新型水处理剂聚天冬氨酸的研究
新型水处理剂聚天冬氨酸的研究
霍宇凝3 , 刘 珊, 陆 柱 (华东理工大学资源与环境工程学院, 上海 200237)
摘要: 对新型水处理剂聚天冬氨酸的合成、热稳定性及阻垢性能进行了研究。研究结果表明: 聚
天冬氨酸的合成工艺简单, 热稳定性好, 阻垢性能优异、投加量少, 是一种可应用于高温、高钙离子
1 实验部分
1. 1 聚天冬氨酸的合成 1. 1. 1 原料 主要原料 L 2天冬氨酸的质量参数见 表 1。 1. 1. 2 合成实验步骤 采用无催化剂的 L 2天冬氨 酸缩聚反应方法。实验步骤如下: 反应容器置于油浴 中, 同时进行搅拌。 在一定温度下反应若干小时, 即
可得到聚琥珀酰亚胺。用碱溶液溶解, 所得到的红棕 色 澄清液体即为聚天冬氨酸的钠盐溶液。pH 为 9. 7。 1. 2 热性能测定 分别采用差量扫描量热仪 (D SC ) 和热失重分析 仪 (T GA ) 测定特征温度和热失重性能。
11. 5 80. 0
V itrification tran sfo rm ation Beg inn ingh of crystallization
266. 8
21. 5
Beg inn ing of vo latilization and decom po sition
表 3 聚天冬氨酸的热失重性能 Table 3 T herm a l w eigh tlessness of po lya sp aetic acid
图 4 Ca2+ 浓度对阻垢性能的影响 F ig. 4 Sca lc inh ib ition vs. CCa
3 结 论
(1) 用 L 2天冬氨酸制备新型阻垢剂聚天冬氨 酸的合成反应属于缩聚反应, 原料易得, 合成工艺简 单。作为一种环境友好型的绿色化学品, 聚天冬氨酸 从原料、制备过程到实际应用均对环境和人体无害。
D SC: 试样量为 10. 0m g, 升温速率为20°C m in。 T GA : 试 样 量 为 16. 93m g, 升 温 速 率 为 20°C m in。 1. 3 静态阻垢实验
用去离子水配制含有一定浓度的
C
a2+
、H
CO
3
和聚天冬氨酸阻垢剂的溶液。在 80°C 恒温水浴中放
置 16h。 取出冷却至室温后, 取一定量的上层清液,
收稿日期: 1999207205 作者简介: 霍宇凝 (1972~ ) , 女, 山西人, 博士研究生, 从事水处理药
剂研究。
究者针对现有阻垢剂的这一缺憾, 另辟思路研究开 发出了新型阻垢剂—— 聚天冬氨酸 (Po lya sp a rtic acid, 简称 PA SP )。
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[3]。 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 2 的腐蚀问题, 并在海水淡化、制 备纯水等方面亦具有良好的应用前景。 国外已对聚 天冬氨酸的合成、结构、性能等方面作了一定的研究 工作。但是, 国内还未见有关聚天冬氨酸的研究报
表 2 聚天冬氨酸的特征温度 Table 2 Cha racteristic tem p era tu re of po lya sp a rtic acid
Characteristic En thalp y tem p eratu re °C (J ·g- 1)
R eason
174. 9 216. 7
Abstract: T he syn thesis, therm a l stab ility and sca le inh ib it ion behavio r of po lya sp a rt ic acid, a new typ e w a ter t rea tm en t agen t, a re d iscu ssed in th is p ap er. Severa l conclu sion s have been d raw n: T he p rocess of syn thesizing po lya sp a rt ic acid from L 2a sp a rt ic is sim p le. T he raw m a teria l, syn thet ic p rocess and the app lica t ion of po lya sp a rt ic acid a ll cou ld do no ha rm to environm en t and body. T he po lya sp a rt ic acid can be app lied w idely in h igh tem p era tu re w a ter system due to it s excellen t therm a l stab ility. T he idea l inh ib it ion behavio r fo r ca lcium ca rbona te can be ach ieved w ith po lya sp a rt ic acid even a t it s low do sages. T he inh ib i2 t ion ra te is up to 88% a t the do sages of 0. 2 m g L and 100% a t 2. 0m g L. T he decrea sing tendency of inh i2 b it ion ra te w ith increa sing Ca2+ concen t ra t ion cou ld be slow ed by increa sing po lya sp a rt ic acid concen t ra2 t ion, and po lya sp a rt ic acid is p erfect to be app lied in h igh Ca2+ concen t ra t ion w a ter sy stem.
T em p eratu re °C
C h a rac te r is t ic
M ass m g R atio (% )
102. 3 102. 3~ 250 250~ 381. 7 381. 7~ 435. 8
D ecreasing slow ly D ecreasing faster D ecreasing qu ick ly
第3期
霍宇凝等: 新型水处理剂聚天冬氨酸的研究
299
Shap e W h ite pow der
表 1 L 2天冬氨酸的质量参数 Table 1 Q ua lity p a ram eter of L 2a sp a rtic acid
Sp ecific ro ta tion [ a ]D20 24. 8~ 25. 8
2 结果讨论
2. 1 热性能分析 2. 1. 1 差热分析 聚天冬氨酸的 D SC 谱图见图 1, 特征温度及对应的热焓如表 2 所示。 从表 2 中可以看出, 聚天冬氨酸的玻璃化转变 温度和分解温度都较高。说明其可耐高温, 热稳定性 好, 是一种可应用于高温水系统的水处理剂。
