水处理剂聚天冬氨酸的合成

目录1.概述 (1)1.1背景及意义 (1)1.2 PASP制备工艺及聚合原理 (2)1.2.1 PASP制备工艺 (2)1.2.2聚合原理 (2)1.3 PASP及其衍生物的性能及应用 (3)1.3.1 PASP及其衍生物的性能 (3)1.3.2 PASP及其衍生物的应用 (4)1.4本课题主要研究方法、研究手段和需要重点研究的问题及解决的思路 (6)2.实验部分 (8)2.1实验药品 (8)2.2主要试验设备及装置图 (8)2.2.1主要试验设备 (8)2.2.2主要试验装置图 (9)2.3实验方法 (10)2.4几个重要参数的测定及计算 (11)2.4.1回收率的计算 (11)2.4.2阻垢率的测定及计算 (11)2.4.3粘均分子量的测定及计算 (11)2.5正交实验设计 (12)2.5.1正交试验数据分析处理 (13)2.5.2重复性实验 (21)2.6结果讨论 (21)3．结论 (23)参考文献 (24)答谢........................................................................................................................ 错误!未定义书签。

1.概述1.1背景及意义随着各国工业生产的迅速发展，工业用水日益增多。

水处理技术具有节水、节能、节材、提高产品质量等一系列特有功能，水处理剂则是水处理的重要技术保证，国内外研究最为活跃的领域之一是缓蚀阻垢剂。

又因为人类的环保意识日渐增长，环境友好型(绿色)阻垢剂这个概念已被提出并成为21世纪水处理药剂的发展方向。

聚天冬氨酸(Polyaspartic acid)是受海洋动物代谢过程启发而开发成功的一种绿色阻垢剂，特别适用于抑制冷却水、锅炉水及反渗透膜处理中的碳酸钙等的成垢，可防止垢堵塞管道和地层，提高热效率，阻止金属的腐蚀。

聚天冬氨酸具有线型聚酰胺结构,是氨基连接的缩氨酸,类似蛋白质的酰胺键结构,分子链有α型和β型,具有良好的生物相容性,可在环境中快速完全降解,不会对环境产生影响。

绿色水处理剂聚天冬氨酸的简介摘要: 聚天冬氨酸类水处理剂因具有优良的生物可降解性和较高的阻垢性能，被认为是一种真正的绿色阻垢剂，本文将从合成方法、作用机理、阻垢性能研究、发展前景四个方面介绍聚天冬氨酸关键词: 聚天冬氨酸; 阻垢性能; 水处理剂我国是水资源短缺严重的国家之一，目前有一百多个城市严重缺水，已造成很大的经济损失和严重的社会环境问题。

工业用水占城市用水的70％～80％，其中的冷却水又占工业用水量的82％以上。

为此节约冷却水成为工业用水的首要目标。

节约冷却水的主要办法是采取循环冷却水并提高浓缩倍数。

但是循环冷却水在运行的过程中，会有沉积物沉积在换热器及其他管道内表面。

针对这个问题主要采取投加水处理剂来达到水质控制的目的。

但是，含磷含氮和不易生物降解的水处理剂在使用过程中易给环境造成“二次污染”的危险性已引起人们的重视。

随着环境法规日趋严格和人们环保意识日益提高，对环境保护的需要塑造绿色水处理剂，磷也已列入限制排放之列。

在此形势下，低磷及无磷绿色水处理剂的开发和应用就日益成为国内外关注的焦点。

近几年“绿色水处理剂”的概念被提出，所谓绿色水处理剂是指其制造过程是清洁的，在使用过程中对人体健康和环境没有毒性，并可以生物降解为对环境无害的水处理剂。

研制具有高阻垢性能、良好生物降解性、无毒性、非磷无氮的新型绿色水处理剂是21世纪水处理剂的发展方向。

[1]聚天冬氨酸（PASP) 是近年受海洋动物代谢启发而研制成功的一种生物高分子, 具有优异的阻垢分散性能和良好的可生物降解性, 是公认的绿色聚合物和水处理剂的更新换代产品。

