瓜爾膠較初作為刺槐豆膠出現(xiàn)(Locustbeangum）產(chǎn)生的替代品。刺槐豆膠在工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，導(dǎo)致需求緊張。后來研究證明，瓜爾膠和刺槐豆膠雖然是聚半乳糖甘露糖，但在化學(xué)成分和行為上存在明顯差異。刺槐豆膠要達(dá)到較大粘度需要高溫水煮，而瓜爾膠在冷水中就可以水化。在化學(xué)成分方面，刺槐豆膠平均每4個(gè)甘露糖單元只有1個(gè).五個(gè)乳糖支鏈。因此瓜爾膠分支單元數(shù)是刺槐豆膠的兩倍。這被認(rèn)為是瓜爾膠比刺槐豆膠更容易水化，氫鍵更活躍的主要原因。此外，瓜爾膠的成本只有刺槐豆膠的一半。

瓜爾膠直鏈上沒有非極性基團(tuán)，大部分伯羥基和仲羥基都在外面，半乳糖支鏈沒有覆蓋活性醇羥基。因此，瓜爾膠具有較大的氫鍵結(jié)合面積，當(dāng)與纖維結(jié)合時(shí)，氫鍵結(jié)合距離短，結(jié)合力大。為賦予瓜爾膠更好的使用性能，通常對瓜爾膠原粉進(jìn)行化學(xué)改性。瓜爾膠的改性主要有兩個(gè)方向：一是在分子鏈上引入陽離子基團(tuán)，從而獲得一定的正電性。在有機(jī)溶劑中，用季銨鹽3-氯2-羥丙基氯化銨和瓜爾膠原粉醚化生成陽離子瓜爾膠。這種帶正電的改性瓜爾膠能與帶負(fù)電的纖維和填料顆粒相互作用，提高原有的助留、助濾和增強(qiáng)效果。另一個(gè)改性方向是增加瓜爾膠分子鏈的長度，增加瓜爾膠分子鏈的分子量，從而接能力。與陽離子淀粉相比，陽離子瓜爾膠在冷水中是可溶的。

此外，許多淀粉分子形成螺旋結(jié)構(gòu)，而瓜爾膠分子形成直鏈結(jié)構(gòu)。因此，瓜爾膠的活性基團(tuán)比陽離子淀粉更容易接近纖維，因此少量陽離子瓜爾膠可以達(dá)到多量陽離子淀粉的使用效果。如今，聚丙烯酰胺和改性淀粉廣泛應(yīng)用于造紙中。但其效果只能達(dá)到一定程度。它們在提高濾水量的同時(shí)，可能會過度凝結(jié)纖維，從而降低紙頁的強(qiáng)度。作為造紙助劑，天然瓜爾膠能提高紙頁強(qiáng)度，減少灰斑形成，提高紙頁勻度。但其缺點(diǎn)是濾水困難，從而降低產(chǎn)量或增加干燥負(fù)荷?；瘜W(xué)改性的兩性或陽離子瓜爾膠在很大程度上克服了這一缺點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，這些改性瓜爾膠可以在保持或提高紙頁勻度的同時(shí)提高紙頁過濾水；通過吸附小纖維和顆粒，可以進(jìn)一步提高過濾水和一次保留率。在過去，這兩個(gè)方面是相互排斥的。

由于陽離子瓜爾膠的有效性主要取決于其與纖維的親和力(即直接性)。鑒于此，陽離子瓜爾膠在黑液的存在下仍能有效發(fā)揮作用。隨著封閉水循環(huán)的推廣，含雜質(zhì)較多的漿料，如新聞紙、未漂硫酸鹽漿、廢紙漿等，陰離子垃圾的積累將顯著增加。這將使許多傳統(tǒng)的造紙?zhí)砑觿?，如聚丙烯酰胺陽離子(CPAM）等待失去效果。陽離子瓜爾膠能有效克服這一點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，陽離子瓜爾膠在Zeta電位從-8mV到0mV效果較好。該Zeta電位范圍與大多數(shù)造紙工藝一致。

摘自百度瓜爾膠的發(fā)展歷程