[发明专利]用作绿色阻垢剂的甘氨酸/天冬氨酸共聚物的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水质稳定剂中使用的阻垢剂，更具体地说是涉及一种可生物降解的绿色阻垢剂甘氨酸/天冬氨酸共聚物的制备方法。

背景技术

环境友好聚合物阻垢剂又称为绿色阻垢剂，它是一类具有良好阻垢效果又几乎不污染环境的水溶性高分子聚合物，主要产品如：聚天冬氨酸(PASP)具有无磷非氮、可生物降解等优点，环境相容性好，是一类代表着阻垢剂发展方向的聚合物。当聚天冬氨酸质量浓度为8mg·L^-1时，对自来水中CaCO₃的阻垢率为58％；当聚天冬氨酸质量浓度为14mg·L^-1时，对自来水中CaCO₃的阻垢率为68％。为了提高聚天冬氨酸的阻垢性能，通过共聚引入第二组分是高分子化学中常用的聚合物改性手段之一。甘氨酸是氨基酸系的一种氨基酸，在分子中同时具有酸性和碱性官能团，具有良好的生物相容性和可降解性，本专利在制备聚天冬氨酸的过程中通过共聚引入甘氨酸，制得具有优异阻垢分散性能的甘氨酸/天冬氨酸共聚物，同时该共聚物具有良好的生物可降解性。在相同条件下，当甘氨酸/天冬氨酸共聚物质量浓度为8mg·L^-1时，对自来水中CaCO₃的阻垢率为72％；当甘氨酸/天冬氨酸共聚物质量浓度为14mg·L^-1时，对自来水中CaCO₃的阻垢率为86％。甘氨酸/天冬氨酸共聚物对CaSO₄，Ca₃(PO₄)₂也表现出良好的阻垢性能。所以甘氨酸/天冬氨酸共聚物是一种环境友好且阻垢性能优异的绿色阻垢剂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是采用甘氨酸对聚天冬氨酸进行改性，制备  出具有优异阻垢分散性能的甘氨酸/天冬氨酸共聚物，该共聚物具有良好的生物可降解性，是一种绿色阻垢剂。

本发明采用的技术方案：一种用作绿色阻垢剂的甘氨酸/天冬氨酸共聚物的制备方法，包括下列步骤：

a.制备聚琥珀酰亚胺中间体

将99.9～90重量份数的L-天冬氨酸与0.01～10重量份数的磷酸溶液混合，然后将上述L-天冬氨酸与磷酸溶液的混合物投入到液体石蜡中进行搅拌，L-天冬氨酸与磷酸的混合物与液体石蜡的重量份数比为W_{L-天冬氨酸+磷酸}∶W_液体石蜡＝60～80∶40～80，温度控制在150～220℃，反应1～2h，反应期间用分水器分离反应产生的水，反应结束后降至室温，抽滤分离液体石蜡，所得固体产物分别用乙醇和蒸馏水洗涤1～20次，最后置于60～100℃恒温干燥箱中烘干，即可得到粉末状中间体聚琥珀酰亚胺，其中所述磷酸溶液质量分数为84％；

b.聚琥珀酰亚胺与甘氨酸水解、分离制备甘氨酸/天冬氨酸共聚物

将99.99～99.5重量份数的聚琥珀酰亚胺与0.01～0.5重量份数的甘氨酸混合后加入NaOH，温度控制在40～70℃，pH保持在9～12，水解0.5～3h，水解结束后将水解液用盐酸中和至pH保持在2～6，然后缓慢滴入剧烈搅拌下的甲醇中得到甘氨酸/天冬氨酸共聚物的沉淀，抽滤，用无水甲醇洗涤1～20次，最后将滤饼置于恒温干燥箱内在60～100℃的条件下烘干，得到粉末状的甘氨酸/天冬氨酸共聚物。