[2]制备聚天冬氨酸的原料天冬氡酸可从自然界提取因此制造过程是清洁、绿色的。

作为新型阻垢剂，对环境没有毒性，可完全生物降解成对环境无害的终产物。

而且对碳酸钙、磷酸钙、硫酸钙、硫酸钡等阻垢性能优异。

另外，聚天冬氨酸也可作为缓蚀剂用于解决油田中CO的腐蚀问题并2在海水淡化、制备纯水等方面亦具有良好的应用前景。

新型减水剂——聚天冬氨酸的合成及减水效果研究摘要：减水剂是混凝土工程中使用量最大，且应用最广泛的一种外加剂，本论文通过化学方法合成了A、B、C三种不同分子量的聚天冬氨酸，探索将其作为一种减水剂进行了研究。

结果表明：聚天冬氨酸减水效果明显，对不同品种水泥和掺合料的适应性强，掺料饱和点低和合成工艺简单等优点，拥有作为新一代减水剂的诸多潜力。

关键词：聚天冬氨酸；减水剂；合成；适应性；胶凝材料0 引言如今聚羧酸系减水剂占据大部分减水剂市场，但是，其对不同水泥适应性较差[1]，给混凝土工程的统一性带来了较大繁琐，也导致成本的增加，所以，本文根据聚天门冬氨酸的特殊结构和多样化的性能，尝试将聚天冬氨酸作为一种新型的减水剂进行研究。

聚天门冬氨酸（Polyaspartic Acid缩写为PASP）是一种氨基酸的聚合物，绿色、无污、环保，属于生物高分子材料[2]，其分子量为一千至数十万，它是由聚琥珀酰亚胺（PSI）在碱性条件下断裂环内C-N，N原子与一个H原子相结合，而-C=O则可以与-OH结合形成羧酸基。

聚天冬氨酸的应用特别广泛，因其具有螯合钙、镁、铜、铁等多价金属离子，所以作为一种新型绿色水处理剂应用到工业循环冷却水处理领域中[3]；聚天冬氨酸可以富集氮，磷，钾及微量元素供给植物，所以可以作肥料增效剂；它可以与交联剂反应进一步合成超强吸水剂，所以可以将其应用到卫生领域，还可以作为洗涤剂等[4]。

聚天冬氨酸具有良好的发展前景[5]，但是，目前国内还没有应用于减水剂领域中的先例，所以本课题是聚天冬氨酸在一个全新领域的探索研究和应用前景展望。

1 试验原材料水泥：选择标准、冀东、金隅鼎鑫三种水泥作为研究，其性能符合 GB 175-2017《通用硅酸盐水泥》水：采用地下水，其性能符合JGJ 63-2011《混凝土用水标准》聚天冬氨酸：为试验室自己合成，其化学性能符合GB 8076-2008《混凝土外加剂》要求。

如表1-1，为合成聚天冬氨酸的原材。

绿色水处理剂聚天冬氨酸(PASP)的合成影响因素研究胡淑莉【摘要】本文研究了PASP的制备及影响产品合成的主要因素,并用红外谱图进行了表征.以马来酸酐和碳酸铵为原料,在一定的温度下进行缩合得到聚琥珀酰亚胺(简称PSI),然后在氢氧化钠水溶液的作用下水解成PASP的钠盐.对合成条件进行单因素研究,确定了最佳合成工艺条件.对合成的产品进行了红外光谱表征.红外光谱中的特征峰表明,所合成的产品中含有酰胺基、羧基,表明所得到的产品为PASP.【期刊名称】《农业科技与信息》【年(卷),期】2016(000)020【总页数】2页(P45-46)【关键词】PASP;水处理剂;阻垢【作者】胡淑莉【作者单位】甘肃省庄浪县水务局,甘肃庄浪744600【正文语种】中文【中图分类】X703近年来，随着经济与社会发展，用水量日益增多，世界性水危机也随之加剧，同时各个国家和地区的环保法规日趋严格，这也促使水处理技术得以迅速发展。