热失重分析: 根据聚天冬氨酸的 T G 谱图得到 的热失重变化见表 3。
用 ED TA 络和滴定法测定 Ca2+ 浓度, 由下式计算阻
垢率:
阻垢率=
V V
12-
V 0 ×100%
V0
式中: V 2 ——未加药剂水样 (总钙) 消耗 ED TA 的毫
升 数; V 1 —— 加 药 剂 水 样 消 耗 ED TA 的 毫 升 数;
V 0 ——未加药剂水样 (空白) 消耗 ED TA 的毫升数。
图 2 药剂浓度对阻垢率的影响 F ig. 2 Sca le inh ib ition vs. C s
从图 2 中可看出在药剂浓度 (C s, 以固含量计, 下同) 仅为 0. 2m g L 时, 阻垢率就达到 88% , 随着 药 剂 浓 度 的 增 加, 阻 垢 率 不 断 上 升, 阻 垢 率 达 到 100% 的药剂浓度仅为 2. 0m g L。 这充分说明聚天 冬氨酸是一种阻垢性能优异、投加量少的新型阻垢 剂。 2. 2. 2 Ca2+ 浓度对阻垢性能的影响 在 pH 值为 8. 5~ 9. 2, 80°C 水浴中恒温 16h, 不同的 Ca2+ 浓度 ( 以 CaCO 3 计) 的条件下, 改变阻垢剂的浓度, 阻垢 率的变化见图 3、图 4。
失重, 即大部分试样发生降解挥发的温度范围在
410°C 左右, 这进一步说明其热稳定性能优异。
2. 2 阻垢性能分析
2. 2. 1 药 剂 浓 度 对 阻 垢 性 能 的 影 响 在 Ca2+ 、
H
CO
3
浓度均为 300m g L (以 CaCO 3 计) , pH 值为
300
华 东 理 工 大 学 学 报
浓度水系统的水处理剂。
关键词: 聚天冬氨酸; 热性能; 阻垢性能; 水处理剂
中图分类号: X 384
文献标识码: A
Research On Polya spartic Ac id——A New Type W a ter Trea tm en t Agen t
H UO Y u 2n ing 3 , L IU S han, L U Z hu ( I nsitu te of R esou rce and E nv ironm en t E CU S T , S hang ha i 200237, C h ina)
1. 05 -
6. 19 -
411. 8 435. 8~ 670
D ecreasing slow ly
10. 46 11. 56
绿色水处理阻垢剂聚天冬氨酸的合成和性能研究进展
W a ii g , e u Zha e g o g2 ng Ha ln Yi W nh i, ngZh n r n
(. n i kE PG a g o gIc G a g h u5 0 5 ;2 C l g f n i n na S i c n n i eig S uh 1E vt . ( u n d n ) , u n z o 1 0 0 . ol eo E vr me tl ce e d gn r , o t e n e o n a E e n
维普资讯
2 0 年 第 9期 08
广
东
化
工
第 3 卷 总第 15 5 8 期
WWW.d h m . m gce c o
绿 色水 处 理 阻垢 剂 聚 天 冬 氨 酸 的 合成 和性 能研 究进 展
王海玲 ,尹文 汇 ,张峥嵘
(.广东森海环保装备工程有限公司,广东 广州 50 5 ;2 1 10 0 .华南理工大学 环境科学与工程学院, 广东 广州 5 00 ) 10 6
广
4 6
东
化
工
20 0 8年 第 9 期 第 3 卷 总第 15 5 8 期
WW dc e .OF I g h m C I I
注 。8 年 代 ,国外 曾出现 过 含磺 酸 基 团 共 聚 物 的 开发 热 潮 。但 O
C iaU iesyo c n l y G a g h u5 0 , hn ) hn nv ri f eh oo , u n z o 1 0 6 C ia t T g 0
聚天冬氨酸的研究及应用进展_王海平
聚天冬氨酸的研究及应用进展王海平, 海 霞, 李春梅, 谷 宁(河北师范大学化学与材料科学学院,河北石家庄 050016)摘要:聚天冬氨酸是环境友好型高聚物,笔者介绍了近年来国内外对聚天冬氨酸在生物降解性、合成及阻垢缓蚀机理三方面的研究,并阐述了聚天冬氨酸在水处理、金属缓蚀、肥料增效及医药等领域的应用进展.关键词:聚天冬氨酸;生物降解性;水处理剂;缓蚀剂;肥料增效剂中图分类号:O 646 文献标识码:A 文章编号:1000-5854(2008)04-0517-06随着绿色化学理念的深入人心,人们越来越重视对环境的保护.因此,研究和应用环境友好型化学品受到广泛关注.其中,聚天冬氨酸(PASP)作为一种新型绿色高分子聚合物,它的无毒、易生物降解的优异特性成为目前国内外化学、化工、水处理、医药和卫生等领域研究的焦点之一.近年来,对聚天冬氨酸的深入研究及广泛应用取得了显著成果,笔者对其生物降解性、合成、阻垢缓蚀机理及应用情况进行了综述.1 聚天冬氨酸的降解、合成及阻垢缓蚀机理1.1 聚天冬氨酸的降解性研究聚天冬氨酸是一种带有羧酸侧链的聚合氨基酸,是天冬氨酸单体的氨基和羧基缩水而成的聚合物,有 , 2种构型.天然的聚氨基酸中聚天冬氨酸片段都是以 型形式存在的,而合成的聚天冬氨酸中大部分是 , 2种构型的混合物.Low 等报道热缩聚得到的聚天冬氨酸的 与 这2种构型的比例恒定为30 70[1].因其结构主链上的肽键易受微生物、真菌等作用而断裂,最终降解产物是对环境无害的水和二氧化碳[2].T om ida 等报道聚天冬氨酸水凝胶在活性污泥中的生物降解速度为28d 达到50%[3].也有文献证实,聚天冬氨酸28d 的降解率可达到76%[4].陆柱等用OECD 方法,以葡萄糖为参照物,研究了平均分子量分别为4500,10000,33000的聚天冬氨酸的生物降解性.结果表明,28d 后,CO 2的释放量分别为83.2%,73%和80.5%[5].陶虎春等[6]研究了聚天冬氨酸在水溶液中的生物降解性,应用CO 2产生试验方法(研究聚天冬氨酸降解性的一种试验方法)的研究表明,聚天冬氨酸的降解率10d 为18.5%,28d 为66.9%.进一步的研究表明,水溶液中存在4.2 10-4mol/L 的Ca 2+,Mg 2+,Fe 3+和Zn 2+没有对聚天冬氨酸的降解率产生严重影响,而存在4.2 10-4mol/L 的Cu 2+和H g 2+则导致聚天冬氨酸的降解率大幅度下降,并且得出,以天冬氨酸单体作原料制得的产品的生物降解性优于以马来酸酐和氨水为原料制得的产品,28d 降解率高出14.1%.黄远星等通过摇床试验法,以COD M n 为指标研究了聚天冬氨酸的生物降解性,该试验分别测定了高浓度和低浓度聚天冬氨酸在接种物(上海曲阳污水处理厂的活性污泥,经曝气48h,沉淀2h,弃去上清液,备用)作用下的降解情况.结果表明:在有足够数量微生物存在的情况下,低浓度聚天冬氨酸可以被很好地降解,其降解率在10d 内可达到80%以上.