一種殼聚糖改性衍生物緩蝕劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于金屬腐蝕與防護領(lǐng)域，具體涉及一種殼聚糖改性衍生物緩蝕劑及其制備方法，對于該種改性衍生物在其它領(lǐng)域如生物，醫(yī)藥等領(lǐng)域的用途未進行相關(guān)印證及說明。殼聚糖改性衍生物生物緩蝕劑為羧甲基化羥丙基殼聚糖,即對殼聚糖進行羧甲基化和羥丙基化兩步改性,引入羧甲基基團和羥丙基基團,得到具有多取代基團的殼聚糖衍生物本發(fā)明提供的適用于腐蝕介質(zhì)的綠色環(huán)保型殼聚糖改性衍生物緩蝕劑的緩蝕性能及其制備方法，其生產(chǎn)工藝簡單，原料來源廣泛，且其具有良好的水溶性和生物相容性。
【專利說明】
一種殼聚糖改性衍生物緩蝕劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于金屬腐蝕與防護領(lǐng)域，具體涉及一種殼聚糖改性衍生物緩蝕劑及其制 備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 腐蝕是現(xiàn)代工業(yè)和生活中的重要破壞因素，我國年腐蝕損失約占國民生產(chǎn)總值的 6%。目前防腐蝕方法有表面涂裝、表面處理、電化學(xué)保護等多種，而添加緩蝕劑是一種工藝 簡便、成本低廉、適用性強的方法，在保護資源、減少材料損失方面大有作為，被廣泛用于多 種領(lǐng)域中。隨著海洋世紀的到來，海水資源的開發(fā)利用也越來越受到重視，但海水因其強烈 的腐蝕性會造成巨大的經(jīng)濟損失，海水緩蝕劑以其獨特的優(yōu)越性在開發(fā)利用海水過程中起 著日益重要的作用，緩蝕劑按化學(xué)成分可以分為無機類和有機類。無機緩蝕劑是促使金屬 鈍化的氧化物或能在金屬表面成膜的無機鹽類，如亞硝酸鈉、鉻酸鹽、磷酸三鈉等;有機緩 蝕劑分子大多有容易被金屬表面吸附的極性基團及由碳、氫組成的非極性基團，如胺類、雜 環(huán)化合物和咪唑類。
[0003] 在工業(yè)生產(chǎn)中，很多設(shè)備面臨在中性及酸性環(huán)境中易腐蝕的問題，一旦這些設(shè)備 因嚴重腐蝕而損壞，將導(dǎo)致生產(chǎn)難以連續(xù)進行，從而造成巨大損失。而采用添加緩蝕劑的方 法，可在一定程度上解決此類腐蝕問題。
[0004] 常用的鋼鐵緩蝕劑主要有亞硝酸鈉、鉻系、磷系、鉬系、胺類等。亞硝酸鈉能夠在鋼 鐵表面生成不溶性的致密氧化物，引起金屬表面由活化態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)殁g化態(tài)，防銹效果良好，但 其具有致癌性，使用受到限制。鉻系緩蝕劑在一定劑量下緩蝕效果非常好，但其作為陽極型 緩蝕劑濃度不足或過高，都會對金屬造成嚴重腐蝕，且其毒性大，現(xiàn)已限制使用。磷系緩蝕 劑主要有正磷、聚磷等無機磷酸鹽及有機多元膦酸、磷羧酸、聚磷酸鹽等，對鋼鐵具有緩蝕 作用，但由于世界范圍內(nèi)水體富營養(yǎng)化加劇，磷成為主要的排放受控制對象，這些都限制其 使用。鉬系緩蝕劑緩蝕效率高，毒性小，穩(wěn)定性好，適合于高pH值、高硬度水及較高溫度條件 下使用;然而單一使用鉬系緩蝕劑存在劑量太大，成本高的缺點。