而水处理药剂是水处理的重要技术保证，尤其是环保型水处理剂的研究和开发。

水处理剂主要有混凝剂、缓蚀剂、阻垢剂、杀菌剂和清洗剂等。

就水处理阻垢剂而言，目前应用的有两大类，无机阻垢剂和有机阻垢剂。

常用的无机阻垢剂有六偏磷酸钠和三聚磷酸钠等。

而有机阻垢剂则主要为有机磷酸盐和聚羧酸等。

这些药剂中含磷，易使水体富营养化形成赤潮公害或不易生物降解。

而PASP则以不含磷、易生物降解、无毒性、耐高温、投加量低和分散阻垢效果好等优点引起人们的注意。

近年来，国外研究的新型环境友好型阻垢剂PASP等，为现有的研究开发提供了新的思路［1］。

从环境相容性角度考虑，PASP的可生物降解性使其成为特别有价值的水处理剂。

因为它从原料、制备过程到最终产品均对人体和环境无毒无害。

PASP可高效、稳定地被微生物降解为对环境无害的最终产物。

作为水处理药剂特别适用于抑制冷却水、空调水、锅炉水以及反渗透膜等膜分离过程的成垢，同时也是无磷、无毒、易生物降解性能优良的清洗剂［2］。

毕业设计开题报告应用化学聚天冬氨酸的合成及表征一、选题的背景和意义随着经济社会的发展,水溶性高分子材料的应用量逐年增加,比如在工业冷却水循环系统中，一般要加入水处理剂以控制结垢、腐蚀等问题，而聚丙烯酸和聚丙烯酰胺类水处理剂的阻垢效果虽好，却不能生物降解，造成严重的环境问题。

因此,可生物降解的水溶性高分子材料成为近年来的研究热点。

国外成功开发的水处理剂聚天冬氨酸( Polyaspartic acid ,简称PASP)就是这样一类“绿色”产品。

聚天冬氨酸天然存在于软体动物和蜗牛类的壳中,是由天冬氨酸(Aspartic acid ,简称ASP) 单体的氨基和羧基缩水而成的聚合物,具有类似蛋白质的酰胺键结构,可完全生物降解成对环境无害的终产物,无毒无污染,是一类对环境友好的绿色聚合物。

是受海洋动物代谢过程启发而开发成功的一种绿色阻垢剂，特别适用于抑制冷却水、锅炉水及反渗透膜处理中的碳酸钙等的成垢。

使用聚天冬氨酸可高效、稳定地被微生物降解为对环境无害的终产物，具有很好的生物降解性，无毒无污染，是公认的绿色聚合物和水处理剂的更新换代产品。

研究证明,水溶性聚天冬氨酸具有阻垢、缓蚀、分散、螯合、保湿等多种功能,市场前景很好,经济效益和社会效益非常可观。

20世纪90年代初自美国Donlar 公司开发成功以来,聚天冬氨酸的合成及应用已经成为各发达国家竞相研究的热点,美国、德国已相继建成了较大规模的生产装置并成功运转。

国内对聚天冬氨酸的研究还处于起步阶段。

二、研究目标与主要内容（含论文提纲）本课题通过实验熟练掌握制备聚琥珀酰亚胺（PSI）和聚天冬氨酸（PASP）的基本方法，熟悉在实验过程中的各项操作，并了解其化学性质和应用情况，熟悉各种表征手段，并掌握红外光谱仪(IR)和差示扫描量热仪（DSC）的操作方法和工作原理主要内容包括：1．聚琥珀酰亚胺（PSI）的合成2. 聚天冬氨酸（PASP）的合成3. 所得产物提纯4. 聚琥珀酰亚胺（PSI）与聚天冬氨酸（PASP）的分子量测定5. 把所得到的聚琥珀酰亚胺和聚天冬氨酸进行红外和DSC图谱表征，并对图谱进行分析和总结。

华东理工大学科技成果——环保型水处理剂聚天冬氨酸（PASP）的研制项目简介目前国内外工业用水处理中对金属材料设备结垢和腐蚀的缓蚀剂和阻垢剂，大部分系含磷（或膦）的药剂，由于排放后对周围水体易引起富营养化。

