[发明专利]一种聚合物及其应用

说明书

所属技术领域

本发明属于能源技术和食品技术领域，具体地说，它涉及一种聚合物——三赞胶及其应用。

背景技术

自然界中的许多微生物都具有合成聚合物的能力，这些聚合物粘附在细胞表面或以不定形粘液状分泌到培养液中，对微生物起到保护作用。微生物产生的聚合物除了对其自身的生物学意义之外，由于它具有安全无毒、理化性质独特、生产周期短、不受季节和地理环境条件的限制，具有较强的市场竞争力和广阔的发展前景。一些聚合物已经成为重要的生物技术产品，例如黄原胶、结冷胶、沃仑胶等已作为增稠剂、稳定剂、乳化剂和胶凝剂，广泛应用于石油、化工、制药和食品等多个领域。

在石油开采领域，聚合物泥浆处理剂是重要的油田作业外加助剂，其作用不仅可以将钻屑携带到地面，而且可以降低磨阻，提高钻速并有效抑制失水，提高固井率。聚丙烯酰胺、聚乙烯醇和磺甲基化共聚物等化学泥浆处理剂的广泛使用带来极其严重的环境污染问题，而具有增稠和假塑性的黄原胶等多糖类聚合物，不仅环保，而且其用于钻井泥浆处理剂的效果也优于化学泥浆。为了提高油田的采收率，在油田堵水、调剖处理中还经常使用冻胶类聚合物，这类聚合物可以依靠其物理堵塞、捕集作用以及堵剂在地层中的吸附提高水流阻力，从而改善注水井吸水的不均匀性，提高注水井纵向的波及系数，增加油田的可采储量。聚合物具有更优良的增粘性、抗盐性、抗剪切性，不仅水溶液具有假塑性，而且交联后的冻胶体也具有良好的假塑性，是用于地层深部调剖的理想堵剂，目前作为堵水调剖剂使用的聚合物主要有多糖G和黄原胶等。矿场试验结果表明，聚合物调剖比注入人工合成有机聚合物或凝胶更为有效，对后续水驱、对油水分离和原油性质无影响，经济、环保，设备简单、施工简便，有效期长、降水增油效果好。

聚合物的增稠、胶凝、稳定泡沫、乳化和分散等特性，使其能有效地控制食品中的水份，改善肉制品、乳制品、糖果、糕点的外观、形状、质构特征、口感和风味等。此外，聚合物具有生物相容性、安全性和低热量的优点，因而被广泛用于生产和开发各种功能性健康食品。

随着对聚合物功能和活性的认识，其相关开发技术被人们日益重视。目前聚合物开发面临的主要问题是:发酵产率和糖转化率较低，醇沉提取工艺需消耗大量的酒精。因此开发高产的新型聚合物，降低生产成本，扩展其应用领域成为首要问题。目前，国内新型聚合物的生产和应用刚刚起步，有待于进一步的研究和开发。

发明内容

本发明的目的在于针对微生物合成聚合物的开发和应用问题，提供一种聚合物—三赞胶，并提供该聚合物在石油和食品领域的应用。

本发明的整体技术构思是:

一种聚合物——三赞胶，该聚合物是由如下百分含量的糖、脂、多肽构成的聚合物，其中糖34.8％、脂63.1％、多肽1.5％，糖组分中含葡萄糖、鼠李糖、甘露糖和葡萄糖醛酸；脂组分中包含如下百分含量的酯类组份，其中十六酸甲酯6.2％、十八酸甲酯93.8％；多肽组分中分别含有如下百分含量的氨基酸，其中门冬氨酸11.6％、苏氨酸6.1％、丝氨酸4.8％、谷氨酸11.7％、甘氨酸6.7％、丙氨酸9.8％、缬氨酸6.7％、蛋氨酸1.8％、异亮氨酸4.6％、亮氨酸9.8％、酪氨酸3.4％、苯丙氨酸5.9％、赖氨酸3.1％、组氨酸1.3％、精氨酸7.6％、脯氨酸5.2％。由于其中酸性氨基酸-天冬氨酸和谷氨酸所占比例最高，达23.3％，因此调节pH至3.0左右可以使三赞胶沉淀。

该聚合物——三赞胶应用于钻井、石油开采和食品生产领域。

本发明中该聚合物的具体的理化特征还有:

该聚合物的重均分子量(Mw)为408KDa，数均分子量(Mn)为382KDa，分子量分布(Mw/Mn)为1.07，属于单分散物质。

该聚合物由下列重量百分含量的元素组成组成:碳元素30.38％、氮元素0.48％、氢元素6.12％、氧元素63.02％。

该聚合物的红外扫描特征为:在3441cm^-1附近有羟基O-H伸缩振动的强吸收峰，2934cm^-1有C-H的伸缩振动，1604cm^-1附近有一级氨基的N-H变角振动；1414cm^-1附近有羧基C-O的伸缩振动，1400-1200cm^-1有羧基的CH的变角振动吸收峰，1081cm^-1附近有C-O的伸缩振动，1037cm^-1附近有O-H变角振动，904cm^-1附近有吡喃环的非对称伸缩振动。