[发明专利]一种木质素基聚酯型表面活性剂及其制备方法与应用

说明书

本发明公开一种木质素基聚酯型表面活性剂及其制备方法与应用，所述制备方法包括如下步骤：(1)将有机溶剂型木质素与固体碱于第一溶剂中反应，得到单体混合物；(2)将单体混合物与氯磺酸于第二溶剂中反应，得到单体磺酸盐混合物；(3)将单体磺酸盐混合物、环氧化合物、碱性催化剂反应，得到醚化单体磺酸盐；(4)将醚化单体磺酸盐与顺丁烯二酸酐、催化剂反应，制得木质素基聚酯型表面活性剂。本发明以降解木质素为原料制备出环保且高效的表面活性剂，有机溶剂型木质素经降解后产生更多反应活性位点(主要是酚羟基)，为后续改性提供了更多可能，制备的表面活性剂表面活性、界面活性优异，实现了木质素的高值化利用。

技术领域

本发明属于涉及木质素衍生物技术领域，具体涉及一种木质素基聚酯型表面活性剂及其制备方法与在驱油剂中的应用。

背景技术

目前化石能源日趋紧张，而石油常规开采方法仅能采出可采储量的33％，因此提高石油采收率已经成为石油开采研究的重要研究方向。已有研究表明木质素改性产品具有表面活性，可以用于三次采油中，提高采收率。

木质素作为自然界储量丰富的可再生资源，是最丰富的天然芳香族高分子。目前，木质素主要可以由有机溶剂法、苏打法、克拉森法等提取。工业加工中，木质素主要以燃烧的形式供给热量，利用价值较低，且富含木质素的废液处理麻烦，成本大且污染环境。故而通过分子设计和结构改性，可以改变木质素的性质，制备出具有高附加值的化学品，实现木质素的高效利用，这不仅具有生态效益，还有望在某些领域替代石油资源从而获得具有巨大的经济效益。

木质素是一种三维的具有立体结构的天然高分子聚合物，具有大分子结构，其分子量大，分布大而广。其主要由三种单体组成：对羟基苯丙烷单元H、愈创木基单元G、紫丁香基丙烷单元S。目前，已有许多通过降解将木质素大分子转化成小分子的芳香族化合物，使木质素得到高值化利用的研究，已被广泛应用于表面活性剂、分散剂、矿粉粘结剂、混凝土减水剂等领域，但该类化合物的设计还有待进一步研究。

表面活性剂具有亲水亲油基团，对木质素进行适当改性，提高其亲水亲油基团的含量与比例，从而提高木质素的表面活性。中国发明专利CN1157253C采用电氧化、烷基化、磺化制备得到木质素磺酸盐表面活性剂，所得表面活性剂在高的矿化度和高的二价离子浓度的复合驱油体系中与航空煤油能形成≤10^-3mM/m的超低界面张力，其中电氧化过程需要长达15-68小时，时间成本较高。中国发明专利CN112760089A直接以木质素单体为原料，进行磺化、环氧-胺化得到木质素基叔胺，与1,2-二氯乙烷反应制得木质素基双子表面活性剂，所得表面活性剂与碱复配使用，最低油水界面张力可达到0.00102mM/m(NaCl浓度为3wt％)。本发明提供了一种木质素基聚酯型表面活性剂及其制备方法与在驱油剂中的应用，木质素降解后的单体不进行纯化，混合物直接作为原料进行改性，所得表面活性剂与碱复配使用，最低油水界面张力可达到10^-4级，其表面活性及界面活性相比较而言更加优异。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种木质素基聚酯型表面活性剂。

本发明还要解决的技术问题是提供上述木质素基聚酯型表面活性剂的制备方法。

本发明进一步要解决的技术问题是提供上述木质素基聚酯型表面活性剂的应用。

为了解决上述第一个技术问题，本发明公开了一种式I所示的木质素基聚酯型表面活性剂：

其中，

n为选自0～6的整数；

R为C_mH_2m+1，m选自＞7的整数；

R₁和R₂分别独立地选自H或-NaSO₃，且R₁、R₂不同；