多元聚天冬氨酸水处理剂的合成及阻碳酸钙垢性能研究

表征． 研 制 了一种无磷 多元的绿 色阻垢剂 ， 其 组成 为聚天冬氨酸（ Ｐ ＡＳ Ｐ ） 、 单 宁酸（ Ｔａ ｎ ｉ ｃ ａ ｃ ｉ ｄ ） 和 葡萄糖 酸钠 （ Ｓ ｏ ｄ ｉ ｕ ｍ
ｇ ｌ ｕ ｃ ｏ ｎ ａ ｔ ｅ ） ． 通过正交试验确定 了该复合 药剂的最佳配 比． 通过 碳酸钙 沉积法对 Ｐ ＡＳ Ｐ及 其复合产 品的 阻垢 性能进
（ Ｐ ＡＳ Ｐ ） ： 优（ Ｔａ ｎ ｉ ｃ ａ ｃ ｉ ｄ） ： ｅ（ ｒ ｏｄ Ｓ ｉ ｕ ｍ ｇ ｌ ｕ ｃ ｏ ｎ ａ ｔ ｅ ） 一１ ： ２ ： ３ ， 总加量为 ２ ４ ｍｇ・ Ｌ ＿ 时， 阻垢 率可达 ９ ９ ． ４ ． 实验 结果为
聚天冬氨 酸的工业应用提供 了参考价值 ．
１ ． ２ Ｐ ＡＳ Ｐ的合成
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［ ¨ ． 因此 ， Ｐ ＡＳ Ｐ被公 认 为是 聚 丙 烯 酸系 和
磷系水处理剂 的更新换代产品［ ２ ］ ． 单一的 Ｐ Ａ Ｓ Ｐ聚
合物用于工业循环水处理 ， 但对于高温、 高硬度及高 碱 度水 质条 件 ， 阻 垢及 缓蚀 效果并 不 能令人 满意 ． 研
究表明［ ３ ］ ， 利用药剂之间的协同增效作用， 将Ｐ Ａ Ｓ Ｐ
与其它 的 阻垢 分 散 剂 复 配制 成 多 元 复合 水 处 理 剂 ， 将 有利 于促 进 Ｐ Ａ Ｓ Ｐ在 水处 理 中应 用 ［ ４ ］ ． 笔者以 聚天 冬 氨酸 （ Ｐ ＡＳ Ｐ） 、 单宁酸 （ Ｔａ ｎ ｎ ｉ ｃ ａ ｃ ｉ ｄ ［ ］ ） 和葡萄糖 酸钠 （ Ｓ ｏ ｄ ｉ ｕ ｍ ｇ ｌ ｕ ｃ ｏ ｎ ａ ｔ ｅ ［ ］ ） 为 原
将 马来 酸酐 和蒸馏 水按 一定 比例 加人 到烧 瓶 中
使其完全溶解． 然后加入适量的碳酸铵（ 按照酐氨摩 尔比１ ： １ ． ２ ） ， 溶解完毕后升高温度至 ９ ０℃ ， 蒸干 水分得 白色固体 ， 继续升温至 １ ８ ０℃， 恒温 １ ｈ ， 生 成棕黄色脆性固体， 即为反应 中间产物 Ｐ Ｓ Ｉ ． 称取一
Ｊ ｕ ｎ ｅ ２ ０ １ ３
多元 聚 天冬 氨 酸水 处 理 剂 的合成 及 阻碳 酸钙 垢 性 能 研 究
杨 玉华 ， 徐建宝 ， 王 小龙 ， 苟振 中
（ 兰州交通大学 化学与生物工程学院 ， 甘肃 兰州 ７ ３ ０ ０ ７ ０ ）
摘
要： 以马来酸酐和碳 酸铵 为原料 ， 热缩制备 了绿 色阻垢 剂聚 天冬氨 酸 （ Ｐ ＡＳ Ｐ ） ， 并 用红外光谱 对聚合 物进行 了
关键词 ： 聚天冬氨酸 ； 单宁酸； 葡萄糖酸钠 ； 阻垢性能 ； 正交试验
中图分 类号 ： Ｏ ６ ２ ２ ． ６ 文献标志码 ： Ａ
随着绿色化学革命 的兴起 ， 为了降低水溶性 阻 垢缓蚀剂在使用过程 中对环境造成 的危害， 人们 开
始有意识地从源头控制磷污染物 的产生． 无磷的阻 垢 缓蚀 剂 已成 为 国 内外水 处理 剂研 究 的热点 ． 聚天冬氨酸具有线型聚酰胺结构， 具有 良好的