[0005] 隨著環(huán)境保護和安全意識的加強，開發(fā)低毒環(huán)保型緩蝕劑已經(jīng)迫在眉睫。因其含 有未配對電子元素(如〇、N、S)的基團如氨基、羥基等，這些含有孤對電子的元素或基團可直 接與金屬元素上的空軌道形成配位鍵，如Fe原子的空d軌道，使有機分子牢固吸附在金屬表 面，形成保護膜，防止金屬腐蝕。甲殼素及其衍生物具有許多優(yōu)異的功能，有關(guān)甲殼素的研 究被認為是"21世紀最有希望的多糖研究"。因此，對甲殼素作為緩蝕劑進行研究并改性得 到具有緩蝕性能的衍生物，將具有非常重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提出一種殼聚糖改性衍生物緩蝕劑及其制備 方法。
[0007] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用技術(shù)方案為：
[0008] 一種殼聚糖改性衍生物緩蝕劑，殼聚糖改性衍生物生物緩蝕劑為羧甲基化羥丙基 殼聚糖(N，0-羧甲基化羥丙基殼聚糖），即對殼聚糖進行羧甲基化和羥丙基化兩步改性，弓丨 入羧甲基基團和羥丙基基團，得到具有多取代基團的殼聚糖衍生物。
[0009] 所述羧甲基化羥丙基殼聚糖以羥丙基殼聚糖(HPCS)為原料，在水溶液中與氯乙酸 反應(yīng)，獲得殼聚糖改性衍生物。
[0010] 所述生物緩蝕劑加入至腐蝕介質(zhì)中，每1L腐蝕介質(zhì)中含有0.075-lg殼聚糖改性衍 生物緩蝕劑。
[0011] 所述腐蝕介質(zhì)為酸性腐蝕介質(zhì)。
[0012] 所述腐蝕介質(zhì)為鹽酸水溶液。
[0013] -種殼聚糖改性衍生物緩蝕劑的制備方法，改性的殼聚糖衍生物以羥丙基殼聚糖 (HPCS)為原料，在水溶液中與氯乙酸反應(yīng)獲得殼聚糖改性衍生物。
[0014] 具體：
[0015] 1)羥丙基殼聚糖的制備：將殼聚糖、NaOH和異丙醇混合，室溫下攪拌堿化l_2h;然 后加入四甲基氫氧化銨溶液和環(huán)氧丙烷，再在室溫下攪拌30-40min后升溫至40-70°C，此溫 度下回流攪拌8-9h，反應(yīng)后用鹽酸水溶液中和至中性，而后用丙酮沉淀出產(chǎn)物，抽濾，得到 粗產(chǎn)物;將所得粗產(chǎn)物溶解于去離子水中，再向其中加入大量乙醇，使產(chǎn)物沉淀，過濾，重復(fù) 以上步驟3-5次，放入烘箱中烘干。
[0016]其中，殼聚糖(g)、質(zhì)量分數(shù)為15%的NaOH(ml)、異丙醇(ml)、質(zhì)量分數(shù)為9%的四 甲基氫氧化銨(ml)和環(huán)氧丙烷(ml)的量的比值為1:2.5:10:2.5:10。
[0017] 2)羧甲基化羥丙基殼聚糖的制備:將上述獲得粗產(chǎn)物溶于水中，室溫攪拌0.5-lh， 攪拌后加入氫氧化鈉水溶液，攪拌堿化l_2h;堿化后以30-40滴/min的速度滴加氯乙酸水溶 液，而后再升溫至40-70°C，反應(yīng)至產(chǎn)物為均一透明液體，向均一透明液體加醋酸調(diào)節(jié)至中 性，用丙酮沉淀，抽濾得到粗產(chǎn)物;將所得粗產(chǎn)物溶解于去離子水中，再向其中加入大量乙 醇，使產(chǎn)物沉淀，過濾，重復(fù)以上步驟3-5次，放入烘箱烘干，即為羧甲基化羥丙基殼聚糖。其 中羥丙基殼聚糖(g )、蒸餾水(ml )、25 %氫氧化鈉水溶液(ml )、氯乙酸水溶液(ml)的比值為 0.3:4:1:1〇
[0018] 所述粗產(chǎn)物首先溶解于去離子水中，然后再向其中加入大量乙醇，將產(chǎn)物沉淀以 后過濾，之后重復(fù)以上過程3-5次，于50-60°C烘干，即得純化產(chǎn)物。
