聚天冬氨酸衍生物的合成及其性能研究.pdf

1、聚天冬氨酸(PASP)是一種可生物降解的環(huán)保型阻垢分散劑，但在阻垢分散和緩蝕性能上與其它類(lèi)型阻垢分散劑還有一定的差距，使其應(yīng)用受到了很大限制。為此，本文對(duì)聚天冬氨酸進(jìn)行改性，在聚天冬氨酸的側(cè)鏈上引入功能性基團(tuán)來(lái)提高阻垢分散和緩蝕性能，旨在研制綠色環(huán)保型工業(yè)循環(huán)冷卻水處理藥劑。
　　 以提高阻垢分散性能為目標(biāo)，利用天冬氨酸熱縮聚產(chǎn)物聚琥珀酰亞胺(PSI)和天冬氨酸(ASP)、2-氨基乙磺酸(SEA)分別合成了兩種聚天冬氨酸衍生物—

2、—羧酸基聚天冬氨酸衍生物(PASP-ASP)和同時(shí)含羧酸基和磺酸基聚天冬氨酸衍生物(PASP-SEA-ASP)，利用氨基酸等電點(diǎn)的性質(zhì)以及氨基酸與茚三酮溶液的顏色反應(yīng)，對(duì)合成的聚天冬氨酸衍生物進(jìn)行了分離和提純，并對(duì)其接枝率進(jìn)行了測(cè)定，紅外光譜法和元素分析法表征了兩種聚天冬氨酸衍生物的結(jié)構(gòu)。考察了不同原料摩爾比、不同反應(yīng)溫度和不同反應(yīng)時(shí)間條件對(duì)產(chǎn)物接枝率的影響，優(yōu)化出了聚天冬氨酸衍生物的適宜合成條件，反應(yīng)機(jī)理為親核加成-消除反應(yīng)。

3、　　 研究了產(chǎn)物接枝率和阻垢性能、分散性能、緩蝕性能之間的關(guān)系，確定了不同基團(tuán)在阻垢分散和緩蝕過(guò)程中各自所起的作用，結(jié)果表明：聚天冬氨酸分子結(jié)構(gòu)中羧酸基的引入有助于阻垢性能和緩蝕性能的提高，而磺酸基的引入可大大提高分散性能，但阻垢性能降低?？疾炝瞬煌昧俊⑺疁?、水質(zhì)硬度及時(shí)間等條件下對(duì)碳酸鈣的阻垢性能，確定了阻垢率和緩蝕率隨之變化的定量關(guān)系。
　　 通過(guò)動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)，研究了聚天冬氨酸衍生物的動(dòng)態(tài)污垢熱阻和動(dòng)態(tài)阻垢率，靜態(tài)和動(dòng)態(tài)

4、實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在低加藥量的情況下，分子結(jié)構(gòu)中同時(shí)引入具有較好阻垢性能和分散性能的功能基團(tuán)的聚天冬氨酸衍生物的動(dòng)態(tài)污垢熱阻小，加藥量為0.5mg·L-1 時(shí)，PASP-SEA-ASP的動(dòng)態(tài)阻垢率達(dá)到了99.35[％]；在高加藥量的情況下，分子結(jié)構(gòu)中僅引入具有較好阻垢性能的功能基團(tuán)的聚天冬氨酸衍生物的動(dòng)態(tài)污垢熱阻小，加藥量為1.5mg·L-1時(shí)，PASP-ASP的動(dòng)態(tài)阻垢率達(dá)到了96.13[％]以上。因?yàn)樵诩铀幜枯^小時(shí)，藥劑中的磺酸基起到了

5、分散作用，使得碳酸鈣晶體不粘附于加熱棒上，只是分散于水中，加大藥劑含量時(shí)，磺酸基的比例也增加，使得羧酸基螯合Ca 2+的作用減弱，形成的CaCO3 沉淀也增多，過(guò)多的CaCO3沉淀粘附于加熱棒上，動(dòng)態(tài)阻垢率減小。
　　 利用掃描電子顯微鏡和紅外光譜儀等技術(shù)對(duì)碳酸鈣晶體進(jìn)行了觀察和分析，結(jié)合靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的阻垢分散試驗(yàn)，當(dāng)加入聚天冬氨酸衍生物后碳酸鈣的形貌為球形的球霰石結(jié)構(gòu)時(shí)，表現(xiàn)出優(yōu)良的分散性能，當(dāng)加入聚天冬氨酸衍生物后碳酸鈣的形貌