高浓度的聚天冬氨酸也能得到较高程度的降解,其降解率在20d 后可达70%[7].由此可见,在适当的降解条件下,聚天冬氨酸是易生物降解的高聚物.除此之外,有学者利用昆明种小鼠急性毒性实验、Ames 实验、小鼠骨髓嗜多染红细胞微核实验研究了聚天冬氨酸的一般毒性与致突变性.结果显示:聚天冬氨酸既无毒性也无致突变作用[8].这为安全使用聚天冬氨酸提供了依据.聚天冬氨酸的安全性和环境友好性特点恰好符合绿色化学的要求,对其进行应用开发研究非常有意义. 收稿日期:2006-12-25;修回日期:2007-03-13基金项目:河北省自然科学基金(B2006000131);河北省教育厅科学研究基金(200502022);河北师范大学科学研究基金(L2004Y05)作者简介:王海平(1981-),女,河北黄骅人,硕士研究生.通讯作者:谷 宁(1957-),女,教授,主要从事电化学的研究.E-mail:gu-ning@第32卷/第4期/2008年7月河北师范大学学报/自然科学版/J OU RNAL OF HEB EI NO RMAL UNIV ER SITY /Natu ral Scien ce Edition /Vol.32N o.4Jul.20081.2 聚天冬氨酸的合成聚天冬氨酸的合成从反应相态上可以分为固态相聚合、液态相聚合和气态相聚合.在固态相聚合法中,日本的Harada K 利用微波的方法虽然缩短了反应时间,但是价格较昂贵.在液态相聚合法中,需要用酸作为催化剂,而且,为了加快脱水还要利用机械搅拌或加入缩水剂,实验过程比较烦琐.在气态相聚合法中需要用CO 2,H Cl 等酸性气体作为催化剂.聚天冬氨酸的合成主要有4种工艺路线:1)L -天冬氨酸为原料的热缩合法;2)L -天冬氨酸的催化聚合法;3)马来酸酐和氨水先进行化学反应,然后进行缩合聚合;4)马来酸酐和铵盐或胺类物质反应并直接聚合.以L -天冬氨酸为原料的热缩合法,其反应过程容易控制且重复性好,转化率可达到94%,可以制取低色度且相对分子量大的聚合物.缺点是天冬氨酸成本高,缺乏竞争力.同时,以马来酸酐为原料制得的产品相对分子量较小且产率偏低,温度高时容易使产品颜色加重[9].因此,需要开发既能降低成本、简化工艺过程又能提高产量和质量的合成方法.1.3 聚天冬氨酸作用机理目前,对聚天冬氨酸在阻垢和缓蚀2方面的研究最多,以下重点介绍其阻垢机理和缓蚀机理.1.3.1 聚天冬氨酸阻垢机理刘欣等[10]认为,在pH <8.0的水溶液体系中,聚天冬氨酸对碳酸钙的阻垢机理是:一部分Ca 2+与聚天冬氨酸的COO 成盐,另外有极少的Ca 2+与聚天冬氨酸形成络合物;Ca 2+与聚天冬氨酸结合后,聚天冬氨酸中庞大的疏水基团阻隔了Ca 2+与CO 32-的接触,起到了很好的阻垢作用.陆柱等[5]认为,聚天冬氨酸对碳酸钙之所以具有优异的阻垢性,是因为聚天冬氨酸使碳酸钙晶体发生畸变,碳酸钙由规则的六面体变为不规则形状,使碳酸钙晶体难以有规则排列而沉积成垢.杨红健等[11]利用SEM 技术对碳酸钙在不同条件下的垢型变化进行了分析,认为聚天冬氨酸的分子结构中同时存在酰氨键和羧基键,集中性型和阴离子型阻垢剂于一身.加入5mg/L 聚天冬氨酸后,由于它可以和2个或多个Ca 2+螯合形成稳定的五元环或六元环,以及双五(六)元环等形式的立体结构的双环或多环螯合物,这些大分子的多环络合物是疏松的,可以分散在水中或混入钙垢中,干扰了CaCO 3晶格的正常生长,而且还使CaCO 3垢的晶体结构发生很大的畸变.也有文献认为,碳酸钙垢的(211)晶面上含有相等数量的Ca 原子和O 原子,因此处在晶体表面的Ca 2+可以与同表面上的CO 32-中的O 原子及晶体本体内的1个O 原子配位,此时还剩余1个八面体顶点,成为晶面上的暴露点[12].根据该理论,张建刚等进行了聚天冬氨酸的改性研究,认为含膦酰基聚天冬氨酸衍生物N-(2-膦酰基甲基)天冬酰氨酸/天冬氨酸共聚物的阻垢机理是:处于聚天冬氨酸分子侧链上膦酰基可以提供配位电子与CaCO 3晶体表面的Ca 2+配位化学键,牢固地吸附在表面,改变晶体正常状态,从而阻碍其成长为较大结晶[13].1.3.2 聚天冬氨酸缓蚀机理由于金属腐蚀和缓蚀过程的复杂性以及缓蚀剂的多样性,缓蚀剂的缓蚀作用机理主要有3种理论:成相膜理论、吸附膜理论和电化学理论[14].聚天冬氨酸的缓蚀机理主要以吸附膜理论来解释.从聚天冬氨酸的分子结构看,实际上是一种水溶性的大分子多肽链,以肽键(CO NH )来增长肽链.其中的极性基团较多有羧基、羰基、氨基和氮氢基.由于羰基中的氧原子和氮原子都含有孤对电子,而且数量较多,羰基中的氧原子还含有 键,均可与Cu 原子的d 空轨道产生化学吸附,使这些极性基团在金属表面作定向排列;而非极性基团则产生较大的空间位阻作用,阻碍H +向金属表面扩散而抑制阴极的还原反应,因此阻碍阳极金属的腐蚀.另外,聚天冬氨酸和Cu 2+形成螯合物吸附在铜表面抑制了铜的腐蚀[15].文献[16]认为,由于聚天冬氨酸的极性基团(COOH ,NH 2)吸附于金属表面,改变了双电层的结构,提高了金属离子化的活化能;而非极性基团(由C,H 原子组成)远离金属表面作定向排布,形成一层疏水膜,成为腐蚀反应物扩散的屏障,使腐蚀反应受到抑制.2 聚天冬氨酸的应用2.1 聚天冬氨酸在水处理领域的应用近年来,国外研究者针对现有阻垢剂的缺憾,研究出聚天冬氨酸这种新型阻垢剂[17].聚天冬氨酸可以螯518合钙、镁、铜、铁等多价金属离子,尤其能够改变钙盐晶体结构,使其形成软垢,可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及其他领域中[18].聚天冬氨酸作为绿色阻垢剂在水处理领域的应用是世纪之交国内外研究的热点.Sikes 和Wheeler 较早研究了聚天冬氨酸的阻垢性[19].韶辉等[20]研究了聚天冬氨酸对硫酸钙的阻垢性能,实验表明,聚天冬氨酸的投加质量浓度为4mg /L 时,阻垢率可达90%.徐耀军等[21]以L -天冬氨酸单体为原料,采用热缩聚法合成了聚天冬氨酸,并用静态阻垢法测得在Ca 2+和HCO -3均为250mg /L,pH 为9.97的水体系中添加5.0mg/L 的聚天冬氨酸,80 恒温18h 后,其碳酸钙阻垢率已接近100%,即使在碱度为1g/L 时,其阻垢率也较高,为94%.证明了聚天冬氨酸在高碱度水中仍能作为效果较好的水处理剂.尤秀兰等[22]的研究也证明了与较早使用的聚丙烯酸的阻垢性相比,聚天冬氨酸的阻垢活性要好得多,特别是在高浓度Ca 2+情况下,聚天冬氨酸仍具有较好的阻垢效果.早在十年前,美国Donlar 公司已经开始了对应用于油田勘探的聚天冬氨酸产品和技术的开发,最终开发成功并得以应用.作为油田中碳酸钙的阻垢分散剂,相对分子质量为3000~4000的聚天冬氨酸,当用量为0.2mg /L 时,阻垢率可达到88%;阻垢率达到100%的药剂质量浓度也仅为2.0mg/L [23].最近也有文献对此进行了研究,并且证明低剂量时,聚天冬氨酸阻碳酸钙垢性能要明显好于聚环氧琥珀酸(PESA)[24].这种油浆阻垢剂的成功应用,可以提高石油产品的质量,保护生产设备和增加企业效益.