羧甲基香豆膠產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)

一、前言

香豆原產(chǎn)西非，學(xué)名葫蘆巴，適應(yīng)性較廣，在我國(guó)北至黑龍江，南至江蘇、湖北等省都有種植，香豆種子中分離出的內(nèi)胚乳，經(jīng)加工后得到的膠粉稱(chēng)之為香豆膠。這是一種水溶性植物膠，被廣泛應(yīng)用于石油開(kāi)采、紡織印染等行業(yè)中。在石油工業(yè)中用做壓裂液，該壓裂液主要特點(diǎn)是水不溶物低，增粘性能好

香豆膠是線狀半乳甘露聚糖，屬于非離子型高分子。在結(jié)構(gòu)上，以β-1, 4鍵相互連接的D-甘露糖單元為主鏈，不均勻地在主鏈的一些D-甘露糖單元的C₆位上再連接了單個(gè)D- 半乳糖(β- 1,6鍵) 為支鏈，其半乳糖與甘露糖之比約為1：1. 8，簡(jiǎn)化為1：2。

香豆膠根據(jù)水溶性能可分成兩部分，水溶性部分和水不溶性部分。水溶性部分含量為65-68%，主要是半乳甘露聚糖膠，是工業(yè)上使用的有效部分。水不溶性部分含量為24-28%，主要是由分子量較大的半乳甘露聚糖膠和少量的粗纖維、蛋白質(zhì)、脂肪、灰分等組成。

香豆膠具有很好的水溶性和增稠性，但原粉往往具有下述的缺點(diǎn)：不能快速溶脹和水合，溶解速度慢，水不溶物含量高，粘度不易控制，易被微生物分解而不能長(zhǎng)期保存等。這些缺點(diǎn)使香豆膠的應(yīng)用受到很大限制，因此需要改變其理化特性，使其被更加廣泛應(yīng)用。

香豆膠半乳甘露聚糖中的單糖分子量平均為162，平均每個(gè)單糖有三個(gè)活性羥基，尤其是存在一個(gè)反應(yīng)活性較高的伯羥基，使其有可能發(fā)生各種酯化、醚化和氧化反應(yīng)，制備成各種酯、醚衍生物或氧化物。由于香豆膠本身存在著一定的缺點(diǎn)，為此，我們對(duì)香豆膠進(jìn)行了改性。

二、香豆膠的改性

香豆膠進(jìn)行化學(xué)改性是指在一定條件下，使香豆膠與某種化學(xué)試劑發(fā)生反應(yīng)，在其分子中引入化學(xué)基團(tuán)，生成一種衍生物，從而提高親水性，使溶脹速度加快，降低水不溶物。針對(duì)香豆膠進(jìn)行化學(xué)改性的方法主要有以下幾種：羧甲基化、羥乙基化、羥丙基化、羥羧基化或羧羥基化等，上述化學(xué)反應(yīng)主要通過(guò)醚化作用進(jìn)行的，目前工業(yè)上所有重要的香豆膠衍生物都由醚化作用生成。參與反應(yīng)的化學(xué)藥劑在聚糖分子中取代羥基的氫，形成醚的結(jié)構(gòu)，藥劑稱(chēng)為醚化劑，化學(xué)反應(yīng)稱(chēng)為醚化作用。

三、香豆膠的應(yīng)用

1、石油工業(yè)

羧甲基香豆膠等香豆膠衍生物，經(jīng)過(guò)化學(xué)改性，具有許多優(yōu)點(diǎn)，水不溶物及殘?jiān)^香豆膠粉有大幅度降低，用于油田水基壓裂液、濃漿添加劑能有效地降低對(duì)地層的污染, 且抗高溫性好, 穩(wěn)定性強(qiáng)。由羧甲基香豆膠制成的壓裂液具有低傷害性，可減少壓裂液殘?jiān)鼘?duì)地層及導(dǎo)流裂縫的傷害。

2、食品工業(yè)

因能提高食品粘度或與食品形成凝膠，香豆膠可用作食品添加劑，使食品獲得所需的形狀和硬、軟、粘稠等各種口感，利用酶提高了M /G值的香豆膠可望取代槐豆膠等M /G值較高的天然多糖膠。

3、紡織工業(yè)

由香豆膠衍生物制成的印花糊料較傳統(tǒng)的印花糊料具有更優(yōu)的性能。如良好的流變性。不易結(jié)在刮刀口上。印花刀疵較少。滲透性好。印花表面勻染性好。成糊率高。洗滌性好。保水性能好。羥甲基香豆膠可用作紡織工業(yè)中紗線上漿、織物上漿和印染的高原料。

4、化妝品工業(yè)

香豆膠等作為功能性化妝品添加劑, 具有增稠調(diào)理等功能，廣泛用于護(hù)發(fā)護(hù)膚用品。香豆膠用于牙膏粘合劑, 可以改變牙膏的流變性能及外觀。

此外，香豆膠還用做許多藥物的載體, 用酶控制香豆膠的擴(kuò)散系數(shù)，可達(dá)到對(duì)藥物的控制釋放。較之無(wú)機(jī)絮凝劑，由香豆膠及其衍生物制成的絮凝劑效率要高得多。因能有效增稠硝酸鹽溶液，香豆膠及其衍生物已成為塑膠炸藥的基本成分。

總之，由于其獨(dú)特的性能，香豆膠及其衍生物目前已作為增稠劑、穩(wěn)定劑、起泡劑、絮凝劑等而廣泛用于食品、紡織、醫(yī)藥、石油、造紙、炸藥、化妝品等領(lǐng)域。

四、油田用改性香豆膠性能

目前國(guó)內(nèi)外使用的壓裂液有很多種，主要有油基壓裂液、水基壓裂液、酸基壓裂液，乳化壓裂液和泡沫壓裂液。其中水基壓裂液應(yīng)用比較廣泛。

水基壓裂液是以水為介質(zhì)，添加稠化劑、交聯(lián)劑、破膠劑等多種添加劑組成，具有良好的綜合性能，即低摩阻、低濾失、耐高溫、強(qiáng)攜砂能力、易破膠和貨源廣、成本低、安全、可操作性強(qiáng)等特點(diǎn)。水基壓裂液仍是國(guó)內(nèi)外壓裂液的主體，占國(guó)內(nèi)壓裂液的95%以上。

目前應(yīng)用較多的水基壓裂液稠化劑主要有羧甲基香豆膠、香豆膠、田菁膠、皂仁膠等。與其它植物膠相比，羧甲基香豆膠性能較好優(yōu)于田菁膠、皂仁膠及其改性產(chǎn)品等。羧甲基香豆膠具有較低摩阻特性，是良好的減阻劑，通過(guò)交聯(lián)，可形成低摩阻的壓裂流體。

香豆膠及羧甲基香豆膠的主要性能指標(biāo)見(jiàn)下表。

表 1. 香豆膠及羧甲基香豆膠的主要性能指標(biāo)

五、產(chǎn)品包裝、運(yùn)輸、貯存

采用三合一包裝袋包裝，放于通風(fēng)陰涼處貯存。