改性聚天冬氨酸共聚物的合成及其阻硫酸钙垢性能的研究

绿色阻垢剂聚天冬氨酸的微波法合成及性能研究的开题报告一、研究背景及意义在现代工业领域中，管道、设备的腐蚀和结垢问题是一大难题。

随着工业发展，特别是石油、化工、冶金等领域的快速发展，加剧了管道和设备腐蚀结垢现象。

长期以来，防腐蚀技术和防结垢技术一直是工程技术领域中的热点问题。

传统的清洗方法会损伤管道和设备表面，同时清洁效果也很难达到要求。

因此，寻找一种有效的防结垢技术变得尤为迫切。

聚天冬氨酸是一种生物大分子，具有良好的水溶性、生物相容性、生物降解性等优点。

研究发现，聚天冬氨酸对水中的钙、镁、铁等离子具有良好的结合能力，可以有效防止管道和设备的结垢问题。

绿色阻垢剂聚天冬氨酸的研究和应用，将在防腐蚀和防结垢领域取得一定的突破，具有广阔的应用前景和社会价值。

二、研究目的和内容本研究的主要目的是通过微波法合成绿色阻垢剂聚天冬氨酸，并研究其防结垢性能。

本研究将从以下几个方面展开：1. 优化聚合反应条件，确定最佳合成方案。

2. 利用红外光谱、核磁共振等手段表征合成产物的结构。

3. 实验研究聚天冬氨酸对水中离子的结合能力，以及其在管道和设备上的防结垢性能。

4. 通过对照试验和实验结果分析，评价微波法合成绿色阻垢剂聚天冬氨酸的优缺点。

三、研究方法和步骤本研究将采用以下方法和步骤：1. 微波法合成聚天冬氨酸。

首先，设计微波合成装置，优化反应条件，如温度、反应时间、添加剂种类和用量等。

然后，采用FTIR、NMR 等手段对合成产物进行结构表征。

2. 聚天冬氨酸对离子的结合实验。

将聚天冬氨酸溶解在不同浓度的离子溶液中，利用电导率计实验研究其对离子的结合能力。

同时，与常规防结垢剂进行对比，评价聚天冬氨酸的效果和优劣。

3. 管道和设备防结垢实验。

将聚天冬氨酸涂覆在管道和设备表面，加入不同浓度的离子溶液进行实验观察。

通过观察和记录水温、水压、结垢情况等参数，评估聚天冬氨酸的防结垢性能。

4. 数据处理和结果分析。

对实验数据进行计算、图表化处理，并通过对照试验和实验结果分析，评价微波法合成绿色阻垢剂聚天冬氨酸的优缺点。

聚天冬氨酸共聚物阻磷酸钙垢性能研究高玉华;刘振法;张利辉;李海花;高美玲【摘要】以天冬氨酸（ASP）、2－氨基乙磺酸（AESA）、氢氧化钠等为原料制备了一种无磷环保型阻垢剂聚天冬氨酸共聚物（PASP－AESA－ASP），采取静态阻垢法考察了其阻磷酸钙垢性能，用扫描电子显微镜观察了加入聚天冬氨酸共聚物后形成的磷酸钙形貌。

实验结果表明，聚天冬氨酸共聚物阻磷酸钙垢的性能明显高于聚天冬氨酸，在加药量为6 mg/L时，比聚天冬氨酸的阻垢率提高了86％；对不同磷酸钙离子浓度的阻垢率也均有很好的效果，在加药量为14 mg/L时，聚天冬氨酸共聚物的阻垢率均达到了91％以上，当PO43－为10 mg/L时其阻垢率达到了95．2％。

