[发明专利]一种双环氧化合物交联剂改性黄原胶的制备方法

说明书

本发明公开一种双环氧化合物交联改性黄原胶的制备方法，该方法以水为溶剂，以双环氧化合物为交联剂对黄原胶改性，得到双环氧交联剂改性黄原胶。相较于改性前的黄原胶，本发明的双环氧交联剂改性黄原胶溶液的粘度、粘弹性能均得到显著提高，用作压裂液时，一方面可极大减少使用量，又可以提高压裂液的粘弹性能，以达到降低成本、提高效率的目的。

技术领域

本发明涉及一种双环氧化合物交联剂改性黄原胶的制备方法，属于高分子材料改性和增稠剂技术领域。

背景技术

黄原胶又名黄胞胶、汉生胶、黄单胞多糖等，是一种由野油菜黄单胞菌(Xanthomonas campetris)分泌的胞外多糖，黄原胶是一种杂多糖，主要结构为重复戊多糖单元：两个葡萄糖单元、两个甘露糖单元和一个葡萄糖醛酸单元的摩尔比为2.8/2.0/2.0。黄原胶主链化学结构与纤维素相同，侧链末端甘露糖连接有丙酮酸。黄原胶分子的一级结构是葡萄糖基以β-1,4键连接形成的主链，与甘露糖和葡糖醛酸交替连接的三糖侧链组成。

黄原胶具有优良的稳定性、剪切流变性、增稠性、助悬性和乳化性，被广泛的应用于石油、化工、医药、食品、日用等多个领域。黄原胶优良的假塑性和增稠和使其在石油开采中获得广泛的应用。尤其在海洋、海滩、高卤层和永冻土层钻井中用于泥浆处理、完井液和三次采油等方面效果显著，对加快钻井速度、防止油井坍塌、保护油气田、防止井喷和大幅度提高采油率等方面都有明显的作用。

黄原胶是食品、饮料行业中理想的增稠剂、乳化剂、稳定剂、保水剂和成型剂；如在饮料中添加黄原胶，可使果肉悬浮、防止沉淀和分层；在肉制品中添加黄原胶可增加持水性、抑制淀粉的回生、保持良好的感官品质并延长货架期。

目前，主要通过对黄原胶进行改性来增加其粘度，减小黄原胶的使用量和成本。黄原胶的增稠通常有两种方法，一是在黄原胶中引入疏水性成分，二是将黄原胶交联。黄原胶交联常用的交联剂有戊二醛、环氧氯丙烷、三偏磷酸钠、1，6-六亚甲基二胺和己二醇肼等。这些交联剂有些具有毒性，例如戊二醛含醛基，1，6-六亚甲基二胺和己二醇肼含氨基，环氧氯丙烷属于2A类致癌物等这些因素会对人体或环境造成危害。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双环氧化合物交联剂改性黄原胶的制备方法，在温和的条件下，获得较高的表观粘度，使黄原胶具有更广阔的应用前景。

本发明的一种双环氧化合物交联剂改性黄原胶的制备方法，以双环氧化合物为交联剂，制备水溶性交联聚合物。

技术方案：

双环氧化合物交联剂改性黄原胶的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，将黄原胶溶解在水中，在室温下缓慢搅拌使黄原胶充分溶解，得到黄原胶溶液；

步骤2，用碱性溶液调节上述黄原胶溶液的pH值，再滴加入双环氧化合物作交联剂，并搅拌均匀，水浴升温，得到反应产物；

步骤3，将反应产物用80％乙醇溶液沉降，过滤后再用无水乙醇洗涤，干燥即得改性黄原胶。

优选地，步骤1中，所述黄原胶与水的质量比为1:40～200。

优选地，步骤2中，所述双环氧化合物包括1.4-丁二醇双缩水甘油醚或聚丙二醇二缩水甘油醚。

优选地，步骤2中，调节黄原胶溶液的pH值至9～12。

优选地，步骤2中，所述碱性溶液包括氢氧化钠水溶液或氢氧化钾水溶液。

优选地，所述氢氧化钠水溶液或氢氧化钾水溶液浓度为1mol/L。

优选地，步骤2中，所述双环氧化合物占黄原胶溶液中黄原胶的质量百分数为1％～10％。

优选地，步骤2中，所述反应温度为30～70℃，反应时间为2～10h。