[發(fā)明專利]一種酯化改性黃原膠的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410356351.6
• 申請日: 2014-07-24
• 公開（公告）號: CN104130336A
• 公開（公告）日: 2014-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 譚業(yè)邦;王小金;王曉藜
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號: C08B37/00
• 分類號: C08B37/00;C08G81/02
• 代理公司: 濟南金迪知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37219
• 代理人: 張宏松

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種酯化改性黃原膠及其制備方法，屬于高分子化學(xué)和聚合物改性技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

黃原膠又被稱為黃胞膠、漢生膠，是由黃單胞桿菌發(fā)酵產(chǎn)生的一種微生物胞外多糖，在20世紀50年代被美國農(nóng)業(yè)部伊利諾斯州皮奧里爾北部研究所首次發(fā)現(xiàn)，并于1964年被商品化。

黃原膠以D-葡萄糖通過β-1,4-糖苷鍵相連形成主鏈，主鏈上每2個葡萄糖殘基上連接甘露糖，葡萄糖醛酸，甘露糖三個糖分子形成的支鏈。連在支鏈上的兩個甘露糖分子分別被乙酰化或丙酮酰化。黃原膠的骨架結(jié)構(gòu)與纖維素類似，但由于黃原膠側(cè)鏈含-COO^-、-OH等強極性基團，所以黃原膠分子在水溶液中呈現(xiàn)多聚陰離子。黃原膠在水溶液中形成的有序剛性網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)能夠控制水的流動，因此具有良好的增稠性能。正是由于良好的水溶性、增稠性、對酸堿和鹽的穩(wěn)定性、生物相容性以及可生物降解性，黃原膠被認為是性能最優(yōu)越的生物膠，可用于醫(yī)藥、石油、化妝品、膠黏劑、食品等行業(yè)，是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的必需品。

黃原膠雖然具有上述優(yōu)點，但在高溫環(huán)境中易發(fā)生熱氧化降解。謝俊等，礦物巖石，2003，23(2)：103-107，研究了溫度對濃度為1000mg/L的黃原膠溶液粘度的影響，發(fā)現(xiàn)黃原膠溶液的粘度隨溫度的升高而下降的趨勢明顯，當(dāng)溫度從30℃升至87℃時，黃原膠溶液的粘度從34.5mPa.s降至9.5mPas，粘度保持率為27.5％；把含有甲醛殺菌劑1000mg/L、濃度為1000mg/L的黃原膠溶液(未除氧)置于87℃的恒溫箱中老化90天后，粘度保持率已從100％降至28.4％，這說明黃原膠溶液在高溫下的熱穩(wěn)定性較差。

中國專利文獻CN102134283A公開了一種締合型改性黃原膠的制備方法，雖然該技術(shù)所得疏水締合型黃原膠顯示出良好的抗熱降解性能，與未改性黃原膠相比,締合型改性黃原膠具有更好的增粘、耐溫、抗鹽和抗老化性能,其用量更低。用于采油在地層下高溫老化90天后粘度由原來的340mPa.s降至156mPas，粘度保持率高達45.9％，但其改性劑為含苯環(huán)的氯代烴(芐氯)，改性黃原膠的降解產(chǎn)物容易對環(huán)境造成很大污染。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)不足，本發(fā)明提供一種酯化改性黃原膠的制備方法，即以馬來酸酐/1-十八碳烯交替共聚物(PMAO)為改性劑，利用PMAO中的馬來酸酐基團和黃原膠分子中的羥基(-OH)發(fā)生酯化反應(yīng)，得到具有弱交聯(lián)結(jié)構(gòu)的改性黃原膠。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種酯化改性黃原膠的制備方法，包括步驟如下：

(1)取黃原膠于15～45℃條件下真空干燥6-48h，

(2)將步驟(1)處理后的黃原膠在磁力攪拌下加入到二甲基亞砜(DMSO)中，在30～50℃下充分攪拌溶脹10～12h，制得黃原膠濁液；所述黃原膠的加入量與二甲基亞砜(DMSO)的質(zhì)量體積比為：(1～9)：(100～120)，單位：g/ml；

(3)取馬來酸酐/1-十八碳烯交替共聚物(PMAO)在磁力攪拌下加入到氯仿中，制得馬來酸酐/1-十八碳烯交替共聚物溶液；所述馬來酸酐/1-十八碳烯交替共聚物的投加量與氯仿的質(zhì)量體積比為：(0.01～1.0)：(20～40)，單位：g/ml；

(4)將步驟(3)制得的馬來酸酐/1-十八碳烯交替共聚物溶液逐滴加入到步驟(2)制得的黃原膠濁液中，馬來酸酐/1-十八碳烯交替共聚物溶液與黃原膠濁液的體積比為1：2.5～6，單位：ml/ml；

(5)將步驟(4)制得的體系逐步升溫至50-100℃，所述的升溫速率為1～5℃/min，保持溫度反應(yīng)8-48h，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，得改性黃原膠。

本發(fā)明優(yōu)選的，上述步驟(1)中，干燥溫度為20～40℃，干燥時間為：10～24小時；進一步優(yōu)選，干燥溫度為20～30℃，干燥時間為18～20小時。

本發(fā)明優(yōu)選的，上述步驟(2)中，黃原膠的加入量與二甲基亞砜(DMSO)的質(zhì)量體積比為：(3～7)：120；進一步優(yōu)選，(5～6)：120。

本發(fā)明優(yōu)選的，上述步驟(3)中馬來酸酐/1-十八碳烯交替共聚物的投加量與氯仿的質(zhì)量體積比為：(0.1～0.8)：30，進一步優(yōu)選的，(0.1-0.4)：30。

本發(fā)明優(yōu)選的，上述步驟(3)中馬來酸酐/1-十八碳烯交替共聚物中馬來酸酐、1-十八碳烯之間的摩爾比例1：1。

本發(fā)明優(yōu)選的，上述步驟(5)中，體系反應(yīng)溫度為55-85℃，進一步優(yōu)選為60-75℃。