%Using polyaspartic acid(ASP),2-amino sulfonicacid(AESA),and sodium hydroxide as raw materials,a kind of phosphorus-free environment-friendly inhibitor,polyaspartic acid copolymer (PASP-AESA-ASP) has been prepared. The inhibition capacity of the inhibitor for calcium phosphate is investigated by static inhibiting method. The appearance of calcium phosphate formed after the polymer polyaspartic acid has been added is observed with electronic microscopy. Experimental results show that the inhibition capacity of polyaspartic acid copolymer for calcium phosphate is obviously higher than that of polyaspartic acid. When the dosage is 6 mg/L ,the inhibition rate is 86% higher than that of polyaspartic acid. The inhibition rates of calcium phosphate with different ionic concentrations all have pretty good effect. When the dosage is 14 mg/L ,the inhibition rate of polyaspartic acid polymer are all above 91%.When the mass concentration of PO43-is 10 mg/L,its inhibition rate reaches 95.2%.【期刊名称】《工业水处理》【年(卷),期】2016(000)009【总页数】4页(P63-65,66)【关键词】无磷阻垢剂;聚天冬氨酸;聚天冬氨酸共聚物;磷酸钙【作者】高玉华;刘振法;张利辉;李海花;高美玲【作者单位】河北省科学院能源研究所，河北石家庄050081; 河北省工业节水工程技术研究中心，河北石家庄050081;河北省科学院能源研究所，河北石家庄050081; 河北省工业节水工程技术研究中心，河北石家庄050081;河北省科学院能源研究所，河北石家庄050081; 河北省工业节水工程技术研究中心，河北石家庄050081;河北省科学院能源研究所，河北石家庄050081; 河北省工业节水工程技术研究中心，河北石家庄050081;河北工业大学化工学院，天津300130【正文语种】中文【中图分类】TQ085+.4在循环冷却水体系中，水垢的形成与沉积会导致设备的传热效果急剧下降，严重影响生产的正常运行〔1〕，近年来，随着人们对共聚物结构及阻垢机理研究的深入，发现共聚物结构与阻垢性能的关系极为密切〔2〕。

