聚天门冬氨酸(PASP)是一种可生物降解高分子材料,具有缓释、阻垢、保湿等多种功能,在很多领域都具有十分广泛的应用前景。本文以L-天门冬氨酸和马来酸酐为原料,采用液相合成法制备聚天门冬氨酸高分子材料,通过单因素试验考察了催化剂与反应物的比例、反应压力、反应温度、反应时间、溶剂的种类等因素对目标产物的相对分子质量大小的影响,通过正交试验得到了最佳的合成条件,并在此条件下制备了目标产物,通过核磁分析、红外光谱分析、凝胶色谱分析、热重分析对其结构进行表征,并探究了目标产物的吸水性和缓释性。其主要研究工作以下:(1)以L-天门冬氨酸为原料,液相合成法制备了聚天门冬氨酸高分子材料。通过单因素实验和正交试验对合成条件进行了优化,得到目标产物最佳的合成条件为:催化剂/反应物=1:5,反应压力为0.02 MPa,反应温度为205℃,反应时间为5.5 h。研究结果表明:聚天门冬氨酸不溶于常规的有机溶剂,能与水以任意比例互溶。相对分子质量在42000左右的聚天门冬氨酸的熔点为389.4-405.3℃。通过热重分析得出聚天门冬氨酸在290℃以下失重少,主要为吸附水,证明其在290℃以下没有分解,热稳定性较好。对L-天门冬氨酸为原料合成的聚天门冬氨酸进行了交联处理,探究交联产物的吸水性能与交联剂的加入量和相对分子质量大小之间的关系,结果表明:PASP的相对分子质量越大,吸水性越强,当交联剂/PASP为9%,吸水性最强。(2)以马来酸酐为原料,液相合成法制备了聚天门冬氨酸高分子材料。通过单因素实验和正交试验对合成条件进行了优化,得到目标产物最佳的合成条件为:催化剂/反应物=1:8,反应压力为0.01 MPa,反应温度为185℃,反应时间为5.5 h。研究结果表明:聚天门冬氨酸不溶于常规的有机溶剂,能与水以任意比例互溶。相对分子质量在16000左右的聚天门冬氨酸的熔点为321.5~336.7℃。通过热重分析得出聚天门冬氨酸在270℃以下失重少,主要为吸附水,证明其在270℃以下没有分解,热稳定性较好。对马来酸酐为原料合成的聚天门冬氨酸进行了交联处理,探究交联产物的吸水性能与交联剂的加入量和相对分子质量大小之间的关系,结果表明:PASP的相对分子质量越大,吸水性越强,当交联剂/PASP为10%,吸水性最强。通过测试土壤中磷酸根离子的浓度探究了聚天门冬氨酸的缓释性能,以聚天门冬氨酸做缓释剂时土壤中磷酸根离子的有效浓度能保持长达20多天,其缓释性能优于缓释剂AVALL。(3)通过对产物吸水性的检测,发现以马来酸酐为原料合成的PASP要比以L-天门冬氨酸为原料合成的PASP在相同相对分子质量的情况下吸水能力低。综合考虑聚天门冬氨酸相对分子质量和生产成本,得出其最优工业化生产条件为:原料为马来酸酐,反应溶剂为固体石蜡,催化剂与反应物配比为1:8,反应压力为0.01MPa,反应温度为185℃,反应时间为5.5 h。