[0019] 所述步驟1)回流攪拌8_9h反應(yīng)后用體積比為1:1的鹽酸水溶液中和至Ph = 7。
[0020] -種殼聚糖改性衍生物的應(yīng)用，殼聚糖改性衍生物在作為生物緩蝕劑中的應(yīng)用。
[0021] 殼聚糖改性衍生物為以羥丙基殼聚糖(HPCS)為原料，在水溶液中與氯乙酸反應(yīng)獲 得。
[0022]改性原理為:通過殼聚糖的羥丙基化改性，使C6位羥基首先與環(huán)氧丙烷反應(yīng)，生成 HPCS;在與氯乙酸反應(yīng)過程中，HPCS上的羥基和氨基同時與氯乙酸發(fā)生取代反應(yīng)。制備方法 如下：以羥丙基殼聚糖(HPCS)為原料，在水溶液中與氯乙酸反應(yīng)，制備N，0-羧甲基化羥丙基 殼聚糖(HPCMS)，羧甲基取代度可控制在0.42-1.38之間。采用NMR和FTIR對產(chǎn)物結(jié)構(gòu)進行表 征。在制備過程中，首先，殼聚糖分子鏈上含有大量可反應(yīng)基團，如C2-NH2，C3-OH和C6- 0H，由于C 3位上的位阻效應(yīng)以及C2、C3之間的分子內(nèi)氫鍵，使C3位上的羧甲基化較難發(fā)生，所 以以C 6-0的羧甲基化為主。這兩種集團都含有孤對電子，可與碳鋼表面的空軌道之間形成 相互作用力，從而使其吸附在基體裁量表面。殼聚糖與環(huán)氧丙烷發(fā)生反應(yīng)時，在酸性介質(zhì) 中，氨基反應(yīng)活性較大;在堿性介質(zhì)中，C6-OH優(yōu)先反應(yīng)，隨著反應(yīng)的進行，羥丙基上的羥基 也與環(huán)氧丙烷反應(yīng)生成短支鏈結(jié)構(gòu)。羧甲基化反應(yīng)階段，堿性條件下一 0H先形成活性中心， 加入氯乙酸后，在較低溫度（20-30°C)下，一0H活性中心參與反應(yīng)，生成0-羧甲基化的產(chǎn) 物;在較高溫度（50-60°C)下一 NH2和一 0H同時與氯乙酸發(fā)生親核取代反應(yīng)，從而制備N，0-羧甲基化羥丙基殼聚糖。
[0023]本發(fā)明具有的優(yōu)點在于：
[0024] 1.本發(fā)明提供的適用于腐蝕介質(zhì)的綠色環(huán)保型殼聚糖改性衍生物緩蝕劑的緩蝕 性能及其制備方法，其生產(chǎn)工藝簡單，原料來源廣泛，且其具有良好的水溶性和生物相容 性。
[0025] 2.本發(fā)明提供的適用于腐蝕介質(zhì)的綠色環(huán)保型殼聚糖改性衍生物緩蝕劑及其制 備方法，通過緩蝕劑在碳鋼材料表面的吸附，充分發(fā)揮緩蝕劑對基底材料的緩蝕效果;尤其 適用于酸性介質(zhì)中，該綠色環(huán)保型緩蝕劑能夠有效抑制碳鋼在酸性介質(zhì)中的腐蝕現(xiàn)象。
[0026] 3.本發(fā)明提供的適用于腐蝕介質(zhì)的綠色環(huán)保型殼聚糖改性衍生物緩蝕劑及其制 備方法，具有多取代基團和兩性特征。且使用量小，生產(chǎn)成本較低;為環(huán)境友好型緩蝕劑，不 會影響設(shè)備正常作業(yè)。
【附圖說明】
[0027] 圖1為殼聚糖改性衍生物的結(jié)構(gòu)式。
[0028] 圖2為殼聚糖改性衍生物紅外光譜圖。
[0029] 圖3為空白及添加不同濃度殼聚糖改性衍生物條件下碳鋼表面去除腐蝕產(chǎn)物的掃 描電鏡圖片。
[0030] 圖4為298K未添加緩蝕劑及添加羥丙基殼聚糖以及殼聚糖改性衍生物條件下的極 化曲線。