聚天冬氨酸阻垢性能的研究的开题报告题目：聚天冬氨酸阻垢性能的研究一、选题的背景和意义随着工业和民用水的不断污染，水垢问题日益突出。

水垢的形成严重影响生产和生活用水，造成设备损坏、节能减排、阻塞管道等问题。

目前，水垢的清除主要依靠化学药剂和机械清洗，但这些方法可能会对环境和设备造成损害。

因此，研究开发一种新型阻垢剂是十分必要的。

聚天冬氨酸是一种天然产物，具有无毒、无害、生物可降解等优点。

与其他聚合物相比，聚天冬氨酸分子具有更多的羧酸基团，这些羧酸基团与水中的钙、镁离子结合形成络合物，从而起到阻垢的作用。

因此，研究聚天冬氨酸阻垢性能具有重要意义。

二、研究的内容和目标本研究旨在探究聚天冬氨酸作为阻垢剂的性能，并利用实验方法研究其阻垢效果。

具体研究内容包括：1. 合成聚天冬氨酸聚合物。

2. 研究聚天冬氨酸在不同环境下的阻垢性能，包括PH值、温度、离子浓度等。

3. 利用实验方法研究聚天冬氨酸阻垢效果，包括在不同温度和时间条件下的阻垢率和防垢指数。

4. 探究聚天冬氨酸与其他阻垢剂的耐受性和协同效果。

本研究的目标在于：深入研究聚天冬氨酸在阻垢方面的性能和应用，为生产和实际应用提供科学依据。

三、研究方法1. 合成聚天冬氨酸聚合物：采用化学合成的方法，通过控制反应条件，合成出具有一定分子量的聚天冬氨酸聚合物。

2. 研究聚天冬氨酸在不同环境下的阻垢性能：通过实验方法研究聚天冬氨酸在不同的环境条件下的阻垢性能，包括PH值、温度、离子浓度等。

3. 实验方法：利用管道模拟设备，模拟实际生产过程中的情况，采用定量测定阻垢率和防垢指数的方法，比较不同阻垢剂的效果。

四、预期成果1. 合成出一种分子量合适的聚天冬氨酸聚合物，具有稳定性和阻垢性能。

2. 研究聚天冬氨酸在不同条件下的阻垢性能，得出其最佳阻垢性能的条件，为其实际应用提供参考。

3. 通过实验数据比较，得出聚天冬氨酸与其他阻垢剂的协同效果和耐受性，为工业和生活中应用提供理论和实践参考。

多支化聚天冬氨酸衍生物的合成及其阻垢性能研究陈智慧;柳鑫华;韩婕;王庆辉;郗海龙;王洪辉;洪亮【摘要】先以顺酐和氨水等为原料合成聚天冬氨酸(PASP),再以PASP和赖氨酸为原料进行接枝反应得到改性聚天冬氨酸衍生物(Lys-PASP).实验结果表明,与聚天冬氨酸相比,在聚天冬氨酸与赖氨酸质量比为10:1,改性时间2 h,改性温度120℃条件下得到的改性产品Lys-PASP不仅对碳酸钙具有更好的阻垢性能,而且对碳钢表面也有更好的缓蚀效果,并对氧化铁也具有很好的分散效果;Lys-PASP的加入,不仅改变了碳酸钙的晶型,而且大大降低了碳酸钙晶体的完整程度和有序度,达到了阻止碳酸钙垢形成的目的,起到了阻垢缓蚀的效果.%Polyaspartic acid(PASP)has been synthesized with maleic anhydride and ammonia water as raw materials,and,then,through grafting reaction conducted with PASP and lysine as raw materials,the modified polyaspartic acid derivative(Lys-PASP)can be obtained. The results show that compared with PASP,the modified product Lys-PASP obtained under the following optimal conditions:the mass ratio of PASP/lysine is 10:1 , modification time 2 h and modification temperature 120℃,not only has better scale inhibition capacity for calcium carbonate,but also has better corrosion inhibition effect on carbon steel surfaces,and good dispersing effect on iron oxide. The addition of Lys-PASP can not only change the crystal type of calcium carbonate,but also greatly reduce the degree of perfection and degree of order of the calcium carbonate crystal,achieving the goal that prevents the formation of calcium carbonate scale and gets scale and corrosion inhibition effects.【期刊名称】《工业水处理》【年(卷),期】2017(037)007【总页数】4页(P51-54)【关键词】聚天冬氨酸衍生物;合成;阻垢;缓蚀【作者】陈智慧;柳鑫华;韩婕;王庆辉;郗海龙;王洪辉;洪亮【作者单位】华北理工大学信息工程学院,河北唐山063000;华北理工大学轻工学院,河北唐山063000;唐山市环境监测中心站,河北唐山063000;华北理工大学轻工学院,河北唐山063000;华北理工大学信息工程学院,河北唐山063000;华北理工大学轻工学院,河北唐山063000;华北理工大学轻工学院,河北唐山063000【正文语种】中文【中图分类】TQ085+.4聚天冬氨酸以其无毒、良好的生物降解性而吸引了更多研究者的注意，成为绿色水处理剂的代表。

聚天冬氨酸功能材料的研制及其缓蚀阻垢性能研究聚天冬氨酸功能材料的研制及其缓蚀阻垢性能研究摘要：聚天冬氨酸功能材料作为一种新型材料，具有优异的缓蚀阻垢性能，在工业应用中具有广阔的前景。

本文主要就聚天冬氨酸功能材料的研制方法及其在缓蚀阻垢方面的应用进行探究。

通过实验研究，得出了聚天冬氨酸功能材料具有良好的缓蚀阻垢性能，可广泛应用于油田、化工、冶金等领域。

同时，本文还对聚天冬氨酸功能材料的发展前景和存在的问题进行了探讨。

关键词：聚天冬氨酸功能材料；缓蚀阻垢；研制方法；应用；发展前景一、引言近年来，随着工业化进程的不断推进，金属设备及管道的腐蚀和垢积问题日益严重，给生产和设备的正常运行带来了严重的危害。

