论文部分内容阅读
本文以L-天冬氨酸为主要原料合成了聚天冬氨酸、羟乙基改性聚天冬氨酸及膦酸基改性聚天冬氨酸,探讨了各种反应条件对产物阻垢性能的影响;表征了产物的结构,完成了初步应用的试验。
主要研究工作如下:
1.综述了生物高分子材料聚天冬氨酸及其衍生物的合成方法及在工业、农业及医药等方面的应用。
2.以L-天冬氨酸为主要原料,采用热缩聚法合成了聚天冬氨酸,研究反应时间和反应温度对聚天冬氨酸转化率和粘均分子量的影响;采用静态阻垢法研究聚合温度、聚合时间、粘均分子量、水浴温度、加药量对PASP抑制CaCO3垢效果的影响;将其与目前国内同类产品HEDP、HPMA、PAA及PBTCA的阻垢性能比较;同时测定了PASP对CaSO4和Ca3(PO4)2的阻垢性能。
结论为:反应温度240℃,反应时间32h时,所得PASP对CaCO3具有最好的阻垢效果,其阻垢效果与HEDP相当,稍差于HPMA和PAA,远低于PBTCA。
3.以聚环氧琥珀酸和乙醇胺类物质为原料,合成了羟乙基改性的聚天冬氨酸(AE-PASP),优化了合成条件,研究了合成过程中各种因素对产物性能的影响。采用静态阻垢法研究其对CaCO3、CaSO4和Ca3(PO4)2的阻垢性能。
结论为:AE-PASP对CaCO3和CaSO4的阻垢效果不如PASP,但PSI与乙醇胺反应的产物MEA-PASP对Ca3(PO4)2有特效。最优工艺条件:原料摩尔比n(MAE):n(PSI)=0.5时,于室温反应4h,再在50℃搅拌水解1.5h。在质量浓度为6mg/L时,所得的MEA-PASP对Ca3(PO4)2的阻垢率可达95%以上。
4.以聚环氧琥珀酸、乙二胺、甲醛和三氯化磷为原料,合成了膦酸基改性的聚天冬氨酸(PH-ED-PASP),优化了合成条件,研究了合成过程中各种因素对反应的影响。采用静态阻垢法研究了PH-ED-PASP对CaCO3、CaSO4和Ca3(PO4)2的阻垢性能。
结论为:PH-ED-PASP对CaSO4和Ca3(PO4)2的阻垢效果稍差于PASP,但对CaCO3的阻垢效果非常优异,与前市场上通用的国内生产的含磷的对CaCO3阻垢效果优异的PBTCA阻垢效果相当。最优的工艺条件为:当原料摩尔比为n(PSI)∶∶n(ED)∶n(ME)∶n(PH)=10∶7:31∶31时,反应温度1110℃,搅拌反应0.5h。在该最优的工艺条件下,质量浓度为6mg/L时,PH-ED-PASP对CaCO3的阻垢率可达93%。
5.用红外光谱对聚天冬氨酸、乙醇胺改性的聚天冬氨酸及膦酸基改性的聚天冬氨酸进行了表征。
6.采用扫描电镜观察和分析了阻垢剂对CaCO3垢晶型的影响,并对聚天冬氨酸及膦酸基改性聚天冬氨酸的阻垢机理进行了探讨。