[发明专利]一种酯化改性黄原胶的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种酯化改性黄原胶及其制备方法，属于高分子化学和聚合物改性技术领域。

背景技术

黄原胶又被称为黄胞胶、汉生胶，是由黄单胞杆菌发酵产生的一种微生物胞外多糖，在20世纪50年代被美国农业部伊利诺斯州皮奥里尔北部研究所首次发现，并于1964年被商品化。

黄原胶以D-葡萄糖通过β-1,4-糖苷键相连形成主链，主链上每2个葡萄糖残基上连接甘露糖，葡萄糖醛酸，甘露糖三个糖分子形成的支链。连在支链上的两个甘露糖分子分别被乙酰化或丙酮酰化。黄原胶的骨架结构与纤维素类似，但由于黄原胶侧链含-COO^-、-OH等强极性基团，所以黄原胶分子在水溶液中呈现多聚阴离子。黄原胶在水溶液中形成的有序刚性网状结构能够控制水的流动，因此具有良好的增稠性能。正是由于良好的水溶性、增稠性、对酸碱和盐的稳定性、生物相容性以及可生物降解性，黄原胶被认为是性能最优越的生物胶，可用于医药、石油、化妆品、胶黏剂、食品等行业，是现代工业生产中的必需品。

黄原胶虽然具有上述优点，但在高温环境中易发生热氧化降解。谢俊等，矿物岩石，2003，23(2)：103-107，研究了温度对浓度为1000mg/L的黄原胶溶液粘度的影响，发现黄原胶溶液的粘度随温度的升高而下降的趋势明显，当温度从30℃升至87℃时，黄原胶溶液的粘度从34.5mPa.s降至9.5mPas，粘度保持率为27.5％；把含有甲醛杀菌剂1000mg/L、浓度为1000mg/L的黄原胶溶液(未除氧)置于87℃的恒温箱中老化90天后，粘度保持率已从100％降至28.4％，这说明黄原胶溶液在高温下的热稳定性较差。

中国专利文献CN102134283A公开了一种缔合型改性黄原胶的制备方法，虽然该技术所得疏水缔合型黄原胶显示出良好的抗热降解性能，与未改性黄原胶相比,缔合型改性黄原胶具有更好的增粘、耐温、抗盐和抗老化性能,其用量更低。用于采油在地层下高温老化90天后粘度由原来的340mPa.s降至156mPas，粘度保持率高达45.9％，但其改性剂为含苯环的氯代烃(苄氯)，改性黄原胶的降解产物容易对环境造成很大污染。

发明内容

针对现有技术不足，本发明提供一种酯化改性黄原胶的制备方法，即以马来酸酐/1-十八碳烯交替共聚物(PMAO)为改性剂，利用PMAO中的马来酸酐基团和黄原胶分子中的羟基(-OH)发生酯化反应，得到具有弱交联结构的改性黄原胶。

本发明的技术方案如下：

一种酯化改性黄原胶的制备方法，包括步骤如下：

(1)取黄原胶于15～45℃条件下真空干燥6-48h，

(2)将步骤(1)处理后的黄原胶在磁力搅拌下加入到二甲基亚砜(DMSO)中，在30～50℃下充分搅拌溶胀10～12h，制得黄原胶浊液；所述黄原胶的加入量与二甲基亚砜(DMSO)的质量体积比为：(1～9)：(100～120)，单位：g/ml；

(3)取马来酸酐/1-十八碳烯交替共聚物(PMAO)在磁力搅拌下加入到氯仿中，制得马来酸酐/1-十八碳烯交替共聚物溶液；所述马来酸酐/1-十八碳烯交替共聚物的投加量与氯仿的质量体积比为：(0.01～1.0)：(20～40)，单位：g/ml；

(4)将步骤(3)制得的马来酸酐/1-十八碳烯交替共聚物溶液逐滴加入到步骤(2)制得的黄原胶浊液中，马来酸酐/1-十八碳烯交替共聚物溶液与黄原胶浊液的体积比为1：2.5～6，单位：ml/ml；

(5)将步骤(4)制得的体系逐步升温至50-100℃，所述的升温速率为1～5℃/min，保持温度反应8-48h，反应结束后冷却至室温，得改性黄原胶。

本发明优选的，上述步骤(1)中，干燥温度为20～40℃，干燥时间为：10～24小时；进一步优选，干燥温度为20～30℃，干燥时间为18～20小时。

本发明优选的，上述步骤(2)中，黄原胶的加入量与二甲基亚砜(DMSO)的质量体积比为：(3～7)：120；进一步优选，(5～6)：120。

本发明优选的，上述步骤(3)中马来酸酐/1-十八碳烯交替共聚物的投加量与氯仿的质量体积比为：(0.1～0.8)：30，进一步优选的，(0.1-0.4)：30。

本发明优选的，上述步骤(3)中马来酸酐/1-十八碳烯交替共聚物中马来酸酐、1-十八碳烯之间的摩尔比例1：1。

本发明优选的，上述步骤(5)中，体系反应温度为55-85℃，进一步优选为60-75℃。