因此，研制一种具有良好缓蚀阻垢性能的材料成为了迫切需要解决的问题。

聚天冬氨酸功能材料由于其独特的结构和性能，成为了近年来研究的热点之一。

二、聚天冬氨酸功能材料的研制方法聚天冬氨酸功能材料的研制方法主要包括化学合成法、生物合成法和物理合成法等。

其中，化学合成法是目前研究最为广泛的方法。

化学合成法包括溶胶-凝胶法、酸碱混凝法、电沉积法等。

通过控制材料的合成方法和条件，可以调控聚天冬氨酸功能材料的结构和性能。

三、聚天冬氨酸功能材料的缓蚀阻垢性能研究聚天冬氨酸功能材料具有良好的缓蚀阻垢性能，主要得益于其多样化的官能团和吸附特性。

聚天冬氨酸功能材料可以通过与金属表面的相互作用，形成一层保护膜，从而防止金属与介质的接触，起到缓蚀的作用。

同时，聚天冬氨酸功能材料还具有良好的阻垢能力，可以减少管道和设备内部的沉积物，保持设备的正常运行。

四、聚天冬氨酸功能材料的应用聚天冬氨酸功能材料在工业领域具有广泛的应用前景。

在油田采油过程中，可以添加聚天冬氨酸功能材料，减少管道和设备的腐蚀和垢积现象，提高采油效率。

在化工生产中，聚天冬氨酸功能材料可以作为添加剂，提高反应过程的转化率和产品质量。

在冶金行业，聚天冬氨酸功能材料可以用于金属的防锈和除垢处理。

改性聚天冬氨酸研究最新进展胡志光;王昕;张玉玲;李倩【摘要】聚天冬氨酸具有无毒、可生物降解等优点,是环境友好型水处理剂.将不同官能团引入聚天冬氨酸分子中,可有效增强聚天冬氨酸的阻垢缓蚀性能.根据引入官能团的不同,对聚天冬氨酸的改性研究进行系统分类,并逐类分析官能团的作用,探讨聚天冬氨酸改性发展趋势,对聚天冬氨酸改性研究具有一定的参考价值.【期刊名称】《应用化工》【年(卷),期】2014(043)002【总页数】3页(P360-362)【关键词】聚天冬氨酸;改性;官能团;阻垢性能;缓蚀性能【作者】胡志光;王昕;张玉玲;李倩【作者单位】华北电力大学环境科学与工程学院,河北保定071003;华北电力大学环境科学与工程学院,河北保定071003;华北电力大学环境科学与工程学院,河北保定071003;华北电力大学环境科学与工程学院,河北保定071003【正文语种】中文【中图分类】TQ460.7聚天冬氨酸(PASP)由于其分子中不含磷，兼具阻垢缓蚀效能及良好的水溶性和可生物降解性，对环境污染极小，是一类对环境友好的绿色聚合物［1-3］。

在国外已经成为新的研究热点［4-5］。

聚天冬氨酸综合阻垢性能与目前广泛使用的含磷阻垢剂尚存在一定差距，所以对PASP 进行改性研究以提高其阻垢缓蚀能力具有十分现实和积极的意义［6］。

本文由聚天冬氨酸分子中引入官能团类别的角度，对聚天冬氨酸的最新改性研究成果进行系统分析，总结增强其性能的有效官能团，对今后聚羧酸类水处理药剂的开发提供理论参考。

1 影响阻垢缓蚀性能的官能团为了增强其阻垢缓蚀性能，目前文献报道的在PASP 线性结构上引入官能团有羟基、羧基、磺酸基、羧基和硫基胺等［7-8］。

1.1 羟基闫美芳［9］以聚琥珀酰亚胺(PSI)为原料，合成了含羟基聚天冬氨酸接枝共聚物，研究了接枝不同比例的共聚物与磁场的协同阻垢作用。

结果表明，共聚物与磁场具有协同阻垢作用，其中，接枝比例为1.0 的接枝共聚物协同作用最明显，阻垢率提高了22.9%。

水处理剂聚天冬氨酸静态阻垢苏尼尔(内蒙古伊泰煤制油有限责任公司,内蒙古准格尔旗　010300) 摘　要:聚天冬氨酸的静态阻垢实验结果表明,聚天冬氨酸对碳酸钙、硫酸钙和磷酸钙有很好的阻垢效果。

聚天冬氨酸分散氧化铁及稳定锌离子能力的研究结果表明,当聚天冬氨酸的加入量为25mg/L 时,分散氧化铁,稳定锌离子的能力分别为90%,91%。

关键词:聚天冬氨酸;阻垢;碳酸钙 中图分类号:T Q085+412 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)16—0062—011　概述阻垢剂作为水处理剂的一种,在工业生产,尤其是在循环冷却水和锅炉冷却水处理中起着重要的作用。

由于垢形成区的热传导率低,造成能源浪费,除此之外,坚实的垢层沉积也会阻碍体系中液相的流动,而阻垢剂的使用使这一情况得以改善。

近年来,聚天冬氨酸是国内外化学工业、农业、水处理、医药和精细化工等领域研究的热点课题。

1.1　静态阻垢实验实验用水:蒸馏水1.1.1　主要仪器多孔恒温水浴锅,恒温控制(80±1)℃;自动显示酸度计;250ml锥形瓶;721分光光度计(带有厚度为1cm的吸收池);G4玻璃砂芯漏斗。

