聚天冬氨酸

back
聚天冬氨酸------性质 聚天冬氨酸------性质
• • • • • 物理性质 生物可降解性 无毒无害 阻垢性能及其稳定性 缓蚀性能
聚天冬氨酸------物理性质 聚天冬氨酸------物理性质
纯的聚天冬氨酸是一种白色粉末。工业品一般为 纯的聚天冬氨酸是一种白色粉末。 聚天冬氨酸的钠盐，根据杂质的多少， 聚天冬氨酸的钠盐，根据杂质的多少，可分为黄 色或棕红色黏稠透明液体。 色或棕红色黏稠透明液体。
传统的 阻垢剂
替代品
聚天冬 氨酸
聚天冬氨酸------概述 聚天冬氨酸------概述
二十世 纪八十 年代 二十世 纪九十 年代
Wheeler教授与Larry等人开始着手种物
质的人工化制造技术。 质的人工化制造技术。 美国Donlar（道拉）公司于1996年成功 道拉） 实现工业化生产，该公司荣获当年美国 实现工业化生产， “绿色化学品总统挑战奖”。 绿色化学品总统挑战奖”
10
0
0
5000
20.11± 20.11±1.72
26.35± 26.35±2.29
30.63± 30.63±1.95
11
0
0
聚天冬氨酸------阻垢性能及其稳定性 聚天冬氨酸------阻垢性能及其稳定性
• 阻垢剂：天聚冬氨酸（PASP）、聚丙烯酸 阻垢剂：天聚冬氨酸（ ）、聚丙烯酸 ）、 ）、聚马来酸 ）、丙烯酸 （PAA）、聚马来酸（PMA）、丙烯酸 丙烯酰 ）、聚马来酸（ ）、丙烯酸/2-丙烯酰 甲基丙烷磺酸（ ）、2-磷酸基 胺-2-甲基丙烷磺酸（AA/AMPS）、 磷酸基 甲基丙烷磺酸 ）、 磷酸基1,2,4-三羧基丁烷（PBTCA） 三羧基丁烷（ 三羧基丁烷 ） • 羟基亚乙基（HEDP） 羟基亚乙基（ ）
羟基亚乙基（HEDP）
钙离子浓度 （以碳酸钙 计）/ ×10-6 250 500 750 1000 1250 1500 1750 2000 阻垢率/% 阻垢率 PASP 100 96 89 85 83 79 75 70 PAA 100 95 92 67 58 55 45 37 AA/AMPS 100 93 80 72 69 63 55 50 PBTCA 100 100 98 90 90 75 66 58 HEDP 100 85 75 56 50 45 30 20
农化产品Amisorb○R和Magmet○R行销美 ○ 和 农化产品 ○ 行销美 个州， 国49个州，并把北美以外产品销售权转让给 个州 BASF(巴斯夫 公司。 巴斯夫)公司 巴斯夫 公司。
目前
聚天冬氨酸------概述 聚天冬氨酸------概述
目前
随后德国Bayer、BASF等公司也相继建成了 生产、中试装置。 生产、中试装置。
目前
日本三菱化学、角媒化学等公司也在农业 日本三菱化学、 上进行了应用研究。 上进行了应用研究。
我国现 状
在国内中农兴泰（北京） 在国内中农兴泰（北京）生物科技有限公司 专家团仿生合成聚天门冬氨酸，利用大宗化 专家团仿生合成聚天门冬氨酸， 学原料顺丁烯二酐并设计了专用反应器（ 学原料顺丁烯二酐并设计了专用反应器（拥 有两项专利），筛选出了独到的热聚合工艺， ），筛选出了独到的热聚合工艺 有两项专利），筛选出了独到的热聚合工艺， 并于2006年建成了产业化生产装置，属我国 并于 年建成了产业化生产装置， 年建成了产业化生产装置 首创。 首创
小鼠急性实验
组别 剂量/ 剂量 （g/kg BW） ） 用药后体重/g 用药后体重
返回
动 物 数/ 只 7天 14天 14天 死亡动 物数/ 物数 只 死 亡 率 /%
0天
正常对 照组 试验处 理组
