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聚天冬氨酸的合成及阻垢性能研究

刘政艳  
【摘要】:本论文研究了聚天冬氨酸(PASP)的合成工艺。用红外光谱对合成产物进行了结构表征,并依据中华人民共和国化工行业标准HG/T 3822—2006《聚天冬氨酸(盐)》测定了产物PASP的物化性能,同时参照碳酸钙沉积法试验研究了PASP的静态阻垢性能和协同效应。 以马来酸酐和碳酸铵为原料进行聚合反应,以PASP的质量收率和对碳酸钙的阻垢率为考察指标,通过单因素试验和正交试验得到优化的反应条件为:马来酸酐和碳酸铵摩尔配比1:1.2,聚合反应温度180℃,聚合反应时间1.5h,水解反应温度60℃,以此合成PASP产物收率可达到85%左右,对碳酸钙的平均阻垢率大于90%。 对聚合产物进行红外光谱分析,PASP的特征基团均有出现。以极限粘数法测得聚合物的分子量在3000~6000之间。依据HG/T 3822—2006对聚合产物PASP的测定结果为:固含量33.35%,密度(20℃)1.19 g/cm3,极限黏数0.0595dL/g,pH值(10g/L水溶液)9.00,均在标准范围内。对PASP的静态阻垢性能研究结果为,当加药量为5mg/L时,PASP对水中碳酸钙的阻垢率接近95%,对硫酸钙的阻垢率在90%左右,对磷酸钙的阻垢率接近70%;在PASP加药量为7mg/L时,对硫酸钙的阻垢率大于95%,对磷酸钙的阻垢率接近90%。 PASP的协同效应试验结果,聚天冬氨酸与二乙烯三胺五甲叉(DTPMP)、羟基乙叉二磷酸(HEDP)、2-膦酸基-1,2,4三羧基丁烷(PBTCA)复配具有较好的协同效应,其最佳配比为PASP:DTPMP=2:1, PASP:HEDP=1:1, PASP:PBTCA=2: 0.5。 本文成功合成了环境友好的绿色阻垢剂聚天冬氨酸,聚合反应原料无毒、无害且易得,操作过程简单,能耗较小,适宜规模化生产。


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