但是仍然不能忽略的是:根据目前研究表明,聚天冬氨酸本身的阻垢效果还达不到现在市售磷系阻垢剂(如羟基亚乙基二膦酸、氨基三亚甲基膦酸、2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸等)的阻垢水平,在实际应用中还不能直接取代一些对水体有污染的阻垢剂[25].因此,在这方面依然需要做大量的工作.2.2 聚天冬氨酸在金属缓蚀领域的应用Kalota 和Siverman 的研究[26]发现,聚天冬氨酸在pH 处于10以上时能得到较好的缓蚀效果.文献[27]研究了较低浓度的聚天冬氨酸在海水中的缓蚀情况,发现在pH 处于8~9时能达到较好的效果[27].聚天冬氨酸不仅在碱性介质中有良好的缓蚀效果,在中性介质中缓蚀效果也很好.华东理工大学防腐蚀中心早在1998年就开展了这方面的研究工作,采用旋转挂片法研究了相对分子质量分别为3000,4000,6000,7000的聚天冬氨酸对碳钢在自来水(总硬度为164mg/L,总碱度为81mg/L, (Ca 2+)=107mg /L, (Cl -)=70mg/L,pH=6.5~7.0)中的缓蚀性.结果显示,在该水质中,聚天冬氨酸低浓度时,缓蚀率均随浓度的增大而明显升高,不同相对分子质量的聚天冬氨酸都可在50mg/L 达到很好的缓蚀效果,缓蚀率在90%以上,质量浓度为200mg/L 时,缓蚀率接近100%.通过比较发现,相对分子质量为4000的聚天冬氨酸在不同质量浓度下都显示出较好的缓蚀性[28].周晓蔚等[29]研究了聚天冬氨酸在自来水中对铜的缓蚀效果,当聚天冬氨酸为40mg/L 时,铜的腐蚀速率为2.9 g/a <5 g/a (GB-1995规定值);聚天冬氨酸为50mg/L 时,缓蚀率约为95%.1996年,Grot 等[30]研究了在pH 为4~6的酸性体系中,相对分子量为1000~5000的聚天冬氨酸及其盐类作为二氧化碳腐蚀碳钢的缓蚀剂时发现:在腐蚀性盐溶液中,特别是在不含溶解氧的海水中,聚天冬氨酸在低浓度下能有效地抑制二氧化碳对碳钢的腐蚀.在人造海水中,质量浓度仅为50mg/L 的聚天冬氨酸对黄铜的缓蚀率可达81%.崔荣静等[31]研究了硫酸体系中聚天冬氨酸对碳钢的缓蚀作用.研究显示,在硫酸体系中,10 下,质量浓度为6.0g/L 的聚天冬氨酸对碳钢的缓蚀效率可以达到80.33%.有实验显示[32],在1mol/L 盐酸体系中,聚天冬氨酸对45#碳钢的缓蚀效率为80.66%.除此之外,聚天冬氨酸也可以作为缓蚀剂解决油田中CO 2对金属的腐蚀问题,并在海水淡化、纯水制备等方面具有良好的应用前景[33].这一系列研究都说明了聚天冬氨酸自身具有一定的缓蚀性.近年来有些化学工作者已经将聚天冬氨酸单独的缓蚀性研究扩展到与其他物质复配的研究方面,例如聚天冬氨酸与钨酸钠复配,这种复配物对模拟水中黄铜的缓蚀效果显示,在缓蚀总质量浓度为20mg/L,聚天冬氨酸与钨酸钠配比为6 1时,对黄铜的缓蚀效果最佳[34].对纯铜的缓蚀效果表明,在缓蚀总质量浓度为7mg /L 时,聚天冬氨酸与钨酸钠配比为1 1的效果最好,且均具有协同效应[35].文献[36]将聚天冬氨酸与阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)复配,研究其纯铜在盐酸中的缓蚀作用,复配结果表明,当聚天冬氨酸与十六烷基三甲基溴化铵配比为4 1(PASP 质量浓度为16mg /L,CTAB 质量浓度为4mg /L)519时,协同缓蚀效率为89.3%.同时,聚天冬氨酸分别与锌盐、钼酸盐、氧化淀粉复配等,也都取得了较好的复配缓蚀效果.这些研究结果都为进一步研究不同环境下的腐蚀情况提供了参考依据,有利于对聚天冬氨酸的缓蚀性做更广泛、更深入的了解.不过,目前所使用的绝大多数复配物价格都较昂贵,而且药剂使用量大,需要进一步开发新的复配缓蚀配方,以降低费用和提高缓蚀效率.2.3 聚天冬氨酸作为肥料增效剂的应用我国是一个人口大国,对粮食的需求量非常大,当前所面临的问题是耕地面积正在日益减少.如何解决这两者之间的矛盾,已成为社会关注的一大问题.聚天冬氨酸本身不是肥料,但它可以作肥料增效剂.聚天冬氨酸对金属离子具有螯合作用,一定分子质量的聚天冬氨酸(最优为2000~10000)可以富集N,P,K 及微量元素供给植物,使植物更有效地利用肥料,提高农作物的产量和品质[37].聚天冬氨酸的添加能够提高农作物产量,并能改善土壤质量[38].尽管我国目前在这方面的研究才刚刚起步,但可喜的是已经获得了聚天冬氨酸(重均分子量为4300)对玉米增产的良好效果[39].该试验中聚天冬氨酸与常量复混肥共同作用,其中聚天冬氨酸作为肥料增效剂,可以使玉米水培的生物产量增加53.8%.同时,玉米盆栽生物学产量增加13.4%,并且通过对盆栽后土壤样品的分析发现,聚天冬氨酸与复混肥的共同使用对土壤性质无明显影响.也有文献报道了聚天冬氨酸作为肥料添加剂对水稻生长的影响,经过聚天冬氨酸浸种的水稻比未经聚天冬氨酸浸种的长势好,同时肥料中添加聚天冬氨酸并且用聚天冬氨酸浸种的水稻,它们的长势效果要比肥料中不添加聚天冬氨酸而只用聚天冬氨酸浸种的效果好得多[40].还有研究报道80 g/L 的聚天冬氨酸就可以使芦柑一等果的产率明显提高,从而使经济效益大幅度增加[41].此外,聚天冬氨酸作为肥料增效剂也应用到了小麦及其他农作物的生产中,增产效果都很明显.总之,聚天冬氨酸在肥料增效方面一定大有可为.2.4 聚天冬氨酸在医药领域的应用聚天冬氨酸在医药领域的应用同样受到了国内外学者的关注,而且也取得了一定的成果.Nishiyama 等在聚合物胶束聚乙二醇(PEG)-聚天冬氨酸中包埋抗肿瘤药顺铂,其中疏水性的寡聚天冬氨酸可以起到稳定胶束的作用,从而使该胶束可以用作药物载体[42,43].这种聚合物胶束作为药用载体可使难溶药物增溶,且具有靶向作用,能降低药物对正常组织和器官的毒副作用[44].科研人员研究了聚天冬氨酸通过阻止含胺胍基物质的电生理学的变化来保护小管细胞[45].这是人类在人体细胞研究方面首次将聚天冬氨酸作为防止含胺胍基物质变化阻抗剂的范例.这一研究对整个医药界有着深远影响.郭玉芬等[46]研究指出,聚天冬氨酸对庆大霉素干扰耳蜗磷脂组织代谢有抑制作用,从而拮抗了庆大霉素所致溶酶体磷脂沉积病态及耳蜗毒性的发生.同时,有许多药物,如异烟肼(一种抗结核药物)、普鲁卡因(一种局部麻醉药)、组胺等具有NH 2基团且能与聚天冬氨酸的羧基形成酰胺基团而被键合到聚天冬氨酸分子链上,形成大分子药物.这些药物的控制和释放可以通过聚合物的降解或者药物共价键合点的断裂来实现[47].与此同时,聚天冬氨酸还具有较强的杀菌和抑菌功能.因此,在医疗上也可用作杀菌剂.目前,国内外医药界除了关注聚天冬氨酸本身的特性外,也关注着聚天冬氨酸的衍生物在药物控释体系的研究[48].可见,聚天冬氨酸在医药领域有潜在的发展空间.2.5 聚天冬氨酸在卫生领域的应用我国是一个卫生产品消费的大国,对卫生产品的需求量相当大.高吸水树脂作为一种优秀的吸水材料,在卫生产品中的应用具有很大的潜在市场.尽管如此,在目前来看,大多数高吸水树脂仍是较难生物降解的产品.