1.1.2　实验原理本法对实际循环冷却水中的成垢主要影响因素温度、pH、Ca2+、M-碱度等模拟了现场碱性水运行指标,如温度控制在相当于一般工厂冷却器水侧最高壁温80℃、pH调节稳定在7-9的范围来进行阻垢剂性能评价。

分析测定澄清液中的Ca2+浓度,以评定阻垢剂的阻垢性能。

1.2　静态阻碳酸钙垢实验冷却水中的碳酸钙垢,通常是由于水中的碳酸氢钙在受热和曝气条件下分解而形成的。

其反应式可以表示为:Ca(H CO3)2(aq)CaCO3(s)+CO2(g)+ H2O(1)本方法以含Ca(HCO3)2的配制水和水处理药剂制备试液(模拟冷却水)。

在含有一定量碳酸氢根和钙离子的配制水中加入一定浓度的水处理剂制备成试液,在加热的条件下,促使碳酸氢钙加速分解为碳酸钙,达到平衡后测定试液中的钙离子浓度。

文献综述高分子材料与工程聚天冬氨酸的合成研究现状：聚天冬氨酸(Polyaspartic acid缩写PASP)原为一种天然存在于软体动物和蜗牛壳中的氨基酸聚合物，近年来人们受此类动物的代谢启发而研制成功的一种水溶性生物高分子材料。

由于氨基酸具有像蛋白质一样的酰胺基团，可以完全生物降解，而PASP 是一种带有羧酸侧链的氨基酸，既能生物降解，又具有螯合分散等功能。

PASP的最大特点是可生物降解、无毒、不破坏生态环境，可完全降解为对环境无害的终产物，替代许多对环境有害的化学品，被人们誉为“绿色”产品，在工业、农业、医药等方面都具有非常广泛的用途。

由于近年来人们对环保问题日益关注，其中以美国、德国和日本等国的化学公司对PASP的研究最为活跃，美国的Donlar公司和德国的Bayer公司等都有工业装置投入生产。

随着全球环保意识的不断加强，人类回归自然，保护生态平衡的愿望愈来愈强烈，PASP有着不可估量的应用前景。

合成聚天冬氨酸的原料主要有二类，一类以L一天冬氨酸为原料，另一类以马来酸配及其衍生物为原料。

主要成果表现在以下各领域;1、水处理领域:1）阻垢剂研究表明，聚天冬氨酸对碳酸钙、磷酸钙、硫酸钙、硫酸钡、硫酸惚等的阻垢性能优异。

而且聚天冬氨酸可耐高温，热稳定性好，是一种可应用于高温水系统的水处理剂。

PASP还具有淤渣分散性能，可使少量可能沉积在传热面和流动缓慢部位的轻基磷石灰、氢氧化镁或硅酸镁等淤渣分散于水中，而且抑制氧化铁沉积的能力也优于聚丙烯酸和聚马来酸。

2）缓蚀剂PASP对碳钢、黄铜等表现出优良的缓蚀保护能力。

在人造海水中的黄铜腐蚀实验表明，PASP浓度仅为50mg/L时缓蚀率就可达81%。

PASP不仅在单独使用时具有良好的阻垢缓蚀效果，在与其它阻垢缓蚀剂如锌盐、钨酸盐、铝酸盐、硼酸盐及苯并三氮啤、聚丙烯酸和聚甲基丙烯酸等复配时，协同作用可明显提高阻垢缓蚀效果。

2、医学领域:PASP的降解性、无毒性以及多梭基结构使之可作为药物载体、组织工程材料及杀菌剂等。

改性聚天冬氨酸阻垢剂研究进展丁惠平;石澍晨;单慧婷;蔡永红;许英【摘要】As a kind of non-toxic ,non-polluting and biodegradable environment friendly scale inhibitor ,the modification of polyaspartic acid has attracted broad attention in the world .This paper briefly summarizes recent researches about modified polyaspartic acid and discusses the influence to introduce carboxyl ,hydroxyl ,sulfonic acid and amide groups to polyaspartic acid .%聚天冬氨酸因其具有可生物降解的肽键结构以及优秀的阻垢性能，成为国际公认的环境友好型水处理剂，关于聚天冬氨酸的改性研究也得到了国内外学者的广泛关注。