[0031] 圖5為298K未添加緩蝕劑及添加羥丙基殼聚糖以及殼聚糖改性衍生物條件下的交 流阻抗譜。
[0032]圖6為298K未添加緩蝕劑及添加羥丙基殼聚糖以及殼聚糖改性衍生物條件下的波 特圖。
[0033]圖7為碳鋼在添加和未添加緩蝕劑的酸性介質(zhì)中由交流阻抗譜擬合的等效電路。 [0034]圖8為殼聚糖改性衍生物在碳鋼表面的吸附等溫線。
【具體實施方式】
[0035]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進行進一步的說明。
[0036] 實施例1
[0037] 殼聚糖衍生物緩蝕劑的制備方法，具體包括以下幾個步驟：
[0038]步驟一:羥丙基殼聚糖的制備。
[0039]將殼聚糖、NaOH和異丙醇混合，室溫下攪拌堿化l_2h;然后加入四甲基氫氧化銨溶 液和環(huán)氧丙烷，再在室溫下攪拌30_40min后升溫至40-70°C，此溫度下回流攪拌8-9h，反應(yīng) 后用鹽酸水溶液中和至中性，而后用丙酮沉淀出產(chǎn)物，抽濾，得到粗產(chǎn)物;將所得粗產(chǎn)物溶 解于去離子水中，再向其中加入大量乙醇，使產(chǎn)物沉淀，過濾，重復(fù)以上步驟3-5次，放入烘 箱中50 °C烘干。
[0040]步驟二:羧甲基化羥丙基殼聚糖的制備。
[0041 ]將上述獲得粗產(chǎn)物溶于水中，室溫攪拌0.5-lh，攪拌后加入氫氧化鈉水溶液，攪拌 堿化l_2h;堿化后以30-40滴/min的速度滴加氯乙酸水溶液，而后再升溫至40-70°C，反應(yīng)至 產(chǎn)物為均一透明液體，向均一透明液體加醋酸調(diào)節(jié)至中性，用丙酮沉淀，抽濾得到粗產(chǎn)物； 將所得粗產(chǎn)物溶解于去離子水中，再向其中加入大量乙醇，使產(chǎn)物沉淀，過濾，重復(fù)以上步 驟3-5次，放入烘箱烘干，即為羧甲基化羥丙基殼聚糖。其中羥丙基殼聚糖(g)、蒸餾水(ml)、 25 %氫氧化鈉水溶液(ml )、氯乙酸水溶液(ml)的比值為0.3:4:1:1。
[0042] 實施例2:
[0043] 本實施例與實施例1的區(qū)別僅在于步驟二，具體為：
[0044] 步驟二:羧甲基化羥丙基殼聚糖的制備。
[0045] 稱取上述羥丙基殼聚糖溶于蒸餾水中，室溫攪拌0.5-lh后加入氫氧化鈉水溶液， 攪拌堿化6_7h。滴加氯乙酸水溶液，滴加完畢，升溫至40-70°C，反應(yīng)一段時間，得到均勻透 明液體。加醋酸調(diào)節(jié)至中性，用丙酮沉淀，抽濾，得到粗產(chǎn)物，將所得粗產(chǎn)物溶解于去離子水 中，再向其中加入大量乙醇，使產(chǎn)物沉淀，用抽濾瓶抽濾。重復(fù)以上步驟3-5次，于50-60°C烘 干，得到最終產(chǎn)物。其中羥丙基殼聚糖(g )、蒸餾水(ml )、25 %氫氧化鈉水溶液(ml )、氯乙酸 水溶液(ml)的比值為0.3:4:1:1。
[0046] 產(chǎn)物分子結(jié)構(gòu)見附圖1(引自韓曉曉《N，0_羧甲基化羥丙基殼聚糖的制備及結(jié)構(gòu)表 征》)。
[0047]紅外光譜分析見附圖2。
[0048] 實施例3:
[0049] 本實施例與實施例2的區(qū)別僅在于步驟二，具體為：
[0050] 步驟二:羧甲基化羥丙基殼聚糖的制備。
