，這3 個(gè)羥基在一定條件下可發(fā)生醚化、酯化或氧化反應(yīng)， 生成醚、酯等衍生物。

　　-接枝聚合改性。該方法是基于一定條件下，一些引發(fā)劑可使瓜爾膠或乙烯基類單體產(chǎn)生自由基，從而進(jìn)行聚合反應(yīng)， 如：丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、丙烯腈等接枝。

　　-酶法改性。該方法是利用酶降解而改變瓜爾膠的性質(zhì)。

　　-金屬交聯(lián)法改性。主要利用瓜爾膠的交聯(lián)性。瓜爾膠主鏈上的鄰位順式羥基可以與硼及一些過渡金屬離子， 如鈦、鋯等作用而形成凍膠。此外，還有使用多種方法相結(jié)合進(jìn)行改性的，如羥丙基瓜爾膠與丙烯酰胺接枝等。

　　2 . 3 瓜爾膠的應(yīng)用范圍

　　近年來隨著各國對環(huán)境污染問題的日益關(guān)注和重視，人們逐漸把注意力集中到無毒、環(huán)境友好、價(jià)格便宜并且可以再生的天然高分子材料上，瓜爾膠即是其中的一種。獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特征和性能決定了瓜爾膠易于被化學(xué)改性，從而可以制備各種功能材料，這使得對它的研究在美國、英國、印度等國都是熱門課題。然而， 中國對瓜爾膠的研究相對較少， 報(bào)道不多， 主要用于食品行業(yè)， 尚未見作為活性染料印花糊料的應(yīng)用研究報(bào)道。

　　因能提高食品粘度或與食品形成凝膠，瓜爾膠可用作食品添加劑， 使食品獲得所需的形狀和硬、軟、粘稠等各種口感， 利用酶提高了M /G 值的瓜爾膠可望取代槐豆膠等M /G 值較高的天然多糖膠。羥甲基瓜爾膠可用作紡織工業(yè)中紗線上漿、織物上漿和印染的高級原料。由羥丙基瓜爾膠制成的壓裂液具有低傷害性， 可減少壓裂液殘?jiān)鼘Φ貙蛹皩?dǎo)流裂縫的傷害。瓜爾膠還用做許多藥物的載體， 用酶控制瓜爾膠的擴(kuò)散系數(shù)， 可達(dá)到對藥物的控制釋放。較之無機(jī)絮凝劑， 由瓜爾膠及其衍生物制成的絮凝劑效率要高得多。因能有效增稠硝酸鹽溶液，瓜爾膠及其衍生物已成為塑膠炸藥的基本成分。總之， 由于其獨(dú)特的性能， 瓜爾膠及其衍生物目前已作為增稠劑、穩(wěn)定劑、起泡劑、絮凝劑等而廠泛用于食品、紡織、醫(yī)藥、石油、造紙、炸藥、化妝品等領(lǐng)域， 是除纖維素外用量最大的天然高分子材料。

　　3 瓜爾膠及其衍生物在紡織品印花中的應(yīng)用

　　在紡織工業(yè)中印花糊料要求具有印花性能好、印花刀疵較少，滲透性好、印花塊面勻染性好， 成糊率高、固含量較低、易洗滌性好，抱水性良好， 用于疏水性纖維織物的印花也不至于滲化，對各類染料的相容性較好，可與其他糊料混合使用等特點(diǎn)。由于瓜爾膠具有以上性能所以可用于紡織印花糊料。

　　瓜爾膠糊料與印花行業(yè)常用的海藻酸鈉糊料相比有以下特點(diǎn)：

　　-海藻酸鈉溶液和瓜爾膠溶液均有較高的粘度，其粘度與濃度均成正比關(guān)系。在相同條件下， 瓜爾膠溶液粘度低于海藻酸鈉溶液粘度， 更接近圓網(wǎng)印花對糊料粘度的要求。一海藻酸鈉溶液遇強(qiáng)酸，羧基離解受到抑制， 會發(fā)生膠凝， 其溶液在p H 值5 . 8 ～ 1 1 范圍內(nèi)較為穩(wěn)定。而瓜爾膠是一種非離子型膠體， 具有很強(qiáng)的耐酸堿性，在p H 值3 . 5 ～ 1 0 范圍內(nèi)其粘度變化不大。在中酸性條件下，瓜爾膠溶液表現(xiàn)出很好的穩(wěn)定性。

　　-海藻酸鈉溶液和瓜爾膠溶液粘度會隨著時(shí)間的延長而逐漸變低， 儲存時(shí)間不宜過長， 否則會變質(zhì)。

　　-瓜爾膠印花糊料的印花得色量K /S 值與海藻酸鈉印花糊料的印花得色量K /S 值相近， 且摩擦、皂洗、汗?jié)n色牢度均較好，說明瓜爾膠可以部分代替海藻酸鈉作為印花糊料。瓜爾膠價(jià)格較低，可以節(jié)約生產(chǎn)成本。

　　盡管瓜爾膠具有很好的水溶性和增稠性，但是原粉瓜爾膠往往具有下述缺點(diǎn)：

　　-不能快速溶脹和水合， 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長期保存;

　　-由于其分子鏈上有大量的羥基， 因此不適用于纖維素織物的印花，需改性后屏蔽其分子結(jié)構(gòu)中的羥基。