專利名稱：聚天冬氨酸衍生物及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生物可降解阻垢緩蝕劑含羧酸基和磺酸基的聚天冬氨酸衍生物及其制備方法。
背景技術(shù)：
循環(huán)冷卻水處理技術(shù)對(duì)節(jié)水，節(jié)能降耗，解決全球性水資源枯竭問題發(fā)揮了十分重要的作用，但循環(huán)水處理藥劑往往對(duì)環(huán)境造成了一定的污染。其中，阻垢劑的發(fā)展經(jīng)歷了聚磷酸鹽類一有機(jī)磷酸鹽一磷羧酸一有機(jī)磷酸酯一聚羧酸一綠色阻垢劑等階段。聚磷酸鹽、有機(jī)磷酸鹽、磷羧酸及有機(jī)磷酸酯等含磷量大，能引起水體的嚴(yán)重富營(yíng)養(yǎng)化，對(duì)水環(huán)境造成極大地破壞。后來的聚羧酸類阻垢劑由于無磷，曾被認(rèn)為是無毒、污染很小的阻垢劑，但是這類低毒的藥劑無法生物降解，長(zhǎng)期積累在環(huán)境中會(huì)對(duì)環(huán)境造成潛在危害。最近的研究熱點(diǎn)為能生物降解的綠色阻垢劑，包括聚天冬氨酸類和聚環(huán)氧琥珀酸類。

聚天冬氨酸能生物降解又具有螯合分散能力，不僅能用于防止CaCO3和CaSO4垢的形成，還能螯合工業(yè)廢水中的金屬離子，但其阻垢分散性能遠(yuǎn)不如目前廣泛使用的丙烯酸和馬來酸類聚合物。為改善聚天冬氨酸阻垢分散綜合性能，國(guó)內(nèi)外進(jìn)行了大量研究。由于起到阻垢分散性能的主要官能團(tuán)是羧酸基、磷酸基和磺酸基等，從20世紀(jì)90年代起在聚天冬氨酸側(cè)鏈上引入功能性基團(tuán)來提高阻垢分散性能成為水處藥劑研究和開發(fā)的重點(diǎn)。如Takeshi Nakato等用十二胺(DDA)改性聚天冬氨酸得到了可生物降解且分散MnO2較好的聚天冬氨酸衍生物。柳鑫華等發(fā)表的《改性聚天冬氨酸阻垢劑的制備及其應(yīng)用方法》(專利公開號(hào)CN101792504A)用硫脲改性聚天冬氨酸，操作過程較為復(fù)雜。高玉華等發(fā)表的《生物可降解緩蝕阻垢劑-含羧酸基聚天冬氨酸衍生物及其制備方法》(專利公開號(hào)CN101428912A)，將羧酸基接枝到聚天冬氨酸側(cè)鏈上進(jìn)行改性，但原料天冬氨酸價(jià)格貴、用量大，且所得產(chǎn)物的阻垢性能較好，分散性能一般，限制了其應(yīng)用范圍。以往的綠色阻垢劑改性均只引入一種官能團(tuán)，存在只提高阻垢性能或者只提高分散性能的局限性。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的只引入一種官能團(tuán)，不能兼顧阻垢和分散性的問題，本發(fā)明提供了一種聚天冬氨酸衍生物及其制備方法和應(yīng)用，含磺酸基和羧酸基、可生物降解、阻垢緩蝕和分散性好。本發(fā)明的技術(shù)方案為一種聚天冬氨酸衍生物，為含羧酸基和磺酸基的聚天冬氨酸衍生物，結(jié)構(gòu)式為
權(quán)利要求
1.一種聚天冬氨酸衍生物，其特征在于，為含羧酸基和磺酸基的聚天冬氨酸衍生物，結(jié)構(gòu)式為
2.制備權(quán)利要求I所述的聚天冬氨酸衍生物的方法，以天冬氨酸為原料，采用固相熱縮聚法得到聚琥珀酰亞胺，其特征在于，聚琥珀酰亞胺以水溶解后，同時(shí)滴加2-氨基乙磺酸鹽和谷氨酸鹽水溶液，調(diào)節(jié)溶液PH為8 10，反應(yīng)溫度1(T30°C，反應(yīng)18 26小時(shí)，得紅棕色透明溶液，其中，按照摩爾比琥珀酰亞胺2_氨基乙磺酸谷氨酸=1:0. 8:0. 2^1:0.2:0.8的比例加料；用無水乙醇析出固體，減壓抽濾，用丙酮洗滌，得黃棕色固體產(chǎn)物，真空干燥后得含磺酸基和羧酸基聚天冬氨酸衍生物。
3.如權(quán)利要求2所述的制備聚天冬氨酸衍生物的方法，其特征在于，所述的2-氨基乙磺酸鹽和谷氨酸鹽為鈉鹽、鉀鹽、鈣鹽或銨鹽中的任意一種。
4.權(quán)利要求I所述的聚天冬氨酸衍生物在阻垢緩蝕劑中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種聚天冬氨酸衍生物及其制備方法和應(yīng)用，為含羧酸基和磺酸基的聚天冬氨酸衍生物。制備方法，以天冬氨酸為原料，采用固相熱縮聚法得到聚琥珀酰亞胺，聚琥珀酰亞胺以水溶解后，同時(shí)滴加2-氨基乙磺酸鹽和谷氨酸鹽水溶液，調(diào)節(jié)溶液pH為8~10，反應(yīng)溫度10~30℃，反應(yīng)18~26小時(shí)，得紅棕色透明溶液；用無水乙醇析出固體，減壓抽濾，用丙酮洗滌，得黃棕色固體產(chǎn)物，真空干燥后得含磺酸基和羧酸基聚天冬氨酸衍生物。本發(fā)明在聚天冬氨酸結(jié)構(gòu)中引入了羧酸基和磺酸基，提高了其阻垢分散綜合性能，阻垢緩蝕效果良好，并具有良好的可生物降解性能。
文檔編號(hào)C08G73/10GK102875808SQ20121036284
公開日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月25日
發(fā)明者黃凱, 孔利, 傅淑霞 申請(qǐng)人:東南大學(xué)