[0051 ] 稱取上述羥丙基殼聚糖溶于蒸餾水中，室溫攪拌0.5-lh，以30-40滴/min的速度滴 加氯乙酸水溶液，滴加完畢，升溫至40-70°C，反應(yīng)一段時間，得到均勻透明液體。加醋酸調(diào) 節(jié)至中性，用丙酮沉淀，抽濾，得到粗產(chǎn)物，將所得粗產(chǎn)物溶解于去離子水中，再向其中加入 大量乙醇，使產(chǎn)物沉淀，用抽濾瓶抽濾。重復(fù)以上步驟3-5次，于50-60°C烘干，得到最終產(chǎn) 物。其中羥丙基殼聚糖(g)、蒸餾水(ml)、氯乙酸水溶液(ml)的比值為0.3:4:1。
[0052] 應(yīng)用例1:
[0053] 配制lmol/L鹽酸溶液1L，將Q235碳鋼試片懸掛在鹽酸溶液中24h，觀察到碳鋼表面 生成一層黑色銹層，將腐蝕產(chǎn)物去除后，碳鋼表面發(fā)生嚴重腐蝕(參見圖3)，之后，按照每1L lmol/L鹽酸溶液中分別加入0.075g、0.2g、0.6g和l.Og上述實施例制備所得產(chǎn)物羥丙基殼 聚糖獲得不同濃度的含羥丙基殼聚糖的鹽酸溶液，另取Q235碳鋼試片分別浸入上述不同濃 度的含羥丙基殼聚糖的鹽酸溶液中，連續(xù)浸泡24h，觀察到碳鋼試片表面幾乎沒有黑色銹 層。圖a、b、c、d、e、f分別為去除腐蝕產(chǎn)物后的空白組碳鋼試片，在未添加羧甲基化羥丙基殼 聚糖的鹽酸溶液中浸泡24h的碳鋼試片，在添加濃度分別為0.075g/L、0.2g/L、0.6g/L、 l.〇g/L的羧甲基化羥丙基殼聚糖的鹽酸溶液中浸泡24h的碳鋼試片表面的掃描電鏡圖片。 觀察圖a可知碳鋼表面沒有出現(xiàn)腐蝕的痕跡;圖b為在鹽酸溶液中浸泡24h的碳鋼試片，可以 看到表面出現(xiàn)嚴重的腐蝕現(xiàn)象，并且觀察到點蝕坑，說明有點蝕發(fā)生。觀察圖c、d、e、f，隨著 加入的羧甲基化羥丙基殼聚糖的濃度的增加，碳鋼試片表面的腐蝕程度逐漸減輕，當(dāng)濃度 為l.Og/L時，碳鋼試片表面幾乎觀察不到腐蝕的痕跡，并且點蝕現(xiàn)象消失，說明殼聚糖改性 之后的衍生物羧甲基化羥丙基殼聚糖對于碳鋼試片在鹽酸溶液中的腐蝕具有較好的緩蝕 效果。（參見圖3)。
[0054] 應(yīng)用例2:
[0055]以Q235碳鋼為工作電極，利用三電極體系，通過電化學(xué)測試，對上述實施例制備所 得的殼聚糖衍生物進行緩蝕性能的研究。電化學(xué)測試在PAR STAT 2273電化學(xué)工作站進行， 試樣一端用銀膠粘結(jié)導(dǎo)線，其余部分用環(huán)氧樹脂固封，保留lcm2的有效面積。試片用60#-2000#砂紙進行逐級打磨后，用超純水、無水乙醇依次沖洗，再將試樣放入浸沒試樣的無水 乙醇中超聲清洗l〇min取出，冷風(fēng)吹干，置于干燥器中備用。參比電極選用232型飽和飽和甘 萊電極(SCE)，對電極采用Pt電極，尺寸為20mmX 20mm。數(shù)據(jù)分析采用Zsimpwin軟件。Tafel 極化測量的掃描范圍為-〇. 25V~0.25V，掃描速度為0.5mv/s。數(shù)據(jù)分析采用Powersuite軟 件。
[0056]從所得的極化曲線(見附圖4)可知，在加入所制得的羧甲基化羥丙基殼聚糖時，陰 極和陽極極化曲線向電位變正的方向移動，隨著加入的緩蝕劑濃度的增加，腐蝕電位逐漸 變正。因為腐蝕電位向正方向移動時，膜層對于陽極反應(yīng)的影響比對于陰極反應(yīng)的影響更 明顯，因此羧甲基化羥丙基殼聚糖在碳鋼表面有較好的吸附。