因此,每年仍有大量难处理的废弃物对环境造成严重的污染.国外已经关注了这方面的问题并寻求具有水解性、可生物降解且成本较低的高聚物卫生用品来减少对环境的污染[49].聚天冬氨酸作为一种新型的高聚物,它可以与交联剂反应进一步合成超强吸水剂,这种吸水剂易降解,降解后可以作为肥料,对环境不产生任何污染[35].这种特点满足了卫生用品对高吸水树脂的要求,倍受市场青睐.国外已报道了聚天冬氨酸作为高吸水材料在这方面的应用[50,51].三井化学公司开发的交联聚天冬氨酸可以吸收自重500倍以上的水或自重50倍以上的生理食盐水[52].而传统的吸水材料如棉花、纸张、海绵、泡沫塑料等吸水倍率一般只有自重的20倍.与之相比,聚天冬氨酸有着吸水速度快、保水性好、加压也不会使水分离出来的独特优势,因此在卫生用品,尤其是在女性卫生巾和婴儿纸尿裤方面得到了广泛使用.聚天520冬氨酸所具有的既满足需求又保护环境的双重特点,为其在卫生领域的应用开拓了广阔的市场.尽管聚天冬氨酸作为高吸水树脂在卫生产品上的应用有很多好处,但由于价格和生产技术的问题,使它的推广应用仍有一定的局限性.面对这个问题,不仅我国,美国和日本等国家也都进行着大量的研究工作.一旦研究有所突破,对人类的生活和对环境的保护都将产生积极作用.2.6 聚天冬氨酸在其他领域的应用聚天冬氨酸可以作清洁剂[53],不仅可以代替有磷洗涤剂,而且由于它安全无毒、无刺激还可以添加于洗碗的洗涤剂中,其效果优于水和聚羧酸盐的清洗效果.它也可以作为钻井液降粘剂、水煤浆分散剂、洗涤增效剂等,还可应用到化妆品和保健品中.这些应用都会给工业生产带来极大的效益并为日常生活提供便利.3 展 望聚天冬氨酸作为一种新型的高聚物,具有良好的生物降解性,应用领域广泛,但是价格昂贵和推广技术不成熟的因素,使聚天冬氨酸的广泛应用还有难度.需要进一步研究和开发新方法,使聚天冬氨酸这种绿色化学品能够为生产带来更大效益,使生活更加便利.参考文献:[1] LO W K C,WH EELER A P,KO SKA N L mercial Poly(aspartic)A cid and Its U ses [J].Adv Chem Ser,1996,248:99-111.[2] AM ASS W,AM ASS A,T IGHE B.A Review of Biodegradable Polymers [J].Polym Int,1998,47:89-144.[3] T OM I DE M ,YABE M ,ARAK AWA Y,et al.Preparation Conditions and P roperties of Biodeg radable by y -irradiat ion of Poly(aspartic acid)so Sythesized by T her mal Polycondensation [J].Polymer,1997,38(11):2791.[4] GROT H,JOENT G E N ,M U EL L E R,et al.Process for Prepar ing Polysuccinimide and Polyaspartic A cid [P ].U S 5610255,1997.[5] 陆柱,霍宇凝.环保型水处理剂聚天冬氨酸[J].洗净技术,2003,9(21):49-53.[6] 陶虎春,黄君礼,杨士林,等.水溶液中聚天冬氨酸的生物降解性研究[J].哈尔滨工业大学学报,2004,36(12):1659-1662.[7] 黄远星,雷中方,薛丹青.摇床实验法对聚天冬氨酸的生物降解性研究[J].工业水处理,2003,23(12):26-28.[8] 杨士林,黄君礼,陶虎春,等.阻垢剂 聚天冬氨酸的致突变性[J].环境与健康杂志,2004,21(6):398-400.[9] 徐工仓,韩柏平,吴永华.聚天冬氨酸的合成与阻抗缓蚀性能评述[J].江苏化工,2003,31(4):22-24.[10] 刘欣,杨立霞,刘淑萍.新型水处理剂聚天冬氨酸缓蚀、阻垢机理的光度分析[J].清洗世界,2006,22(3):1-3.[11] 杨红健,王芳,候凯湖.聚天冬氨酸的结构及其阻垢性能研究[J].工业水处理,2005,25(7):26-28.[12] L OPEZ -M ACIPE A ,GOM EZ -M ORACES J.Calcium Carbanate Pr ecipitat ion from Aqueous Solution [J].Crystal Growt h,1996,166:1015-1019.[13] 张建刚,张丽,丁庆伟,等.水处理阻垢剂聚天冬氨酸的改性研究[J].辽宁化工,2005,34(1):20-22.[14] 范洪波.新型缓蚀剂的合成与应用[M ].北京:化学工业出版社,2004.1-289.[15] FAN G J L ,W U N J.Direct Electr oless Copper Plating o n Alumina Ceramics [J].Plating and Surface Finishing,1990,77(6):54-58.[16] 霍宇凝,蔡张理,赵岩,等.聚天冬氨酸及其与锌盐的复配物对碳钢缓蚀性能的影响[J].华东理工大学学报,2001,27(6):669-672.[17] HU O Yu -ning,LI U Shan,L U Zhu.R esearches on Calcium Carbonate Inhibition Behavior of Polyaspartic A cid [J].T echnologyof W ater T r eatment,2001,27(1):26-28.[18] LARRY P K ,ORL AN D P.P olyaspart ic Acid as a Calcium Sulfate and a Barium Sulfate Inhibitor [P].U S 5116513,1992-05-26.[19] SIK E C S,WHEEL ER A P.Inhibition o f Inorganic or Biolog ical CaCO 3Deposition by Polyamino A cid Derivatives [P ].U S4534881,1985-08-13.[20] 韶辉,冷一欣.聚天冬氨酸及其复配物对硫酸钙的阻垢性能[J].工业水处理,2003,23(7):30-32.[21] 徐耀军,杨文忠,唐永明,等.聚天冬氨酸的阻垢缓蚀性能[J].南京工业大学学报,2002,24(1):87-89.[22] 尤秀兰.绿色阻垢剂的研究进展[J].化学清洗,2000,16(2):36-38.[23] 金栋,王锦堂.我国聚合物阻垢分散剂研究开发新进展[J].研究与进展,2005,5(10):37-42.521[24] 胡兴刚,张小红. 环境友好 型阻垢分散剂及在油田水处理中的应用[J].工业水处理,2003,23(11):30-34.[25] 潘明,王亚权,刘腾飞,等.聚天冬氨酸与含磷阻垢剂复配产品的阻垢性能[J].