热裂解-气相色谱测定羟丙基瓜尔胶C6位取代度方法的研究

摘要

羟丙基瓜尔胶作为一种压裂液广泛应用于石油开采中，羟丙基瓜尔胶大大改善了瓜尔胶的流变性、分散性以及溶解速度等方面的性能，而醚化摩尔取代度（MS）以及取代基分布对羟丙基瓜尔胶结构和性能起决定性的影响。摩尔取代度主要通过核磁共振谱（NMR）等方法测定，但是羟丙基瓜尔胶糖单元上羟丙基的取代分布却很难准确分析，这主要是由于其糖单元上C2、C3、C4、C6 位上H的化学位移与羟丙基取代基上除甲基之外H的化学位移十分接近，彼此信号重叠，使得瓜尔胶结构单元上不同C 位的取代度无法得到准确解析,需要其它的方法来测定。通过对瓜尔胶与羟丙基瓜尔胶液体热解产物进行GC-MS分析，发现羟丙基瓜尔胶热解时会产生不同与瓜尔胶的特征热解产物丙二醇。通过气相色谱对丙二醇进行定量分析从而可以测定羟丙基瓜尔胶的取代度。依照天然多糖的热解机理，丙二醇为取代在C6 位上的羟丙基的热解产物，测定结果与TEMPO 氧化法的结果一致，本方法提供了一种新的测定羟丙基瓜尔胶C6 位取代度（DS6）的方法。此方法操作简单，同时避免了使用核磁等价格高昂的仪器，为羟丙基瓜尔胶的生产部门提供了一种极具实用性的方法。