[發明專利]一種納米纖維素改性的高耐溫松香基表面活性劑粘彈液的制備方法

在審

• 申請號: 202210667760.2
• 申請日: 2022-06-14
• 公開（公告）號: CN115044063A
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 翟兆蘭;葉圣豐;宋湛謙;商士斌;劉鶴
• 申請（專利權）人: 中國林業科學研究院林產化學工業研究所
• 主分類號: C08J3/03
• 分類號: C08J3/03;C08L1/04;C08K5/20
• 代理公司: 南京中律知識產權代理事務所(普通合伙) 32341
• 代理人: 李建芳

本發明公開了一種納米纖維素改性的高耐溫松香基表面活性劑粘彈液的制備方法，包括以下步驟：1)通過超聲分散制備納米纖維素分散液；2)將納米纖維素分散液、松香基表面活性劑粘彈液的母液和超純水，混合均勻，超聲分散2～5min，制得納米纖維素改性的高耐溫松香基表面活性劑粘彈液；其中，松香基表面活性劑粘彈液的母液由松香基陰離子表面活性劑和陽離子表面活性劑復配制備，其中，松香基陰離子表面活性劑為馬來海松酸基十二酰胺二鈉、馬來海松酸基十四酰胺二鈉、馬來海松酸基十六酰胺二鈉和馬來海松酸基十八酰胺二鈉中的至少一種。本發明通過改性，使松香基表面活性劑粘彈溶液的粘性至少增加67倍，彈性至少增加15倍，耐溫性能顯著增強。

技術領域

本發明涉及一種納米纖維素改性的高耐溫松香基表面活性劑粘彈液的制備方法，屬于松脂化學利用和纖維素化學利用研究領域。

背景技術

蠕蟲膠束是表面活性劑在水中自組裝形成的聚集體，其截面直徑約幾納米，長度可達微米，蠕蟲膠束進一步相互纏繞形成的動態可逆的三維網狀結構賦予了表面活性劑溶液獨特的粘彈性，在工業洗滌、洗化、石油開采(浮選、壓裂、減阻、鉆井和沙量控制等)等領域具有廣泛的應用。特別是用作石油壓裂液時，表面活性劑粘彈溶液具有獨特的優勢。由于蠕蟲膠束的動態可逆性，容易調控，無殘留、對底層破壞小，被稱為清潔壓裂液。但是蠕蟲膠束在高溫或高剪切下，粘度迅速降低，存在濾失嚴重的問題，從而大大限制了其應用。近年來，針對這一問題，科研工作者提出了應用納米顆粒改性表面活性劑粘彈溶液的方法。納米顆粒會在蠕蟲膠束的帽端鏈接，促進蠕蟲膠束的進一步交聯或生長，從而增強體系的粘彈性。這種方法對表面活性劑粘彈溶液的粘度和熱穩定性有一定的提高，但效果不是很理想。高粘彈性和高耐溫的納米顆粒改性的表面活性劑粘彈溶液有待開發。

隨著石化資源的日趨枯竭，生物質基表面活性劑粘彈溶液更受青睞。松香是我國重要的林業特色資源，產量非?？捎^。纖維素是自然界中儲量最大的可再生資源，納米纖維素是指某一維度尺寸小于100nm的纖維素材料，具有無毒、無污染、良好的生物相容性和生物降解性等特點。本發明利用松香基表面活性劑制備了一類生物質基表面活性劑粘彈液，并且應用可再生的納米纖維素改性，顯著增強粘彈液的粘彈性和耐溫性，創制了一類高粘彈性和高耐溫的納米纖維素改性的生物質基的表面活性劑粘彈溶液。

發明內容

針對現有技術中石油基表面活性劑粘彈溶液不可降解、污染環境的問題，以及納米顆粒增強表面活性劑粘彈溶液的粘彈性和耐溫性不明顯的不足，本發明提供一種納米纖維素改性的高耐溫松香基表面活性劑粘彈液的制備方法。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案如下：

一種納米纖維素改性的高耐溫松香基表面活性劑粘彈液的制備方法，包括以下步驟：

1)通過超聲分散制備納米纖維素分散液；

2)將納米纖維素分散液、松香基表面活性劑粘彈液的母液和超純水，混合均勻，超聲分散2～5min，制得納米纖維素改性的高耐溫松香基表面活性劑粘彈液；其中，松香基表面活性劑粘彈液的母液由松香基陰離子表面活性劑和陽離子表面活性劑復配制備，其中，松香基陰離子表面活性劑為馬來海松酸基十二酰胺二鈉(C₁₂-MPA-2Na)、馬來海松酸基十四酰胺二鈉(C₁₄-MPA-2Na)、馬來海松酸基十六酰胺二鈉(C₁₆-MPA-2Na)和馬來海松酸基十八酰胺二鈉(C₁₈-MPA-2Na)中的至少一種；納米纖維素改性的高耐溫松香基表面活性劑粘彈液中，松香基陰離子表面活性劑的濃度為8～25mmol·L^-1，陽離子表面活性劑的濃度為50～150mmol·L^-1。

上述松香基陰離子表面活性劑的濃度和陽離子表面活性劑的濃度任意搭配，均可形成松香基表面活性劑粘彈液。優選，納米纖維素改性的高耐溫松香基表面活性劑粘彈液中，松香基陰離子表面活性劑的濃度為12～18mmol·L^-1，陽離子表面活性劑的濃度為80～120mmol·L^-1。