[0057]電化學(xué)阻抗(EIS)測試條件為:交流阻抗譜測量設(shè)置的交流擾動幅值為±5mV，從 高頻區(qū)向低頻區(qū)掃描，頻率范圍100kHz~1 OmHz。腐蝕介質(zhì)為lmo 1 /L的鹽酸溶液，待開路電 位(0CP)穩(wěn)定后，開始EIS測試。由電化學(xué)阻抗譜(參見圖5)可知，隨著緩蝕劑濃度的增加，阻 抗弧的半徑逐漸變大，電荷轉(zhuǎn)移電阻Ret增大，這是由于殼聚糖改性衍生物分子在碳鋼表面 吸附，導(dǎo)致膜層孔隙內(nèi)碳鋼腐蝕反應(yīng)的電荷轉(zhuǎn)移電阻增大，可以看出腐蝕過程受到的抑制 隨著濃度的增加而增強。對碳鋼的保護效果越好。（見附圖6,7)。
[0058] 實施例7:
[0059] -般來說，緩蝕劑在碳鋼表面的吸附在緩蝕機制方面是必要的步驟并且吸附等溫 線是表征金屬/緩蝕劑/環(huán)境體系比較方便的方法。描述緩蝕劑吸附行為的等溫線的建立對 于研究金屬-緩蝕劑相互作用的本質(zhì)來說是比較重要的。研究碳鋼腐蝕時，在不同緩蝕劑濃 度下的表面覆蓋度(0)由阻抗譜擬合結(jié)果(見表1)計算得出，計算方程式如下：
(1)
[0061]公式中，Ret和Ret，0分別為添加和不添加緩蝕劑時的電荷轉(zhuǎn)移電阻的值。為了確 定吸附模型對不同的等溫線進行驗證，其中，郎格繆爾模型是最理想的模型（參見附圖8)， 可以用以下方程式進行表示：
⑵
[0063]公式中，Cinh為緩蝕劑濃度，Kads為吸附平衡常數(shù)。我們知道，標準吸附自由能（A Gts)與吸附平衡常數(shù)(Kads)有關(guān)，并且可用以下方程式計算：
⑶
[0065] 公式中，R為通用氣體常數(shù)，T為絕對溫度。公式中55.5是水的體積摩爾濃度，單位 是mol/L〇
[0066] 圖8描述了緩蝕劑濃度與表面覆蓋度的比值與緩蝕劑濃度之間的對應(yīng)關(guān)系，直線 利用最小二乘法進行擬合。實驗點和理論擬合結(jié)果在圖8中標出。從圖中可以觀察到很好的 擬合結(jié)果，回歸系數(shù)高達0.99,并且斜率很一致，這表明郎格繆爾等溫線能夠很好的描述實 驗數(shù)據(jù)。K ads可以作為緩蝕劑分子和金屬表面之間吸附力大小的一種衡量。因此在海水和碳 鋼表面之間存在一種相界，這要歸因于緩蝕劑分子在碳鋼表面強大的吸附。A Glds的負值 表明緩蝕劑分子在碳鋼表面的吸附是自發(fā)的過程。一般來講，如果A Glds的絕對值達到 40KJ/mol或者更高，那么吸附類型被認為是化學(xué)吸附。
[0067] 對比例
[0068] 對羥丙基殼聚糖的緩蝕性能利用電化學(xué)方法如極化曲線，交流阻抗譜測試等方法 進行了評價，并與殼聚糖改性衍生物的緩蝕性能進行了比較，結(jié)果可見圖4、5,由極化曲線 可知殼聚糖改性衍生物的緩蝕性能要比空白及羥丙基殼聚糖的緩蝕性能好，而且隨著加入 殼聚糖改性衍生物的濃度的增加，腐蝕電流密度逐漸下降；在圖5中，隨著科舉談改性衍生 物濃度的增加，交流阻抗弧的半徑逐漸增加，及電荷轉(zhuǎn)移電阻Ret增加，說明殼聚糖改性衍生 物具有良好的緩蝕性能。
[0069] 因此，在金屬腐蝕與防護領(lǐng)域，本發(fā)明闡述的殼聚糖改性衍生物具有良好的應(yīng)用 前景，而對于其他領(lǐng)域如生物、醫(yī)藥等領(lǐng)域的應(yīng)用并未涉及。
【主權(quán)項】