0
20.36± 20.36±1.46
25.85± 25.85±2.01
29.23± 29.23±2.68
各阻垢剂在不同碱度下的阻垢率
100 100 90 50 40 100 75 56 26 8 二氧化 氯浓度） 氯浓度） / ×10-6 PASP 0 1 5 10 89 90 90 89 阻垢率/% 阻垢率 PAA 88 87 87 84 AA/AM PS 83 82 81 80 PBTCA 97 97 96 97 HEDP 85 80 76 86
The end Thank you for your time ^ ^
聚天冬氨酸------生物可降解性能 聚天冬氨酸------生物可降解性能
• 依据标准，以苯胺为 依据标准， 参比物， 参比物，降解率大于 理论值的60%，且十 理论值的 ， 天降解率大于理论值 的10%，为易降解水 ， 处理剂。 处理剂。
返回
聚天冬氨酸------无毒无害性能 聚天冬氨酸------无毒无害性能
n
m
O
O
OM
聚天冬氨酸——制备 聚天冬氨酸——制备
2、马来酸酐无水合成法 、 马来酸酐为原料 本法以马来酸酐为原料， 本法以马来酸酐为原料，与无机铵类在其熔点 温度或熔点温度以上进行熔融化化学反应，然后直 温度或熔点温度以上进行熔融化化学反应， 熔融化化学反应 接聚合为聚琥珀酰亚胺后，在进行碱水解来制备。 接聚合为聚琥珀酰亚胺后，在进行碱水解来制备。 碱水解来制备 无机铵有碳酸铵、硫酸铵、磷酸氢二铵、 无机铵有碳酸铵、硫酸铵、磷酸氢二铵、氯化 碳酸铵 铵等。 铵等。 该法合成的聚天冬氨酸，产品分子量较低。 该法合成的聚天冬氨酸，产品分子量较低。
1、马来酸酐水相合成法 、 主要原料：马来酸酐、氨水、 主要原料：马来酸酐、氨水、
O O O NH2 OH
NH4OH
O
热缩聚
N
NaOH 水解 m+n
NH2
O O O
O NH NH OM O
该法所得产品分子量较低， 该法所得产品分子量较低， 产率也偏低， 产率也偏低，并且在高温条 件下易导致产品颜色加深。 件下易导致产品颜色加深。
阻垢对象： 阻垢对象：
CaSO4 ⋅ 2H 2O
CaCO3
BaSO4
SrSO 4
聚天冬氨酸------阻垢性能及其稳定性 聚天冬氨酸------阻垢性能及其稳定性
各阻垢剂在不同钙浓度下的阻垢率
天聚冬氨酸（PASP）、聚丙烯酸（PAA）、丙烯酸/2-丙烯酰胺-2甲基丙烷磺酸（AA/AMPS）、2-磷酸基-1,2,4-三羧基丁烷（PBTCA）
聚天冬氨酸——制备 聚天冬氨酸——制备
天冬氨酸
• N,N-二甲基甲酰胺（DMF） • 环丁砜 • 碳酸丙烯酯
溶剂
150℃-160℃ 6-7h
• • • •
磷酸 亚磷酸 磷酸氢二铵 对甲基苯磺酸
催化剂
聚天冬氨酸——制备 聚天冬氨酸——制备

反应结束后，加入甲醇，聚天冬氨酸沉淀析出， 反应结束后，加入甲醇，聚天冬氨酸沉淀析出， 甲醇 过滤。 过滤。 过滤后加入氢氧化钠水溶液进行水解 水解， 过滤后加入氢氧化钠水溶液进行水解，得到聚天 冬氨酸溶液。 冬氨酸溶液。
聚天冬氨酸具有一定的 缓蚀性能，虽然在低浓 缓蚀性能， 度时对碳钢的缓蚀效果 较弱， 较弱，但随着其浓度的 增加， 增加，缓蚀作用逐渐加 因此， 强。因此，要达到较好 的缓蚀效果，所需的聚 的缓蚀效果， 天冬氨酸的质量浓度较 高。有时候也与其他缓 蚀剂复配使用。 蚀剂复配使用。 back
聚天冬氨酸——制备 聚天冬氨酸——制备
聚天冬氨酸
聚天冬氨酸
概述 性质 制备
聚天冬氨酸------概述 聚天冬氨酸------概述