工业水处理,2003,23(6):21-22.[26] 程传煊.表面物理化学[M].北京:科学技术文献出版社,1995.9,401.[27] L IT T LE B J,SIK ES C S.Corrosion Inhibitor by T hermal Poly aspartate in Sulfate React ive Peptides and Polymer [A].ACESymp Series,1989:263.[28] 霍宇凝,蔡张理,赵岩,等.聚天冬氨酸及其与锌盐的复配物对碳钢缓蚀性能的影响[J].华东理工大学学报,2001,27(6):669-672.[29] 周晓蔚,范洪波.聚天冬氨酸对铜、碳钢缓蚀性能的影响[J].材料保护,2005,38(3):59-63.[30] G ROT H,JOENT GE N ,L IN DE N ,et al.Process for the Preparation of Polysuccinimide,Polyaspartic A cid and Salt T her eof,and the U se of T hese Compounds [P].U S 5543490,1996-08-06.[31] 崔荣静,谷宁,李春梅.硫酸溶液中聚天冬氨酸对碳钢的吸附缓蚀性能[J].电化学,2005,11(3):294-297.[32] 李春梅,谷宁,崔荣静,等.聚天冬氨酸在盐酸体系中对碳钢的缓蚀作用研究[J].河北师范大学学报(自然科学版),2004,28(6):602-604.[33] 霍宇凝,刘珊,陆柱.新型水处理剂聚天冬氨酸的研究[J].华东理工大学学报,2000,26(3):298-300.[34] 徐群杰,龚健,周国定.聚天冬氨酸和钨酸钠复配对模拟水中黄铜的缓蚀作用研究[J].华东电力,2005,33(10):15-17.[35] 徐群杰,董孔祥,周国定.聚天冬氨酸和钨酸钠复配对模拟水中铜的缓蚀作用研究[J].腐蚀与防护,2005,26(10):415.[36] 贾艳霞.在盐酸体系中聚天冬氨酸对铜缓蚀作用研究[D].石家庄:河北师范大学,2006.[37] 宋瑛,王欣华,田春友,等.绿色聚合物聚天冬氨酸的合成及应用[J].河北工业科技,2005,22(1):32-34.[38] AL AN M K,KN OXT I LL ET .M ethod for Mor e Efficient U ptake of Plant Grow th Nutr ients [P].U S 5593947,1997-01-14.[39] 冷一欣,芮新生,何佩华.施用聚天冬氨酸增加玉米产量的研究[J].玉米科学,2005,13(3):100-102.[40] 冷一欣,韶辉,蒋俊杰,等.肥料增效剂聚天冬氨酸的应用效果研究[J].安徽农业科学,2002,30(3):412-413.[41] 唐建阳,林新坚,谢方淼.聚氨基酸2000对芦柑的肥效试验初步研究[J].中国种业,2001,5(14):20.[42] N ISHI YAM A N,KA T AOKA K.Preparation and Char acterization of Size Controlled Polymeric M icella Containing Cis -dichloroldiamm Ineplatium( )in the Core [J].J Controlled Release,2001,74:83-94.[43] YO KOY AM AN M ,OKA NO T ,SA KWA I Y ,et al.Inhibition of Cisplatin into Polymer ic M icelle [J].J Controlled Release,1996,39:351-356.[44] 张宏娟,张灿,平其能.聚合物胶束作为药用载体的研究与应用[J].药学进展,2002,26(6):326-329.[45] JOHN H T ,G IRAR D H H.Poly --l aspart ic Acid Protects Cultured Human Prox imal T ubule Cells Ag ainst A minog lycoside -in -duced Electrophysio logical Alterations [J].T oxicolog y Letters,1997,90:217-221.[46] 郭玉芬,姜泗长,杨伟炎,等.聚天冬氨酸对庆大霉素所致耳蜗磷脂沉积的拮抗作用[J].中华医学杂志,2001,81(15):931-933.[47] 王朝阳,任碧野,童真.可生物降解材料聚天冬氨酸的研究进展[J].高分子通报,2002,5(3):29-34.[48] 赵彦生,闫丰文,弭勇.聚天冬氨酸衍生物药物控释体系的研究进展[J].现代化工,2005,25(12):24-27.[49] R ICHARD A G ,BHAN U K.Biodegr adable Poly mers for the Environment [J].Science,2002,297:803-807.[50] HAAR Jr,JOSEPH P.Super -absorbing Polymeric Networ ks [P].U S:5998492,1999-12-07.[51] CHOU Yue -ting,PAUL F.Superabsorbing Fibers and Films and Processes for Prepar i ng Same [P].U S 6465536,2002-10-15.[52] 童旭卿,张小红.生物降解高吸水性树脂的研究进展[J].广东化工,2005(5):1-3.[53] M AT THIA S K ,G U NN AR S.U se of Polyaspartic A cid in Deterg ents and Cleaners [P].U S 5770553,1998-06-23.Study and Application of Polyaspartic AcidWANG H a -i ping, HAI Xia, LI Chun -mei, GU Ning(College of Chemistry and M aterial Science,H ebei Normal University,Hebei Shijiazhuang 050016,China)Abstract:T he biodegradation,synthesis,mechanism and applications of polyaspartic acid are studied.T he g reen chemical have been used as w ater treatment,corrosion inhibitor,synerg ist of fertilizer and applicated in medicine all over the w orld in recent years.Key words:polyaspartic acid;biodegradation;w ater treatment;corrosion inhibitor;synergist of fertilizer(责任编辑 邱 丽)522。