本文综述了近年来聚天冬氨酸改性研究的相关进展，总结了羧基、羟基、磺酸基和酰胺基的引入对聚天冬氨酸性能的影响。

【期刊名称】《化学研究》【年(卷),期】2016(027)002【总页数】4页(P260-263)【关键词】聚天冬氨酸;改性;缓蚀;阻垢【作者】丁惠平;石澍晨;单慧婷;蔡永红;许英【作者单位】河南大学化学化工学院，河南开封 475004; 河南化工技师学院应用化工系，河南开封 475000;河南大学化学化工学院，河南开封 475004;河南大学化学化工学院，河南开封 475004;河南大学化学化工学院，河南开封475004;河南大学化学化工学院，河南开封 475004【正文语种】中文【中图分类】O636为提高热交换效率，工业生产中广泛采用循环冷却水来代替直流冷却水[1-2]. 水中溶解和悬浮有大量的固体、有机物质和各种气体，循环水长期使用后，由于水分的蒸发和浓缩，pH升高，加上长时间的高温环境，管道表面不可避免地出现结垢、腐蚀等现象，导致传热效率下降，堵塞管道，设备腐蚀，促进菌藻滋生、造成水质恶化等问题[3-6]. 目前，常采用投加水处理剂的方法解决此类问题. 由于传统水处理药剂广泛使用的磷系水处理剂易引起水体富营养化、二次污染等问题，近年来以绿色、高效为目标的水处理剂研究得到了人们的广泛关注，其中聚天冬氨酸(PASP)类水处理剂因其特殊的肽键结构以及较好的生物降解性能成为国际公认的环境友好型水处理药剂之一[7-12]. 国内外众多学者对PASP展开了系统的研究，结果表明PASP具有优秀的阻CaCO3性能，但在阻Ca3(PO4)2垢、缓蚀以及分散、杀菌降藻等方面的性能并不突出，影响了其在水处理行业的广泛应用[13]. 因此，近年来对PASP的改性研究一直是国内外学者关注的热点之一.人工合成的PASP是将聚琥珀酰亚胺(PSI)进行碱性水解再提纯得到的，所以，PASP的合成方法主要就是中间体PSI的合成方法. 根据反应物的不同，PSI的合成方法主要有两种：一种是以L-天冬氨酸为原料，热缩聚制取；另一种是以马来酸酐与氨或铵盐为原料制取. PASP的具体合成路线见图1.对PASP的中间体聚琥珀酰亚胺(PSI)进行氨基开环是改性PASP的常用且有效的一种方法，研究表明，羧基、羟基、磺酸基、酰胺基等官能团的引入可有效改善PASP的相关性能.2.1 羧基的引入由于含有羧基的物质多种多样，向PASP分子中引入羧基的方式也不尽相同，因此可以得到多种官能团相同但性能不同的聚天冬氨酸接枝物. 通过研究发现，引入羧基后聚天冬氨酸的阻垢缓蚀性能均得到改善.CHEN等[14]以马来酸酐和氨水为原料，在40 ℃下反应2 h，用丝氨酸(serine)对PASP加以改性得到接枝物Ser-PASP，并用XRD分析Ser-PASP添加前后CaCO3和CaSO4垢的衍射变化. 研究结果表明，当药剂浓度为4 mg/L时，对CaCO3的阻垢率接近100%，可见Ser-PASP可以有效破环晶格的生长习性，使晶体发生畸变. 这可能是因为Ser-PASP同时具有羟基和羧基官能团，增加了与Ca2+的螯合能力，使钙的溶解度增大.XU等[15]以顺丁烯二酸酐、尿素、5-氨基乳清酸为原料合成了橘黄色的絮状聚天冬氨酸/5-氨基乳清酸接枝共聚物(PASP/5-AOA). 研究表明，PASP/5-AOA具有优秀的阻Ca3(PO4)2垢能力，阻垢效率随其浓度的增加而增大. 当药剂浓度为12 mg/L时，阻Ca3(PO4)2垢率达到100%，而PASP阻Ca3(PO4)2垢率仅为25%左右. 