[发明专利]一种基于低丙酮酸基黄原胶的耐温聚合物及其应用

说明书

本发明涉及一种耐温聚合物及所述聚合物的应用。黄原胶是一种集增稠、悬浮、乳化、稳定于一体，性能优越的生物胶，目前广泛用于采油领域。然而传统黄原胶在高温作业环境下具有稳定性不足的缺陷。为了克服该技术缺陷，本发明提供了一种耐温聚合物，所述聚合物包括低丙酮酸基黄原胶、稳定剂及抗氧化保护剂。经验证，本发明提供的耐温聚合物能够有效延长黄原胶在高温条件下的稳定性，粘度保持率相比传统黄原胶具有显著的提升，有效克服了传统黄原胶热稳定性不足的缺陷，并且流变性能也具有提升，作为完井液应用于采油领域可以有效降低操作难度，也可用于三次采油助剂。

技术领域

本发明属于微生物高分子材料技术领域，具体涉及一种基于低丙酮酸基黄原胶的耐温聚合物以及所述聚合物的应用。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

黄原胶是由野油菜黄单胞菌(Xanthomonas campestris)产生的一种酸性胞外杂多糖，其主链由β-1,4糖苷键连接的D-葡萄糖构成，三糖侧链由D-甘露糖、D-葡萄糖醛酸和D-甘露糖连接而成并通过α-1,3糖苷键连接到主链上的葡萄糖残基上，侧链末端甘露糖残基部分发生丙酮酸化，内部甘露糖残基大部分发生乙酰化，丙酮酸和乙酰基取代的水平因菌株及其代谢环境的差异而变化，在此结构基础之上黄原胶分子能够形成更为复杂的二级及三级结构。黄原胶分子独特的结构使其水溶液具有独特的剪切稀释性能、良好的增稠性、乳化稳定性及耐酸碱环境、耐温性，因而广泛应用于石油开采、食品、医药、化工等众多行业，是一种具有重要商业价值的微生物多糖。

目前随着应用领域扩展，对黄原胶性质提出了更高的要求，比如石油开采领域对黄原胶耐温耐盐性要求越来越高，传统黄原胶容易在高温下发生氧化降解、水解等导致其水溶液粘度快速衰减，应用受极大限制，而我国高温高盐油藏储量比例高，急需具有耐温耐盐特性且环保的黄原胶从而降低采油成本，因此开发低成本耐高温型黄原胶，对于推进我国石油开发特别是高温高盐油藏石油开采尤为重要。

现有技术解决黄原胶耐温性的主要方法是：耐高温多糖生产菌株诱变筛选(CN201010132122.8)、基因工程改造(CN201811359138.5)；或发酵后产品交联处理(CN200910236651.X；刘茹“交联黄原胶的制备及其溶液流变性”)。诱变筛选菌株工作量大，回复突变率高；基因工程改造育种需要对多个基因进行改造，研究成本大大增加且菌株因遗传改造导致活力降低，生产发酵过程复杂成本高；而发酵后或产品交联工艺步骤繁琐，耗费大量能源，显著提高黄原胶产品的应用成本。

发明内容

基于上述技术背景，本发明目的在于提供一种理想的耐高温型黄原胶产品，通过提供一种黄原胶聚合物的形式，引入稳定剂对黄原胶的耐温性能进行提升。进一步的，本发明的研究证实了利用低丙酮酸基取代的黄原胶可比普通产品获得更好的耐温性能，因此，本发明提供了一种基于低丙酮酸基黄原胶的耐温聚合物。

具体的，本发明提供以下技术方案：

本发明第一方面，提供一种耐温聚合物，所述耐温聚合物中至少包括低丙酮酸基黄原胶、稳定剂及保护剂；

所述稳定剂选自戊二醛、乙二醛、丁二酸、丁二酮中一种或几种的组合；

所述保护剂为抗氧化剂。

本领域公知，黄原胶分子是由D-葡萄糖、D-甘露糖、D-葡萄糖醛酸、乙酰基和丙酮酸基构成的“五糖重复单元”结构聚合体，上述耐温聚合物中，所述低丙酮酸基黄原胶表示黄原胶分子中丙酮酸含量相比正常黄原胶显著低；优选的方案中，所述黄原胶中，丙酮酸基小于总量0.1％(w/w)。

本发明一种实施方式中，所述低丙酮酸基黄原胶来源于黄单胞杆菌(XanthomonascampestrisΔgumL-3)工程菌株的发酵产物或市售产品。