国内外排放水总磷要求小于1mg/L，在这一背景下急需研发不含磷（或膦）的水处理剂。

而聚天冬氨酸PASP就是近年来国内外公认的符合环保要求的绿色水处理剂。

本项目合成制备采用的原料全部为国产的环保型原料,和国内外其他制备方法不同，采用了单体本体热聚合的一步反应工艺技术，具有创新性，该工艺具有反应时间短，不涉及投加其他化学品等优点，产品不仅可应用于工业水如工业冷却水的阻垢和防腐蚀，由于抑制水垢和腐蚀可提高传热效率并防止跑冒滴漏而取得显著的节能减排效果，经拓展研究后发现应用于农作物，先后对蔬菜类，如青菜、花菜，瓜果类，如西瓜、甜瓜，以及粮油作物等均可取得以下三方面的增效作用：（1）促进农作物营养的吸收而提高农作物的产量，不同作物品种可提高5%-15%左右。

（2）改善了作物的品质，如西瓜的甜度可由原先的10-12%提高到15-16%。

（3）对肥料起到增效作用，可减少化肥的用量，有利于改善土壤和环境。

所属领域环境项目成熟度中试应用前景可在工业水尤其是在工厂企业中占用水量最大的工业循环冷却水系统使用，经过国家授权医学卫生单位检测对动物和鱼类无毒性，对环境无危害。

在新农村建设中则可推广应用到各类农作物取得增加产量和改善品质的效果。

知识产权及项目获奖情况已具有自主知识产权的核心技术，申报和批准两项国家发明专利，授权专利号分别是ZL01113457.7《一种以聚天冬氨酸为主剂的符合水处理剂》和ZL200410025415.0《一种促进叶菜作物营养吸收的方法》等，并获得上海市科技进步二等奖。

合作方式技术后续开发或技术转让，提供产品或技术支持。

环保型阻垢剂聚天冬氨酸的合成及性能评价I. 前言- 环境污染对人类健康和生态环境的危害- 发展环保型阻垢剂的重要性及其应用前景- 本文旨在研究聚天冬氨酸作为环保型阻垢剂的合成及性能评价II. 合成聚天冬氨酸- 聚天冬氨酸的化学结构及合成方法- 实验步骤及条件- 反应机理III. 聚天冬氨酸的性能表征- IR、NMR、UV及荧光光谱表征- 热重分析及热稳定性测试- 石油和水中的分散性能测试- 阻垢性能测试IV. 对比实验与应用前景- 常规阻垢剂和聚天冬氨酸对比实验- 聚天冬氨酸的环保性能及应用前景V. 结论- 本文成功合成了聚天冬氨酸作为环保型阻垢剂- 聚天冬氨酸具有优异的性能表现- 聚天冬氨酸作为一种新型环保阻垢剂，具有广泛的应用前景参考文献I. 前言环境污染已成为人们关注的焦点问题，不仅会影响人类的健康，还会对生态环境带来不良影响。

防止环境污染变得尤为重要，其中阻垢剂作为一项关键技术应用于工业生产领域中，已经成为必要的任务。

随着人工化进程的加快，阻垢剂的应用范围也在不断扩展，以保证生产效益和生态环境的协调发展。

阻垢剂是一种在工业和生活中用于防止污垢、沉淀和水垢在设备表面形成的化学物质。

在许多工业领域中，例如石油化工、电力、机械、动力、建筑材料等领域，都广泛使用了阻垢剂。

然而，传统的阻垢剂一般采用有害化学物质，对环境造成污染，被广泛应用之后对人体健康和生态环境构成了严重威胁。

因此，发展环保型阻垢剂已成为一个重要的趋势。

聚天冬氨酸是一种天然的无毒生物高分子，具有良好的柔软性、透水性和吸水性能。

在环保领域的研究和应用中，聚天冬氨酸的合成和性能评价尤为重要。

因此，本文旨在研究聚天冬氨酸作为环保型阻垢剂的合成及性能评价。

本文将从合成聚天冬氨酸的方法、实验步骤、反应机理，以及聚天冬氨酸的性能表征，对其进行深入探究。

针对现有阻垢剂的应用现状进行对比实验，考察聚天冬氨酸作为阻垢剂的环保性能及其应用前景。

旨在提出聚天冬氨酸作为一种具有广泛应用前景的环保型阻垢剂推广使用，以便推动环境保护的发展和实践。