聚天冬氨酸
聚天冬氨酸聚天冬氨酸(PASP)属于聚氨基酸中的一类。
聚天冬氨酸因其结构主链上的肽键易受微生物、真菌等作用而断裂,最终降解产物是对环境无害的氨、二氧化碳和水。
因此,聚天冬氨酸是生物降解性好的、环境友好型化学品。
聚天冬氨酸用途广泛。
在水处理、医药、农业、日化等领域都能找到它的用途。
作为水处理剂,它的主要作用是阻垢和/或分散,兼有缓蚀作用。
作为阻垢剂,特别适合于抑制冷却水、锅炉水及反渗透处理中的碳酸钙垢、硫酸钙垢、硫酸钡垢和磷酸钙垢的形成。
对碳酸钙的阻垢率可达100%。
聚天冬氨酸同时具有分散作用并可有效防止金属设备的腐蚀。
聚天冬氨酸与有机磷系缓蚀阻垢剂存在协同作用,常与乙烯基聚合物分散剂(如聚丙烯酸、水解聚马来酸酐、丙烯酸-丙烯酸乙酯-衣康酸共聚物等)、膦系化合物缓蚀阻垢剂(如HEDP、ATMP、PBTCA等)等复配成高效的、多功能的缓蚀阻垢剂。
一、聚天冬氨酸的特性【CAS】 181828-06-8分子式:C4H6NO3(C4H5NO3)C4H6NO4相对分子质量:1000~5000结构式生物降解性:聚天冬氨酸是一种带有羧酸侧链的聚合氨基酸,是天冬氨酸单体的氨基和羧基缩水而成的聚合物,有α,β 2种构型。
天然的聚氨基酸中聚天冬氨酸片段都是以α型形式存在的,而合成的聚天冬氨酸中大部分是α,β 2种构型的混合物。
热缩聚得到的聚天冬氨酸,因其结构主链上的肽键易受微生物、真菌等作用而断裂,最终降解产物是对环境无害的水和二氧化碳。
聚天冬氨酸水凝胶在活性污泥中的生物降解速度为28d 达到76%。
毒性:利用昆明种小鼠急性毒性实验、Ames实验、小鼠骨髓嗜多染红细胞微核实验研究聚天冬氨酸的一般毒性与致突变性,结果显示:聚天冬氨酸既无毒性也无致突变作用。
这为安全使用聚天冬氨酸提供了依据。
二、产品标准项目指标外观琥珀色透明液体固体含量%≥ 40.0密度(20℃)g/cm3 ≥ 1.20pH值(1%水溶液) 9.0~11.0三、生产方法聚天冬氨酸通常有两种生产方法:第一种是L-天冬氨酸法。
水处理剂聚天冬氨酸的合成
水处理剂聚天冬氨酸的合成谢艳春(内蒙古伊泰煤制油有限责任公司,内蒙古准格尔旗 010300) 摘 要:本文介绍了具有较高阻垢活性、良好生物降解性、无毒性的被誉为绿色阻垢剂的聚天冬氨酸的合成。
以马来酸酐为原料固相熔融法合成聚天冬氨酸。
关键词:聚天冬氨酸;阻垢剂;合成 中图分类号:T Q085+.412 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)16—0083—02 聚天冬氨酸(PASP)是一种水溶性氨基酸聚合物,相对分子量分布很宽。
除具有水溶性聚羧酸的性质外,还以其可贵的可生物降解性、无毒、无污染、不破坏环境的优良特性,受到人们越来越多的关注。
聚天冬氨酸作为水处理的新型绿色化学品,是一种从原料、制备过程到最终产品均对人体和环境无害的易生物降解的水处理药剂,它的可生物降解性使其成为特别有价值的水处理剂。
使用后的PASP可高效、稳定地被微生物、真菌降解为对环境无害的终产物。
作为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、硫酸钙的成垢。
1 主要试剂和仪器设备1.1 主要试剂及规格顺丁烯二酸酐、碳酸铵、氢氧化钠、氢氧化钾、无水乙醇、乙二酸四乙酸二钠、无水氯化钙、无水碳酸氢钠、N,N-二甲基甲酰胺、无水氯化钾1.2 主要仪器设备T G328A电子分析天平、81-2型集热式恒温磁力搅拌器、磨口四口烧瓶、pHS-2C型精密酸度计、DGS20 2型电热干燥箱、Nexus670型傅立叶变换红外光谱仪。
2 聚天冬氨酸(PASP)的合成步骤 站控层的主要任务是:通过两级高速网络汇总全站的实时数据信息,不断刷新实时数据库,按时登录历史数据库;按既定规约将有关数据信息送向调度或控制中心;接收调度或控制中心有关控制命令并转间隔层、过程层执行;具有在线可编程的全站操作闭锁控制功能;具有(或备有)站内当地监控,人机联系功能,如显示、操作、打印、报警,甚至图像,声音等多媒体功能;具有对间隔层、过程层诸设备的在线维护、在线组态,在线修改参数的功能;具有(或备有)变电站故障自动分析和操作培训功能。
聚天冬氨酸的改性及其应用研究进展 有用
化学与生物工程2009,Vol.26No.6Chemistry &Bioen gineering15基金项目:山西省科技攻关资助项目(2006031104203),山西省自然科学基金资助项目(20051021)收稿日期:2009-01-16作者简介:赵彦生(1962-),男,山西临汾人,博士,教授,主要从事水溶性高分子材料及塑料改性方面的研究。
E mail:tyy sz62@163.co m 。
聚天冬氨酸的改性及其应用研究进展赵彦生,袁广薇,马兴吉,刘永梅,郭美娟,陈 凯(太原理工大学化学化工学院,山西太原030024)摘 要:聚天冬氨酸衍生物是一种新型的可生物降解并具有生物相容性的高分子材料。
根据改性方法和引入基团的不同,改性后的聚天冬氨酸可应用于多个领域,具有广阔的应用前景。
介绍了近年来聚天冬氨酸的改性研究进展,着重介绍了聚天冬氨酸的改性方法及应用领域,并提出了改性聚天冬氨酸的研究方向。
关键词:聚天冬氨酸;改性;缓蚀阻垢剂;药物载体;水凝胶中图分类号:O 629 72 T Q 203 9 文献标识码:A 文章编号:1672-5425(2009)06-0015-04聚天冬氨酸(PA SP)是一种带有羧基侧链的聚氨基酸,具有螯合和分散作用[1];也是一种新型的可生物降解的环境友好型高分子材料[2]。
由于聚天冬氨酸分子中含有大量的-COOH 、-NH CO-等极性基团,具有很好的亲水性和水溶性;此外,侧链上的-COOH 在水溶液中很容易电离,形成羧基负离子(-COO -),它能与多种离子发生络合反应,使聚天冬氨酸在水溶液中具有很好的化学活性。
但由于聚天冬氨酸分子中官能团种类单一,导致其性能单一,应用受到限制。
为了改善聚天冬氨酸的性能,拓宽其应用领域,近年来国内外对聚天冬氨酸的改性进行了大量的研究。
作者在此对其进行了总结。
1 聚天冬氨酸的改性方法1 1 共聚法改性聚天冬氨酸通过共聚方法可以在聚天冬氨酸的分子链上引入具有一定功能的官能团,从而改善其性能。
聚天冬氨酸及衍生物的结构对性能的影响研究进展
Ef fe c t o f p o l y a s p a r t i c a c i d a n d i t s d e r i v a iv t e s s t r u c t u r e o n p r o p e r i t e s
李 倩, 胡志光, 张玉玲
( 华北电力大 学 环境学院 。 河北 保 定 0 7 1 0 0 3)
摘
要: 聚天冬氨酸( P A S P ) 是具有优 良的阻垢缓蚀性能和可生物降解性新型绿色水处理药剂 , 但其性能