表明在侧链上引入六元环，可以有效抑制Ca3(PO4)2晶核的生长.高玉华等[16]将天冬氨酸对PSI开环，在PASP结构中引入了羧基，并探讨其阻垢性能. 结果表明，羧基的引入可以提高PASP的阻垢率，当引入羧基的改性聚天冬氨酸浓度为6 mg/L时，阻CaSO4垢率达到了100%；另外，羧基的引入使得PASP的缓蚀性能也得到了改善，当药剂浓度为100 mg/L时，比PASP的缓蚀率提高了35%以上.来晓芳等[17]以马来酸酐、柠檬酸、牛磺酸和氨水合成了改性聚天冬氨酸. 最佳合成条件为n(马来酸酐)∶n(氨)∶n(柠檬酸) ∶ n(2-氨基乙磺酸)=1∶2.8∶0.12∶0.075，反应时间3 h，热缩聚温度190 ℃，聚合时间1 h. 投加的共聚物浓度为24 mg/L 时，阻Ca3(PO4)2垢率最高达82.9%，阻垢效果明显优于传统阻垢剂. 共聚物的加入虽然不能改变磷酸钙垢的晶型，但是却增加了磷酸钙颗粒的松散度，抑制了磷酸钙垢的形成，起到阻垢作用. 改性聚天冬氨酸负电荷浓度较高，它能与水中的金属离子Ca2+形成稳定螯合物，使水中Ca2+浓度降低，从而阻碍了磷酸钙垢的形成.2.2 羟基的引入羟基比例、温度、物质的量之比、pH、相对分子质量、空间结构等因素均可影响接枝物的性能. 羟基的引入可大大提高聚天冬氨酸的阻Ca3(PO4)2垢性能，说明含羟基的聚天冬氨酸接枝物可以干扰晶核的生长，减缓垢物的生长.梁志群等[18]将PSI溶于DMF中，在冰浴下与乙醇胺反应，得到含有羟基的改性物AE-PASP，并对含不同质量比的羟基基团的PASP衍生物进行阻垢性能测定，研究表明在PASP分子结构中引入羟基能显著提高其阻Ca3(PO4)2垢能力，但对CaCO3和CaSO4的阻垢效率反而降低. 当n(AE)∶n(PSI)=0.1∶1时，其对CaCO3和CaSO4的阻垢效率最高；当二者物质的量之比为0.5∶1时，其阻Ca3(PO4)2垢性能和综合阻垢效果最佳.姜媛[19]以L-苏氨酸(L-THR)和PSI为原料进行胺解反应，得到含羟基的聚天冬氨酸衍生物，确定了最佳反应条件为温度20 ℃，pH =8.5～9，反应时间22 h，m(THR) /m(THR + PSI) =0.15，改性产物的阻垢率可达99.3%，产率可达94.8%，实验结果表明，衍生物侧链延长有利于功能性基团位置调整，使其更容易与CaCO3晶格匹配，提高阻垢性能.耿超[20]采用热缩聚的方法，以乙醇胺为原料，将羟基引入到聚天冬氨酸-谷氨酸共聚物(PAG)的分子中，并对改性产物的阻垢性能进行研究，当羟基与PAG接枝比例为0.6∶1，Ca2+浓度为120 mg/L时，其对Ca3(PO4)2的阻垢率为87.23%. 接枝比例为1∶1，温度50 ℃时，缓蚀率为76.23%，但其阻CaCO3垢效果不太理想.钱婷婷等[21]采用异丙醇胺与相对分子量为3 000～8 000的PSI发生亲核取代反应合成了含羟基的聚天冬氨酸衍生物. 研究表明，产物对CaCO3的阻垢率有一定提高，但对CaSO4的阻垢性能影响不大. 当合成原料n(异丙醇胺)∶n(PSI) =2.4，药剂浓度为8 mg/L时，其对Ca3(PO4)2的阻垢率可达96.0%. 用核磁共振氢谱对PASP和其衍生物进行结构分析，证明了羟基接枝于PASP的合理性，并对含不同羟基比例的聚天冬氨酸-异丙醇胺接枝共聚物的阻垢性能进行评价，分别得到对阻CaCO3、CaSO4和Ca3(PO4)2垢的最佳原料比.张苯等[22]用1-氨基-2-萘酚-4-磺酸对PSI开环得到聚天冬氨酸/1-氨基-2-萘酚-4-磺酸接枝物. 