经过改性使其水溶功能大大改良

发布日期:2015-08-17 10:39:35
  瓜尔胶一种自然的半乳甘露糖,从瓜尔豆 果实的胚乳中提取,其均匀绝对于成员品质约(1? 2) X 10 ,是一种条件敌对于的水溶性自然高分 子[1],近十积年来国际外对于它的改性钻研比拟活 跃[2——4]。瓜尔胶的使用畛域宽泛[5],改性物羟丙 基瓜尔胶(HPG)正在细致化工中存正在宽泛的开拓 和使用[6?8],尤其是从20百年90时代起开端研 究和使用正在油田压裂液中[9a°],其功能优良,前途 狭小。因其瓜尔胶水滤液存正在水没有溶物含量高、 没有能快捷溶胀和水合、溶化进度慢、粘度没有易掌握 等缺欠,经过改性使其水溶功能大大改良;大大降 低了水没有溶性的含量;增多了粘度的稳固性。但 是正在制备HPG进程中,升高水没有溶物含量和保 持粘度之间具有着冲突[11],因而必需停止优化实 验,使其正在升高水没有溶物含量的同声维持较高的 粘度。
  瓜尔胶构造式。瓜尔胶的主链为甘 露糖,侧链为^半乳糖组成,并以(1?6)键与主 链相接。固态下瓜尔胶成员一般以卷曲的球状结 构具有,主链甘露糖正在内侧,其少量羟基根本被包 裹正在成员外部,没有只没有体现出应部分水溶性,反 而因为成员内氢键作用,使得其水溶性大大升高。 而作为支链的半乳糖在于成员外侧,且半乳糖上 的C6羟基为伯羟基,因为无论从平面位阻,还是 从反响的活性来看,半乳糖上的C6羟基被化学改 性的多少率最大[12]。经过氢键的作用,一般的瓜尔 胶很简单被吸附到已水化的矿产名义,而形成絮 凝。正在瓜尔胶的成员构造中引人极性亲水基团羟 丙基,缩小了氢键的作用,从而使吸附作用削弱, 进而升高絮凝率。能够进步瓜尔胶的亲医道,使 水没有溶物含量缩小。
  正在催化环境下瓜尔胶成员中的生动羟基可与 环氧丙烷停止醚化反响。正在瓜尔胶50 g、水60 mL、酒精150 mL、环氧丙焼10 mL、反响量度60 °C、反响工夫4 h环境下调查催化剂用量对于HPG 功能的反应,见图2。从图2可看出,随催化剂用 量增多水没有溶物含量逐步升高,但改性瓜尔胶表 观粘度也升高,并且产物的交联性变差,溶化速率 也变慢。衡量两个目标以为催化剂用量应取5g 较好。
  改性瓜尔胶的一度主要技能目标是取代度 (每个糖单元上羟基被醚化的均匀数目),从瓜尔 胶的构造式(图1)中可看出,其最大取代度为3, 当其取代度大于1时,毁坏了糖单元顶用来交联 的顺式邻位羟基,招致改性瓜尔胶损失了特别的 物化功能。一般将取代度掌握正在小于1的范畴。 试验经气相色谱对于环氧丙烷耗费量的综合打算, 其取代度为0.72。环氧丙烷用量增大能够无效 升高水没有溶物含量,也使取代度增多,但增多到一 容量时,对于水没有溶物含量升高没有显然,而产物的粘 度一直降落,环氧丙烷用量对于HPG功能的反应反响量度越高,反响进度越快,可 缩小催化剂对于产物的降解。正在60 °C下,工夫超越 4 h后表观粘度开端降落,水没有溶物含量根本没有 变。故反响工夫以4 h为宜。
  分解产物正在较佳分解环境下的目标值为: 表观粘度为82 mPa ? s,水没有溶物含量为7. 27%, 含水率为6.18%,细度满意请求,pH =7.0,与硼 砂交联反响性很好,可挑挂,符竞争为油田压裂液 增稠剂运用规范[13]。
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