[發(fā)明專利]殼聚糖微球、其制備方法及其在降低礦物油介損中的應(yīng)用

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711146058.7
• 申請(qǐng)日: 2017-11-17
• 公開（公告）號(hào): CN107744799A
• 公開（公告）日: 2018-03-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李偉;鄭科旺;黃超凡;羅彪;陳陽(yáng);王振宇;彭科;張賢;覃彩芹
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖北工程學(xué)院
• 主分類號(hào): B01J20/24
• 分類號(hào): B01J20/24;B01J20/28;B01J20/30;C10G25/00
• 代理公司: 北京超凡志成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11371
• 代理人: 許洪潔

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及改性殼聚糖領(lǐng)域，具體而言，涉及一種殼聚糖微球、其制備方法及其在降低礦物油介損中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

變壓器油是指從石油煉制得到的天然烴類混合物的礦物型絕緣油，作為充油高壓電器主要的的絕緣與冷卻介質(zhì)，變壓器油廣泛應(yīng)用于變壓器類和斷路器類設(shè)備。變壓器油的規(guī)程簡(jiǎn)化檢查包括以下項(xiàng)目：油外觀、閃點(diǎn)、耐壓、水溶性酸(pH值)、酸值、微水、色譜、油中含氣量、介質(zhì)損耗因數(shù)等，其中變壓器油的不合格原因主要有：1.油微水超標(biāo)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成油耐壓達(dá)不到要求；2.油色譜化驗(yàn)結(jié)果表明油中含有C₂H²或總的油中含氣量偏離；3.油介損超標(biāo)準(zhǔn)(>4％)。前兩項(xiàng)缺陷的形成原因較明顯，也容易處理，可以通過(guò)真空濾油機(jī)加熱循環(huán)有效消除安全隱患，而第3項(xiàng)油介損超標(biāo)，就很難用常規(guī)濾油的處理方法來(lái)消除。研究表明，變壓器油介質(zhì)損耗因數(shù)(以下簡(jiǎn)稱介損)能反映變壓器油絕緣特性的好壞，反映變壓器油在電場(chǎng)、氧化和高溫等作用下的老化程度，以及油中極性雜質(zhì)和帶電膠體等污染的程度。在實(shí)際使用過(guò)程中，劉渤華等(清潔度對(duì)變壓器介損升高的影響及其處理方法。變壓器第46卷第6期)發(fā)現(xiàn)變壓器油介損超標(biāo)的原因除了變壓器自身內(nèi)部污染外，還可能包括變壓器油所受到的來(lái)自外部污染物的污染，污染物如酸性氧化產(chǎn)物、微生物、金屬氧化物、膠體難溶物等污染物都對(duì)變壓器油介損值的產(chǎn)生有很大影響；另一方面，王聰玲等(變壓器油介損增大的原因分析與再生處理。高電壓技術(shù)1997年第3期)研究表明運(yùn)行中變壓器油的介質(zhì)損耗值增大，其主要原因是油的氧化和金屬元素對(duì)油品氧化的催化作用，使油產(chǎn)生酸性氧化產(chǎn)物和油泥酸性氧化產(chǎn)物腐蝕金屬，又使油中的金屬含量增加，加速油的氧化。

殼聚糖是由甲殼素在堿性條件下通過(guò)脫乙酰基后形成的一種衍生物，其脫乙酰度一般在65％～90％之間，是自然界中唯一大量存在的堿性多糖。殼聚糖是一種天然的高分子化合物，根據(jù)原料和制備方法的不同，分子量在幾十萬(wàn)到幾百萬(wàn)之間不等。殼聚糖是由D-氨基葡萄糖和N-乙酰-D-氨基葡萄糖以糖苷鍵連接而成的，由于殼聚糖具有無(wú)毒、可生物降解、極強(qiáng)的絮凝作用、沉淀性好等優(yōu)點(diǎn)，使其成為一種理想的環(huán)保吸附劑，能克服傳統(tǒng)吸附劑難以無(wú)害化處理、易造成二次污染的缺點(diǎn)。殼聚糖的吸附機(jī)理主要有三個(gè)，分別是鰲合、電中和、吸附架橋三種作用，但是對(duì)于不同的膠體粒子和懸浮顆粒，以及不同的體系，殼聚糖的吸附作用并不是單一的，而是以一種機(jī)理為主，其他機(jī)理共同作用的結(jié)果。鰲合吸附作用是殼聚糖通過(guò)含有的游離氨基通過(guò)氫鍵，或者借用鹽鍵形成類似網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的籠形分子，與金屬粒子發(fā)生鰲合作用；電中和吸附作用是殼聚糖通過(guò)其帶有的電荷吸附與其相反電性的膠體吸附，從而移除液體中的帶電顆粒；架橋吸附作用是殼聚糖通過(guò)其本身的長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu)將膠體顆粒吸附在長(zhǎng)鏈的不同部位，像架橋一樣將這些膠體顆粒用長(zhǎng)鏈連結(jié)起來(lái)，從而有效移除液體中的膠體顆粒。

由于引起變壓器油介損超標(biāo)的主要因素之一是酸性物質(zhì)的產(chǎn)生，這些雜質(zhì)一般多呈膠體或懸浮狀態(tài)，并且大多數(shù)都帶有負(fù)電荷，殼聚糖本身就是一種陽(yáng)離子高分子吸附劑。所以，當(dāng)帶有正電荷的殼聚糖靠近時(shí)，膠粒所帶的負(fù)電荷被部分中和，降低了電位，使得膠體發(fā)生脫穩(wěn)，結(jié)合后形成體積較大的絮狀物而沉降。因此，殼聚糖在酸性液體處理中表現(xiàn)出良好的吸附性能。易懷昌等通過(guò)一系列研究表明，殼聚糖對(duì)酸性染料具有強(qiáng)烈的吸附作用，并且在酸性染料廢液的處理中取得了較好的效果。

殼聚糖及其衍生物對(duì)廢油進(jìn)行吸附處理的研究從現(xiàn)有技術(shù)可以獲知。碩士研究論文《殼聚糖及其改性產(chǎn)物對(duì)廢潤(rùn)滑油脫酸效果的研究》(2016年，重慶工商大學(xué))試驗(yàn)了殼聚糖及其兩種改性產(chǎn)物對(duì)廢潤(rùn)滑油脫酸效果，通過(guò)研究表明，殼聚糖及其改性產(chǎn)物對(duì)廢潤(rùn)滑油都具有良好的脫酸效果，將殼聚糖及其改性產(chǎn)物用于處理廢潤(rùn)滑油脫酸再生具有可行性。然而，上面引述的現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)對(duì)殼聚糖吸附劑在變壓器油再生應(yīng)用方面表現(xiàn)出明顯的不足，該技術(shù)文獻(xiàn)利用殼聚糖與油品攪拌共混，導(dǎo)致絮狀的殼聚糖分散于粘度不低的潤(rùn)滑油品當(dāng)中，盡管會(huì)達(dá)到通過(guò)絮凝作用降低酸值的目的，但是懸浮態(tài)的吸附劑與油品的分離難度較大，不利于實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用，另外殼聚糖自身的氫鍵作用力會(huì)團(tuán)聚分子鏈，減小了與油品的實(shí)際接觸面積，降低其鰲合、電中和和吸附架橋作用。

因此，需要一種結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性強(qiáng)，比表面大、粒度均勻且吸附效果好的改性殼聚糖。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種殼聚糖微球的制備方法，該方法工藝簡(jiǎn)單、操作方便，適合大規(guī)模的生產(chǎn)和制備殼聚糖微球。