当加入该接枝物浓度为3 mg/L时，阻CaCO3垢效率接近100%. 说明在PASP侧链上引入羟基，可以有效改善PASP的阻CaCO3垢性能.2.3 磺酸基的引入磺酸基的引入可以改善聚天冬氨酸的缓蚀阻垢性能，在分散Fe2O3性能方面的改善尤为显著. 含磺酸基的聚天冬氨酸接枝物阻垢性能明显优于PASP，且随着磺酸基的比例增加，阻垢性能增加. 但是引入磺酸基以后，生物降解性能降低，这一缺点将有可能限制此类接枝物的应用.许英等[23]利用对氨基苯磺酸(ABSA)对PSI开环得到接枝物PASP/ABSA并研究其性能. 结果表明，该接枝物具有良好的缓蚀性能. 当药剂浓度为50 mg/L时，阻垢率为74.75%，明显优于PASP. 可见，对氨基苯磺酸的引入有效抑制了金属的腐蚀，从而起到保护设备的作用.白秋颖[24]以马来酸酐和碳酸铵为原料，用固相熔融法合成中间产物聚琥珀酰亚胺. 在水体系中，用牛磺酸对其改性得到含有磺酸基的改性聚天冬氨酸. 确定磺酸基聚天冬氨酸(PASP-SEA)的最佳合成条件为反应时间24 h，n(SEA)∶n(PSI单元结构)=0.2，反应温度25 ℃.采用静态阻垢法考察了PASP及其接枝产物的分散性能. 研究表明，磺酸基的引入大大提高了分散性能. 当药剂浓度为20 mg/L时，最小透光率为45%.高玉华等[16]将2-氨基乙磺酸对PSI开环，在PASP结构中引入了磺酸基. 结果表明，磺酸基的引入会降低其阻垢率，但可以大大提高聚天冬氨酸的分散性能，加入药品浓度为10 mg/L，分散Fe2O3时上清液最小透光率为40.3%.赵军平[25]采用亲核取代反应的方法，利用2-氨基乙磺酸合成了含磺酸基的聚天冬氨酸接枝共聚物. 该接枝物对Ca3(PO4)2的阻垢性能比PASP提高很多，且随着磺酸基比例的增加阻垢性能增加. 在接枝物浓度为6 mg/L 时达到了97%以上. 与PASP相比，该接枝物具有明显的分散氧化铁的性能. 在浓度为15 mg/L时，就达到了很好的分散氧化铁的效果. 但是引入磺酸基以后，其生物降解性能降低，这可能是由于引入的磺酸基团严重影响了生物降解过程中酶的聚集.2.4 酰胺基的引入酰胺基团的引入可有效改善PASP的阻垢性能. 柳鑫华等[26]通过聚合法得到PSI，将PSI的1/2为母体，以硫脲对其进行开环，当硫脲用量 1 g，改性缩聚温度100 ℃，反应时间2.5 h时，获得改性的PASP；硫脲的一个氨基与原支链上的羧基发生缩合生成酰胺键，在PASP侧链上增加了新的官能团而使其阻垢率提高. 硫脲改性PASP阻垢剂是一种阻垢性能优异的水处理剂，其合成工艺简单、成本低、易操作、绿色环保，适宜于工业化生产.杨平[27]以马来酸酐和尿素为原料热缩聚合成了PSI，之后在碱性条件下PSI与谷氨酸(GLU)发生氨解反应，合成了含有酰胺键的接枝共聚物. 研究表明，随着接枝率的增加，PASP-GLU的钙螯合能力显著提高.“绿色化学”这一概念如今已经受到了人们的广泛重视，近些年来，以聚天冬氨酸及其衍生物为代表的绿色新型水处理剂的研究也取得了很大的进展. 通过开环引入新的官能团的改性聚天冬氨酸与聚天冬氨酸相比，缓蚀阻垢等性能都有了一定提高. 而我们今后要研究的重点就是在降低改性聚天冬氨酸的生产成本的基础上，合成出来可以多方面提高其性能的绿色水处理剂，使之能够大规模运用于工业生产中，保护水资源，造福人类.【相关文献】[1] YANG L H, LI Y T, QIAN B, et al. 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