在某些应用领域存在一定局限 陛, 为加速水处理药剂 的绿色化进程 , 以提 高聚天冬氨酸 的阻垢性能为 目标 的
h i b i t i n g p e f r o r ma n c e o f t h e P A S P f o r o b j e c t i v e , t o t h e e x i s t i n g l i t e r a t u r e o f p o l y a s p a r t i c a c i d a n d i t s d e i r v a t i v e s a s
化
学
工
程师 ຫໍສະໝຸດ C h e mi c a l E n g i n e e r
2 0 1 3年第 7期
:
・
笥 。 。 :
文 章编号: 1 0 0 2 — 1 1 2 4 ( 2 0 1 3 } 0 7 一 o o 4 8 — 0 4
谜
聚 天冬氨 酸及衍 生物 的结构 对性 能的影 响研 究进展
t y o f n e w g r e e n w a t e r t r e a t me n t a g e n t ,b u t i n s o me a p p l i c a t i o n s i t s p e fo r ma r n c e h a s s o me l i mi t a t i o n s ,i n o r d e r t o a c c e l e r a t e g r e e n p r o g r e s s o f wa t e r t r e a t me n t a g e n t , i n o r d e r t o i mp r o v e t h e mo d i f i c a t i o n o f ma n y k i n d s o f s c a l e i n —
聚天冬氨酸(钠)PASP
聚天冬氨酸(钠)PASPSodium of Polyaspartic Acid (PASP)CAS No. 181828-06-8,35608-40-6分子式:C4H6NO3(C4H5NO3)C4H6NO4 相对分子质量:1000-5000结构式一、产品性能PASP为水溶性聚合物,是一种新型绿色水处理剂,具有无磷、无毒、无公害和可完全生物降解的特性。
对离子有极强的螯合能力,具有缓蚀与阻垢双重功效,对碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡、磷酸钙等成垢盐类具有良好的阻垢效果,对碳酸钙的阻垢率可达100%。
PASP同时具有分散作用并可有效防止金属设备的腐蚀。
PASP可替代含磷的水处理剂,以避免水体的富营养化和排放二次污染。
二、技术指标符合HG/T3822-2006项目指标外观黄色至红棕色液体固体含量% ≥40.0密度(20℃)g/cm3≥ 1.20pH(1%水溶液) 9.0 - 11.0三、适用范围1、PASP作为阻垢缓蚀剂广泛用于工业循环水、锅炉水、反渗透水、油田水、海水淡化等水处理领域,在高硬度、高碱度、高PH、高浓缩倍数系统中表现卓越,PASP阻垢效果优于常用含膦阻垢剂。
PASP与PBTCA复配后有增效作用。
2、PASP由于绿色环保的特性,PASP品可作为新型的日化助剂和各种无毒、无污染的专用精细化学品。
3、PASP在农业上可以作养分吸收增强剂,促进蔬菜、瓜果、花卉等农作物的生产,同时与农药并用可提高药效。
四、包装与贮存PASP用塑料桶包装,每桶25kg或250kg,也可根据用户需要确定。
PASP贮于室内阴凉处,贮存期十个月。
五、安全防护PASP为碱性,操作时注意劳动保护,应避免与皮肤、眼睛等接触,接触后用大量清水冲洗。
环保型阻垢剂聚天冬氨酸的合成及性能评价
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。
水处理剂聚天冬氨酸静态阻垢
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。
聚天冬氨酸制造工艺研究进展
第 3卷 第 9期
2002年 9月
环 境 污 染 治 理 技 术 与 设 备
T e hniue nd Equi e orEnvio c q sa pm ntf r nm e a luton C nt lPo l i ontol r
的发展 方 向 。
关 键 词 聚 天 冬 氨 酸 热 缩 聚 合 制 造 工 艺 生 物 可 降 解 性
The r s a c o r s n a e e r h pr g e s i m nuf c ur o e s of po ya pa tc a i a t e pr c s l s r i c d
moema s i moe ua ih )a d t eme h d n p rf i g t ep o u ta es mma ie l sce( lc lrweg t n h t o so u iyn h r d c r u rz d,a di as on s n t lo p i t
剂 。 本 文 系 统 地 介 绍 了 近 年 来 聚 天 冬 氨 酸 合 成 方 法 的 最 新 研 究 成 果 , 析 了 各 种 合 成 方 法 和 反 应 条 件 对 产 品 转 化 率 及 其 分 性 能 的 影 响 , 括 了控 制 产 品 转 化 率 与 摩 尔 质 量 的 主 要 因 素 和 产 品 的 分 离 提 纯 方 法 , 出 了 今 后 聚 天 冬 氨 酸 制 造 工 艺 研 究 概 提
Ab t a t Po ya p r i cd i ghl i de a a e a d n w n r sr c l s a tc a i s a hi y b o gr d bl n e e vionme a re nt lf indl c l nd c r so y s a e a or o i n i bior t s a nhi t .I i ne w t p a e r a m e t g nt The e e r s a c a c y e w t r t e t n a e . r c nt e e r h c om p ihm e t t s ls n s on he ynt ss he i me h s o l a pa tc a i r nt o c d i hi a e .Th n l e e o if r nts t s sm e ho nd r — t od fpo y s r i c d a e i r du e n t s p p r e i fu nc f d fe e yn he i t dsa e a ton c ndiins o o c on r i nd pe f r nc s a l s d. Th rm a y f c or o r li h ci o to n pr du t c ve son a r o ma e i na y e e p i r a t s of c nt o lng t e