分子式： HO(C4H2O5M2)nH 分子式 M= H，Na，NH4,1/2Ca,K；
O
结构式： 结构式：
NH OM O
NH
m
O
O
OM
n
聚天冬氨酸------概述 聚天冬氨酸------概述
无法再微生物和真菌的作用下分解成简单 无毒的物质，长期积累造成潜在危害。 无毒的物质，长期积累造成潜在危害。 无磷、生物可降解绿色缓蚀阻垢剂聚天冬 无磷、 氨酸和聚氧琥珀酸的开发。 氨酸和聚氧琥珀酸的开发。 阻垢性能最好，并且具有非常好的生物相 阻垢性能最好， 容性和可生物降解性，还有一定的缓蚀作 容性和可生物降解性， 用。
聚天冬氨酸——制备 聚天冬氨酸——制备
3、天冬氨酸固相合成法 、 天冬氨酸在催化剂磷酸或没有催化剂 由L-天冬氨酸在催化剂磷酸或没有催化剂 天冬氨酸 存在下进行热聚合，得琥珀酰亚胺，再用碱水 存在下进行热聚合，得琥珀酰亚胺， 解制备。 解制备。 天冬氨酸在热能的作用下进行脱水聚合反 温度一般为150℃——350℃，躲在常压 应，温度一般为 ℃ ℃ 或者负压下进行以利于水分的除去。 或者负压下进行以利于水分的除去。在反应过 程中通入惰性气体，防止反应物在高温时被氧 程中通入惰性气体， 产品颜色加深。 化，产品颜色加深。
聚天冬氨酸------阻垢性能及其稳定性 聚天冬氨酸------阻垢性能及其稳定性
碱度 （以碳 PASP 酸钙计） 酸钙计） / ×10-6 250 500 750 1000 1250 100 99 90 70 55 阻垢率/% 阻垢率 PAA AA/AM PS 100 84 70 44 35 PBTCA HEDP
聚天冬氨酸------物理性质 聚天冬氨酸------物理性质
聚天冬氨酸钠的技术指标
指标名称 外观 固体含量/% 固体含量/% 密度（20℃） 密度（20℃）/ （g/cm3） 指标 黄色至红棕色液 体 ≥30.0 ≥1.15 指标名称 指标
极限黏数（30℃） 0.055---0.090 极限黏数（ ℃ 0.055-----0.090 /(dL/g) PH值 PH值（10g/L水溶 水溶 液） 生物降解率/% 生物降解率/% 8.5---10.5 8.5---10.5 --≥60
100 94 67 36 30
各阻垢剂在不同二氧化氯浓度下 的阻垢率
聚天冬氨酸------缓蚀性能 聚天冬氨酸------缓蚀性能
不同浓度PASP失重实验结果 失重实验结果 不同浓度
PASP/ （mg/L） ） 0 50 100 150 200 250 300 350 腐蚀速率 /(mm/L) 1.4855 1.4024 1.3625 1.0799 0.7482 0.5326 0.3561 0.1988 缓蚀率/% 缓蚀率 —— 0.56 8.28 27.32 52.79 64.15 76.03 86.63
聚天冬氨酸——制备 聚天冬氨酸——制备
• 4、天冬氨酸液相合成法 、 液相合成法利用溶剂反应介质， 液相合成法利用溶剂反应介质，可以降低反应物 的黏度，提高传质和传热效率，提高转化率， 的黏度，提高传质和传热效率，提高转化率，降低 产品色度。 产品色度。该法制备的聚天冬氨酸颜色为无色或者 淡黄色，纯度相对较高。 淡黄色，纯度相对较高。
返回
聚天冬氨酸------生物可降解性能 聚天冬氨酸------生物可降解性能
• 评价方法 CO 2 生成法 评价方法: 生成法(GB/T20778-2006) • 评价原理：在微生物存在的条件下，有机 评价原理：在微生物存在的条件下， 物发生好养分解产生二氧化碳 、水和小分 子化合物。 子化合物。