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黃原膠又稱黃膠、漢生膠,是一種由黃單胞發酵產生的細胞外酸性雜多糖。是由D-葡萄糖、D-甘露糖和D-葡萄糖醛酸按2:2:1組成的多糖類高分子化合物,相對分子質量在100萬以上。黃原膠的二級結構是側鏈繞主鏈骨架反向纏繞,通過氫鍵維系形成棒狀雙螺旋結構。
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2.良好的水溶性:黃原膠在水中能快速溶解,有很好的水溶性。特別在冷水中也能溶解,可省去繁雜的加工過程,使用方便。但由于它有的親水性,如果直接加入水小而攪拌不充分,外層吸水膨脹成膠團,會阻止水分進入里層,從而影響作用的發揮,因此注意正確使用。黃原膠干粉或與鹽、糖等干粉輔料拌勻后緩促加入正在攪拌的水喂,制成溶液使用。
3.增稠性:黃原膠溶液具有低濃度高粘度的特性(1%水溶液的粘度相當于明膠的100倍),是一種的增稠劑。
4.假塑性:黃原膠水溶液在靜態或低的剪切作用下具有高粘度,在高剪切作用下表現為粘度急劇下降,但分子結構不變。而當剪切力消除時,則立即恢復原有的粘度。剪切力和粘度的關系是完全可塑的。黃原膠假塑性非常,這種假塑性對穩定懸浮液、乳濁液極為有效。
5.對熱的穩定性:黃原膠溶液的粘度不會隨溫度的變化而發生很大的變化,一般的多糖因加熱會發生粘度變化,但黃原膠的水溶液在10—80℃之間粘度幾乎沒有變化,即使低濃度的水溶液在廣闊的溫度范圍內仍然顯示出穩定的高粘度。1%黃原膠溶液(含1%)從25℃加熱到120℃.其粘度僅降低3%。
6.對酸堿的穩定性:黃原膠溶液對酸堿十分穩定,在PH為5—10之間叫其粘度不受影響,在PH小于4和大于11時粘度有輕微的變化。在PH3—11范圍內,粘度大使和小值相差不到10%。黃原膠能溶于多種酸溶液,如5%的硫酸、5%的硝酸、5%的乙酸、10%的鹽酸和25%的磷酸,且這些黃原膠酸溶液在常溫下相當穩定,數月之久件質仍不會發生改變。黃原膠也能溶于氫氧化鈉溶液,并具有增稠特性.所形成的溶液在室溫下十分穩定。黃原膠可被強氧化劑,如過氯酸、過硫酸降解,隨溫度升高,降解加速。
7.對鹽的穩定性:黃原膠溶液能和許多鹽溶液(鉀鹽、鈉鹽、鈣鹽、鎂鹽等)混溶,粘度不受影響。在較高鹽濃度條件下,甚至在飽和鹽溶液中仍保持其溶解性而不發生沉淀和絮凝,其粘度幾乎不受影響。
8.對酶解反應的穩定性:黃原膠穩定的雙螺旋結構使其具有的抗氧化和抗酶解能力,許多的酶類如蛋白酶、、纖維素酶和半纖維素酶等酶都不能使黃原膠降解。
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除以上用途外,黃原膠在肉制品、果蔬保鮮罐頭等食品的加工中亦有廣泛應用。
黃原膠在石油工業中的應用
黃原膠一個大市場是石油工業。目前我國油田用化學品主要是聚丙烯酰胺、CMC、變性淀粉等,造成打井成本高、出油率低。黃原膠在增粘、增稠、抗鹽、抗污染能力遠比其它聚合物強,尤其在海洋、海灘、高鹵層和永凍土層鉆井,黃原膠用于泥漿處理、完井液和三次采油等方面效果顯著,對加快鉆井速度、防止油井坍塌、保護油氣田、防止井噴、大幅度提高采油率等方面都有明顯的作用。該產品作為一種理想的添加劑有非常好的發展前景。
1.鉆井行業
鉆井液是鉆井過程中使用的作業流體,在鉆井過程中使用的作業流體,在鉆井過程中,鉆井液起著重要的作用,人們常常把鉆井液比喻為“鉆井的血液”,其功能是:懸浮和攜帶巖屑,清洗井底;潤滑冷卻鉆頭,提高鉆頭進尺,通過鉆頭水眼沖擊地層,有利于破碎巖石;形成泥餅,增加井壁的穩定性;建立能平衡地層壓力的液柱壓力,以防止發生卡、塌、漏、噴等復雜事故;使用渦輪鉆具時,可作傳遞動力的液體。黃原膠是其主要成分之一,其功能是增加黏度和切力,提高鉆井液懸浮能力,這是鉆井液行使功能必可缺少的。
2.采油行業
在提高采收率的各種方法中,聚合物驅油占有重要地位。聚合物的作用是調節注水的流變性,增加驅動液的黏度,改善水驅波及效率。降低地層水相滲透率,使水與油能勻速的向前流動。這類聚合物在油藏條件下,必需具有優良的增黏性能,而且在溫度、壓力及鹽的作用下要有高的黏度保持率。 由于黃原膠溶液具有良好的增粘性、流變性、水溶性、化學穩定性, 并具有較強的機械抗降解能力, 因此可作為油田開采的驅替劑。與一般的水解聚丙烯酰胺相比, 其物理化學性質穩定、加工工藝簡單、驅油效果
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