[發明專利]殼聚糖微球、其制備方法及其在降低植物油介損中的應用

在審

• 申請號: 201711148434.6
• 申請日: 2017-11-17
• 公開（公告）號: CN107890855A
• 公開（公告）日: 2018-04-10
• 發明（設計）人: 李偉;鄭科旺;黃超凡;羅彪;陳陽;王振宇;彭科;張賢;覃彩芹
• 申請（專利權）人: 湖北工程學院
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/28;B01J20/30;C10G25/00
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙)11371
• 代理人: 許洪潔

技術領域

本發明涉及改性殼聚糖領域，具體而言，涉及一種殼聚糖微球、其制備方法及其在降低植物油介損中的應用。

背景技術

變壓器油是指從石油煉制得到的天然烴類混合物的絕緣油，作為充油高壓電器主要的的絕緣與冷卻介質，變壓器油廣泛應用于變壓器類和斷路器類設備。變壓器油的規程簡化檢查包括以下項目：油外觀、閃點、耐壓、水溶性酸(pH值)、酸值、微水、色譜、油中含氣量、介質損耗因數等，其中變壓器油的不合格原因主要有：1.油微水超標，嚴重時會造成油耐壓達不到要求；2.油色譜化驗結果表明油中含有C₂H²或總的油中含氣量偏離；3.油介損超標準(>4％)。前兩項缺陷的形成原因較明顯，也容易處理，可以通過真空濾油機加熱循環有效消除安全隱患，而第3項油介損超標，就很難用常規濾油的處理方法來消除。研究表明，變壓器油介質損耗因數(以下簡稱介損)能反映變壓器油絕緣特性的好壞，反映變壓器油在電場、氧化和高溫等作用下的老化程度，以及油中極性雜質和帶電膠體等污染的程度。在實際使用過程中，劉渤華等(清潔度對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)發現變壓器油介損超標的原因除了變壓器自身內部污染外，還可能包括變壓器油所受到的來自外部污染物的污染，污染物如酸性氧化產物、微生物、金屬氧化物、膠體難溶物等污染物都對變壓器油介損值的產生有很大影響；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1997年第3期)研究表明運行中變壓器油的介質損耗值增大，其主要原因是油的氧化和金屬元素對油品氧化的催化作用，使油產生酸性氧化產物和油泥酸性氧化產物腐蝕金屬，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脫乙?；笮纬傻囊环N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，根據原料和制備方法的不同，分子量在幾十萬到幾百萬之間不等。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，由于殼聚糖具有無毒、可生物降解、極強的絮凝作用、沉淀性好等優點，使其成為一種理想的環保吸附劑，能克服傳統吸附劑難以無害化處理、易造成二次污染的缺點。殼聚糖的吸附機理主要有三個，分別是鰲合、電中和、吸附架橋三種作用，但是對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，而是以一種機理為主，其他機理共同作用的結果。鰲合吸附作用是殼聚糖通過含有的游離氨基通過氫鍵，或者借用鹽鍵形成類似網狀結構的籠形分子，與金屬粒子發生鰲合作用；電中和吸附作用是殼聚糖通過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其本身的長鏈結構將膠體顆粒吸附在長鏈的不同部位，像架橋一樣將這些膠體顆粒用長鏈連結起來，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的主要因素之一是酸性物質的產生，這些雜質一般多呈膠體或懸浮狀態，并且大多數都帶有負電荷，殼聚糖本身就是一種陽離子高分子吸附劑。所以，當帶有正電荷的殼聚糖靠近時，膠粒所帶的負電荷被部分中和，降低了電位，使得膠體發生脫穩，結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出良好的吸附性能。易懷昌等通過一系列研究表明，殼聚糖對酸性染料具有強烈的吸附作用，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廢油進行吸附處理的研究從現有技術可以獲知。碩士研究論文《殼聚糖及其改性產物對廢潤滑油脫酸效果的研究》(2016年，重慶工商大學)試驗了殼聚糖及其兩種改性產物對廢潤滑油脫酸效果，通過研究表明，殼聚糖及其改性產物對廢潤滑油都具有良好的脫酸效果，將殼聚糖及其改性產物用于處理廢潤滑油脫酸再生具有可行性。然而，上面引述的現有技術文獻對殼聚糖吸附劑在變壓器油再生應用方面表現出明顯的不足，該技術文獻利用殼聚糖與油品攪拌共混，導致絮狀的殼聚糖分散于粘度不低的潤滑油品當中，盡管會達到通過絮凝作用降低酸值的目的，但是懸浮態的吸附劑與油品的分離難度較大，不利于實際生產應用，另外殼聚糖自身的氫鍵作用力會團聚分子鏈，減小了與油品的實際接觸面積，降低其鰲合、電中和和吸附架橋作用。

因此，需要一種結構穩定性強，比表面大、粒度均勻且吸附效果好的改性殼聚糖。

發明內容

本發明提供了一種殼聚糖微球的制備方法，該方法工藝簡單、操作方便，適合大規模的生產和制備殼聚糖微球。