1. 一種殼聚糖改性衍生物緩蝕劑，其特征在于:殼聚糖改性衍生物生物緩蝕劑為羧甲 基化羥丙基殼聚糖。2. 按權(quán)利要求1所述的殼聚糖改性衍生物緩蝕劑，其特征在于:所述羧甲基化羥丙基殼 聚糖以羥丙基殼聚糖(HPCS)為原料，在水溶液中與氯乙酸反應(yīng)，獲得殼聚糖改性衍生物。3. 按權(quán)利要求1或2所述的殼聚糖改性衍生物緩蝕劑，其特征在于:所述生物緩蝕劑加 入至腐蝕介質(zhì)中，每1L腐蝕介質(zhì)中含有0.075-lg殼聚糖改性衍生物緩蝕劑。4. 按權(quán)利要求3所述的殼聚糖改性衍生物緩蝕劑，其特征在于:所述腐蝕介質(zhì)為酸性腐 蝕介質(zhì)。5. 按權(quán)利要求4所述的殼聚糖改性衍生物緩蝕劑，其特征在于:所述腐蝕介質(zhì)為鹽酸水 溶液。6. -種權(quán)利要求1所述的殼聚糖改性衍生物緩蝕劑的制備方法，其特征在于:改性的殼 聚糖衍生物以羥丙基殼聚糖(HPCS)為原料，在水溶液中與氯乙酸反應(yīng)獲得殼聚糖改性衍生 物。7. 按權(quán)利要求6所述的殼聚糖改性衍生物緩蝕劑的制備方法為： 1) 羥丙基殼聚糖的制備：將殼聚糖、NaOH和異丙醇混合，室溫下攪拌堿化1-2h;然后加 入四甲基氫氧化銨溶液和環(huán)氧丙烷，再在室溫下攪拌30_40min后升溫至40-70°C，此溫度下 回流攪拌8-9h，反應(yīng)后用鹽酸水溶液中和至中性，而后用丙酮沉淀出產(chǎn)物，抽濾，得到粗產(chǎn) 物;將所得粗產(chǎn)物溶解于去離子水中，再向其中加入大量乙醇，使產(chǎn)物沉淀，過濾，重復(fù)以上 步驟3-5次，而后烘干； 其中，殼聚糖(g)、質(zhì)量分數(shù)為15 %的NaOH(ml)、異丙醇(ml)、質(zhì)量分數(shù)為9%的四甲基 氫氧化銨(ml)和環(huán)氧丙烷(ml)的量的比值為1:2.5:10:2.5:10。 2) 羧甲基化羥丙基殼聚糖的制備:將上述獲得粗產(chǎn)物溶于水中，室溫攪拌0.5-lh，攪拌 后加入質(zhì)量分數(shù)為25 %的氫氧化鈉水溶液，攪拌堿化1-2h;堿化后以30-40滴/min的速度滴 加質(zhì)量分數(shù)為33%的氯乙酸水溶液，而后再升溫至40-70Γ，反應(yīng)至產(chǎn)物為均一透明液體， 向均一透明液體加醋酸調(diào)節(jié)至中性，用丙酮沉淀，抽濾得到粗產(chǎn)物;將所得粗產(chǎn)物溶解于去 離子水中，再向其中加入大量乙醇，使產(chǎn)物沉淀，過濾，重復(fù)以上步驟3-5次，放入烘箱烘干， 即為羧甲基化羥丙基殼聚糖；其中羥丙基殼聚糖（g)、蒸餾水(ml)、25%氫氧化鈉水溶液 (ml)、氯乙酸水溶液(ml)的比值為0.3:4:1:1。8. 按權(quán)利要求7所述的殼聚糖改性衍生物緩蝕劑的制備方法，其特征在于:所述粗產(chǎn)物 首先溶解于去離子水中，然后再向其中加入大量乙醇，將產(chǎn)物沉淀以后過濾，之后重復(fù)以上 過程3-5次，于50-60 °C烘干，即得純化產(chǎn)物。9. 按權(quán)利要求7所述的殼聚糖改性衍生物緩蝕劑的制備方法，其特征在于:所述步驟1) 回流攪拌8-9h反應(yīng)后用體積比為1:1的鹽酸水溶液中和至Ph = 7。10. -種殼聚糖改性衍生物的應(yīng)用，其特征在于:殼聚糖改性衍生物在作為生物緩蝕劑 中的應(yīng)用。
【文檔編號】C08B37/08GK105968229SQ201610401890
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年6月6日
【發(fā)明人】馮盼盼, 萬凱, 李言濤
【申請人】中國科學(xué)院海洋研究所