徐阁辰,曹淑婉,刘明,雀静,宋云杉,鲁红昌,张俊华.阳离子瓜尔胶的制备及其在卷烟纸中的应用研究[J].中国造纸,2025,44(11):135-143 本文二维码信息
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阳离子瓜尔胶的制备及其在卷烟纸中的应用研究
Preparation of Cationic Guar Gum and Its Application in Cigarette Paper
收稿日期：2025-04-05  修订日期：2025-05-23
DOI：10.11980/j.issn.0254-508X.2025.11.018
关键词:  瓜尔胶  甜菜碱  助留剂  卷烟纸
Key Words:guar gum  betaine  retention  cigarette paper
基金项目:红塔蓝鹰纸业有限公司科技开发项目（HTBE/FWHT2024-018）。
作者单位邮编
徐阁辰* 昆明理工大学化学工程学院,云南昆明,650500 650500
曹淑婉 昆明理工大学化学工程学院,云南昆明,650500 650500
刘明 云南红塔蓝鹰纸业有限公司,云南建水,654300 654300
雀静 云南红塔蓝鹰纸业有限公司,云南建水,654300 654300
宋云杉 云南红塔蓝鹰纸业有限公司,云南建水,654300 654300
鲁红昌 云南红塔蓝鹰纸业有限公司,云南建水,654300 654300
张俊华* 昆明理工大学化学工程学院,云南昆明,650500 650500
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摘要:本研究以甜菜碱酰氯为阳离子化试剂，在吡啶催化作用下对瓜尔胶进行化学改性，成功制备了较高取代度的阳离子瓜尔胶。结果表明，在优化反应条件（瓜尔胶与甜菜碱酰氯质量比4∶2，吡啶添加量8.5%，反应温度80 ℃，时间2 h）下，制备的阳离子瓜尔胶取代度达0.098，且较好地保留了瓜尔胶的初始黏度。热重分析表明，改性后的阳离子瓜尔胶热稳定性显著提升，扫描电子显微镜结果显示其表面形成多孔结构，表明反应在瓜尔胶表面及内部均匀进行。将阳离子瓜尔胶应用于卷烟纸生产时，填料的助留效率随阳离子瓜尔胶用量增加而提高，当用量为0.15%（相对于卷烟纸总质量）时填料留着率最高，达到56.7%，且卷烟纸中铬元素含量为1.63 mg/kg，符合GB 29949—2013。
Abstract:In this study， relatively high-substitution-degree cationic guar gum was successfully prepared by chemically modifying guar gum using betaine acyl chloride as a cationic reagent under pyridine catalysis. The results showed that under optimized reaction conditions (guar gum to betaine acyl chloride mass ratio of 4∶2， pyridine dosage of 8.5%， reaction temperature of 80 ℃， and time of 2 h)， the degree of substitution of the cationic guar gum reached 0.098， while the initial viscosity of guar gum was well retained. Thermogravimetric analysis demonstrated a significant improvement in the thermal stability of the modified cationic guar gum. Scanning electron microscopy revealed a porous structure on its surface， confirming that the reaction occurred uniformly both on the surface and within the guar gum matrix. When applied to cigarette paper production， the filler retention efficiency increased with the dosage of cationic guar gum. At a dosage of 0.15% (relative to the total mass of cigarette paper)， the filler retention rate peaked at 56.7%， and the chromium content in the cigarette paper was 1.63 mg/kg， complying with GB 29949—2013.
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