[發明專利]一種疏水締合陽離子黃原膠的制備方法

有效

• 申請號: 201710091416.2
• 申請日: 2017-02-21
• 公開（公告）號: CN106832035B
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發明（設計）人: 譚業邦;谷琳;周靜
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: C08B37/00
• 分類號: C08B37/00;C09K8/584;A01N43/16;A01P1/00;A01P3/00
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 張宏松

本發明涉及一種疏水締合陽離子黃原膠的制備方法。該方法包括，首先用N,N?二甲基十二胺和環氧氯丙烷在丙酮中合成環氧丙基十二烷基二甲基氯化銨。然后，將環氧丙基十二烷基二甲基氯化銨作為改性劑，利用該季銨鹽中的環氧基和黃原膠中的羥基(?OH)發生反應，向黃原膠中引入帶有長烷基鏈的季銨鹽，從而得到具有表面活性的疏水締合型水溶性黃原膠。該反應在水中進行，反應條件溫和，原料易得，產品后處理方便。此改性黃原膠具有較低的表面張力和更好的溶解性，可以通過乳化作用降低稠油的粘度，同時可以改變地層表面的潤濕性，增加稠油的流動性。

技術領域

本發明涉及一種疏水締合陽離子黃原膠的制備方法，屬于高分子化學和聚合物改性技術領域。

背景技術

黃原膠是一種細菌胞外多糖，它是由D-葡萄糖、D-甘露糖和D-葡萄糖醛酸組成的五糖重復單元，主鏈由β-1,4鍵連接D-葡萄糖，側鏈由兩個D-甘露糖和一個D-葡萄糖醛酸交替連接而成。部分主鏈上的甘露糖在C-6處被乙酰化，而部分側鏈末端的甘露糖4,6位上的C則連接有一個丙酮酸基團。黃原膠的一級結構如式Ⅰ所示。

黃原膠具有良好的增稠性、乳化穩定性、水溶性以及耐酸堿性，因此在食品加工、化妝品、農業、紡織、制藥和石油化工等領域有非常廣泛的應用。除此之外，黃原膠還具有非常好的流變性能，包括在低剪切速率下保持較高粘度、剪切變稀的特性以及抗剪切降解。黃原膠獨特的剪切變稀性質，在受到剪切力時，溶液粘度迅速下降，一旦移除剪切力，溶液粘度又恢復到原來的最初值，而且這種變化是可逆的。這種獨特的性質是因為黃原膠的剛性、類似棒狀的分子構象比其它多糖無規卷曲構象對于剪切作用具有更高的敏感性。

由于黃原膠具有以上有點，它已被廣泛應用于三次采油。中國專利文件CN104761653A公開了一種疏水締合型水溶性黃原膠的制備方法及應用，其改性劑為十八烷基異氰酸酯，因其含有氨酯鍵結構，易降解，該黃原膠能用于驅油劑和鉆井降濾矢劑，但不能用于稠油的降粘。中國專利文件CN103724443B公開了一種疏水改性黃原膠的制備方法，選擇水/異丙醇混合溶劑，在十二烷基硫酸銨和氫氧化鈉存在下與溴代烷烴反應，改善其表明活性和抗溫抗鹽性能。

目前，還沒有既能用于稠油的降粘，又能用于殺菌的黃原膠的公開報道。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種疏水締合陽離子黃原膠的制備方法，本發明以環氧丙基十二烷基二甲基氯化銨為改性劑，利用環氧丙基十二烷基二甲基氯化銨中的環氧基與黃原膠中的羥基(-OH)在堿性條件下進行開環醚化反應，向黃原膠中引入帶有長烷基鏈的季銨鹽，使得改性黃原膠具有一定的表面活性和殺菌性能，可作為稠油降粘和殺菌劑使用。

本發明是通過如下技術方案實現的：

一種疏水締合陽離子黃原膠的制備方法，包括步驟如下：

(1)將黃原膠溶于堿性溶液中，于溫度20-50℃條件下進行溶脹1-3h，黃原膠與堿性溶液的質量體積比為(0.1-0.3)：(80-150)，單位：g/mL，得溶脹后黃原膠；

(2)向溶脹后黃原膠中緩慢滴入環氧丙基十二烷基二甲基氯化銨水溶液，反應完畢得改性黃原膠；環氧丙基十二烷基二甲基氯化銨的加入量與黃原膠的質量比為：(0.1-1.5)：1；環氧丙基十二烷基二甲基氯化銨水溶液中環氧丙基十二烷基二甲基氯化銨與水質量體積比為(0.1-0.3)：(5-15)，單位：g/mL。

本發明優選的，所述方法還包括以下步驟：反應完畢后，將反應體系室溫冷卻，后析出白色晶體，抽濾，最后進行干燥；得疏水締合陽離子黃原膠粉末。

本發明優選的，所述干燥為常溫下真空干燥。

本發明優選的，步驟(1)中所述溫度為40-50℃；時間為2-3h。