[發(fā)明專利]一種馬來(lái)酰化鄰苯二甲酰基殼聚糖的制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710877811.3
• 申請(qǐng)日: 2017-09-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107619446A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-01-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賴南君;吳濤;李艷香;唐雷;葉仲斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南石油大學(xué)
• 主分類號(hào): C08B37/06
• 分類號(hào): C08B37/06;C08F251/00;C08F220/06;C08F220/56;C08F220/58;C09K8/588
• 代理公司: 成都熠邦鼎立專利代理有限公司51263
• 代理人: 張晨光

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體來(lái)講是一種馬來(lái)酰化鄰苯二甲酰基殼聚糖的制備方法。

背景技術(shù)

聚合物驅(qū)是提高釆收率中一項(xiàng)重要的技術(shù)。部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)是目前為止使用的較為普遍的聚合物驅(qū)油劑。但在使用部分水解聚丙烯酰胺時(shí)存在一些的問(wèn)題，比如受到化學(xué)降解、機(jī)械剪切和多孔介質(zhì)剪切作用、在高礦化度地層里粘度急劇下降等，特別是地層水中Ca²⁺和Mg²⁺對(duì)HPAM粘度的影響十分明顯，而且地層溫度越高，對(duì)HPAM的影響就越大，最后當(dāng)Ca²⁺和Mg²⁺的濃度達(dá)到一定程度時(shí)，會(huì)與HPAM中的羧基產(chǎn)生沉淀，繼而阻塞油層，對(duì)油層產(chǎn)生嚴(yán)重傷害。

目前，油田主要采用聚丙烯酰胺類聚合物溶液作為驅(qū)替液，因此，在油田采出液廢水中，會(huì)含有大量的HPAM，大大地增加了采油廢水的粘度，采油廢水中還含有少量的表面活性劑，會(huì)提高污水中油水乳狀液滴的穩(wěn)定性，此時(shí)，廢水中的HPAM與表面活性劑協(xié)同作用，在油水界面處形成界面膜，這種界面膜的強(qiáng)度高，彈性好，導(dǎo)致油水乳狀液的乳化程度很高，破乳困難，在后續(xù)處理過(guò)程中，油水分離質(zhì)量差。同時(shí)，廢水中存在的HPAM也會(huì)增加處理難度，沉降時(shí)間變長(zhǎng)，油水的破乳困難，使處理后含油量增高，并且采油廢水中HPAM濃度越高，處理后污水的含油量也越高，而目前廢水處理廠對(duì)采油廢水所使用的處理工藝技術(shù)和使用的藥劑，都很難地達(dá)到油田回注水和外排水的標(biāo)準(zhǔn)。

隨著石油的開(kāi)發(fā)朝著低碳、環(huán)保的方向推進(jìn)，油田用聚合物需經(jīng)濟(jì)性、有效性和綠色環(huán)保性能有機(jī)統(tǒng)一，同時(shí)具備生物相容性和可降解性能。殼聚糖(CS)是天然的可再生材料，它取材廣泛、無(wú)毒，本身具有的結(jié)構(gòu)使它具有較好的耐溫性能，而且剛性的葡萄糖六元環(huán)使它具有一定的抗剪切性能，但CS的中的氫鍵作用很強(qiáng)，這種作用使CS的結(jié)晶度較高，水溶性很差而且也不溶于有機(jī)溶劑中，難以對(duì)它進(jìn)行加工使用，這些缺點(diǎn)大大地限制了CS的應(yīng)用。目前，CS的物理化學(xué)改性技術(shù)受到廣泛的關(guān)注，改性后的CS具有許多獨(dú)特的性質(zhì)，使它在食品工業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生用生物材料、農(nóng)業(yè)、紡織業(yè)、造紙工業(yè)、化妝品以及環(huán)境保護(hù)中大放異彩。其中，接枝共聚改性是殼聚糖改性方法中的一種十分重要的改性方式，它是在殼聚糖鏈上引入某一種或幾種不同的高分子得到殼聚糖的接枝共聚物，通過(guò)這種方法，能較好的改善CS的物理化學(xué)性質(zhì)，使它在多個(gè)領(lǐng)域中應(yīng)用。

目前，將天然高分子應(yīng)用于聚合物驅(qū)油劑的研究還未見(jiàn)報(bào)道。因此，本文在前期調(diào)研的基礎(chǔ)上，利用殼聚糖獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)以及天然高分子所具有綠色環(huán)保的性質(zhì)，將改性之后的殼聚糖作為聚合物驅(qū)油劑大分子的主鏈，選擇性地引入兩三種具有某些特殊功能的單體進(jìn)行共聚，來(lái)合成改性殼聚糖聚合物，期望以此來(lái)研制一種具有生物可降解性的聚合物驅(qū)油劑，并在抗剪切性能方面能有一定優(yōu)異性。

殼聚糖的化學(xué)結(jié)構(gòu)

甲殼素在蝦、蟹、貝類等甲殼類動(dòng)物以及真菌類生物體的含量十分豐富，它是產(chǎn)量只比纖維素少的自然界中存在的第二大多糖類物質(zhì)。甲殼素是由乙酰氨基葡萄糖結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成的，其分子間存在的氫鍵，導(dǎo)致它的水溶解性非常差，極大地限制了它的應(yīng)用領(lǐng)域。殼聚糖是由甲殼素通過(guò)部分脫乙酰化所得到的，殼聚糖能夠溶解在酸性溶液中，它的應(yīng)用領(lǐng)域由此延伸。其結(jié)構(gòu)式如下：

殼聚糖的物理化學(xué)性質(zhì)

殼聚糖是唯一天然存在的堿性多糖，為白色或淡黃色的粉末狀顆粒，原材料以及制備方式的差異，導(dǎo)致殼聚糖的相對(duì)分子質(zhì)量也會(huì)存在差異。殼聚糖含中有大量的羥基、氨基，使分子內(nèi)及分子間氫鍵作用增強(qiáng)，這種氫鍵作用又與甲殼素有所區(qū)別，是以殼聚糖具有獨(dú)特的晶格構(gòu)造和物理化學(xué)性質(zhì)。殼聚糖呈弱堿性，使它能在稀HCl、稀HNO₃等無(wú)機(jī)酸中溶解。殼聚糖結(jié)構(gòu)中有十分強(qiáng)的氫鍵作用，在中性水溶液中的都無(wú)法溶解，這制約了殼聚糖的使用，是以，研究人員提出了許多方法來(lái)對(duì)殼聚糖的水溶性進(jìn)行改善。

殼聚糖的化學(xué)改性方法

國(guó)內(nèi)外研究人員采用對(duì)殼聚糖進(jìn)行物理或化學(xué)改性的方式，以此來(lái)對(duì)殼聚糖的性質(zhì)進(jìn)行改善，并運(yùn)用到各個(gè)領(lǐng)域。

(1)烷基化反應(yīng)