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ — ０ ３ — ０ ５
作者简介 ； 杨玉华（ １ ９ ７ ０ ・ ） ， 女， 甘肃天水人 ， 博士生， 主要研究方 向为环境 污染治理 、 水处理试剂研究． Ｅ － ｍ ａ ｉ ｌ ： ｙ ａ ｎ ｇ ｙ ｕ ｈ ｕ ａ ＠ｍ ａｉ ｌ ． １ ｚ ｊ ｔ ｕ ． ｃ ｎ
水解 １ ｈ 后用稀盐酸调至中性． 加入适量无水乙醇 提纯数次 ， 形成红棕色沉淀，沉淀物经离 心分离 、
减压过 滤 、 １ ０ ０℃干燥 ２ ｈ得 Ｐ ＡＳ Ｐ产 品．
１ ． ３ Ｐ ＡＳ Ｐ多元复 合产 物 的合成
将 Ｐ ＡＳ Ｐ的盐 溶 液 （ ２ ｇ・Ｉ ） 、 Ｔ ａ ｎ ｎ ｉ ｃ ａ ｃ ｉ ｄ （ ２
１ 实验部分
１ ． １ 主要 材料
主要试剂 ： 马来 酸酐 （ Ａ Ｒ） ， 上海 中秦化学 试剂 有
限公司 ； 碳酸铵 （ Ａ Ｒ ） ， 天津市化学试剂三厂； 葡萄糖 酸钠（ Ａ Ｒ ） ， 上海山浦化工有限公司； 单宁酸（ Ａ Ｒ ）， 天 津市凯信化学工业有限公司； Ｐ Ａ Ｓ Ｐ （ 实验室 自制） ． 主要 仪器 ： 数显恒温水浴 锅， 国 华 电器 有 限 公 司； Ｄ Ｅ Ｌ Ｔ Ａ ３ ２ ０型 ｐ Ｈ计 ， 梅特勒 一托 利多仪器公 司； Ｒ Ｅ 一５ ２ 型旋转蒸发器， 上海亚荣生化仪器厂．
第３ ２ 卷 第 ３ 期 ２ ０ １ ３ 年 ６ 月
文章编号 ： １ ０ ０ １ － ４ ３ ７ ３ （ ２ ０ １ ３ ） Ｏ ３ — ０ １ ５ Ｏ — Ｏ ５
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州
交
通
大
学
学
报
Ｖ０ １ ． ３ ２ Ｎｏ ． ３
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｌ ａ ｎ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｊ ｉ ａ ｏ ｔ ｏ ｎ ｇ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ
定 量 的聚合 产物 Ｐ Ｓ Ｉ 用３ ． ３ ３ ｍｏ 研制出一种多元无磷缓蚀阻垢剂 ， 通过正交试验
确定 了该无磷缓蚀 阻垢剂的最佳配方及使用浓度．
对碳酸钙的阻垢性 能的研究表明， 该三元复合水处 理剂是对碳酸钙垢有很好的抑制性能． 是一种很好 的环 保型 水处 理剂 ．
行 了对 比． 结果表明 ： 与Ｐ ＡＳ Ｐ、 Ｔａ ｎ ｉ ｃ ａ ｃ ｉ ｄ或 Ｓ ｏ ｄ ｉ ｕ ｍ ｇ ｌ ｕ ｃ ｏ ｎ ａ ｔ ｅ中的任 意一种单剂以及 Ｐ ＡＳ Ｐ与 Ｔａ ｎ ｉ ｃ ａ ｃ ｉ ｄ或 ｓ ｏ ｄ ｉ — ｕ ｎ ｌ ｇ ｌ ｕ ｃ ｏ ｎ ａ ｔ ｅ的二元复合水 处理 荆相 比， Ｐ ＡＳ Ｐ的 三元复 合水 处理 剂具 有很好 的 阻碳 酸钙 垢 的效果． 当质量 比 ／ ７ ／