Page 131 - 《精细化工》2019年第11期

第 36 卷第 11 期 精 细 化 工 Vol.36, No.11
2019 年 11 月 FINE CHEMICALS Nov. 2019

水处理技术与环境保护
β-PASP 阻垢剂的合成及阻垢缓蚀性能

3
尹召龙 1,2 ，张 庚 ，刘潘勤 1,2 ，杨玉华 1,2* ，杨志涛 1,2
（1. 兰州交通大学 化学与生物工程学院，甘肃 兰州 730070；2. 水处理化学研究所，甘肃 兰州
730070；3. 西安创联华特表面处理技术有限责任公司，陕西 西安 710065）

摘要：以水为溶剂，在氢氧化钠的催化下，以β-二羰基化合物为绿色接枝剂，利用其活性亚甲基对中间体聚琥
珀酰亚胺（PSI）进行开环改性，合成了 3 种β-二羰基化合物改性聚天冬氨酸（β-PASP）阻垢剂。采用 FTIR
对β-PASP 进行了结构表征，通过正交实验优化了 PSI 的合成条件，根据优化条件评价了β-PASP 的阻垢缓蚀
性能。结果表明，β-PASP 的最佳合成工艺为：n(PSI)∶n(β-二羰基化合物)∶n(NaOH)=1∶0.6∶6，反应时间
18~24 h，反应温度 35 ℃，原料质量分数 15%。与 PASP 相比，3 种β-PASP 具有更好的螯合分散性，在药剂质
量浓度为 8~10 mg/L 时，对碳酸钙的阻垢率均可达到 100%。同时，β-PASP 对 A3 碳钢的缓蚀效果也好于 PASP，
在加药量为 5 mg/L 时，其对 A3 碳钢的缓蚀效果最好。
关键词：改性聚天冬氨酸；阻垢剂；β-二羰基化合物；阻垢缓蚀性能；水处理技术
中图分类号：TQ085.4 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2019) 11-2279-07

Synthesis of β-PASP Scale Inhibitor and Its Scale and Corrosion
Inhibition Performance

3
1,2
1,2
1,2
YIN Zhao-long , ZHANG Geng , LIU Pan-qin , YANG Yu-hua 1,2* , YANG Zhi-tao
（1. College of Chemical and Biological Engineering, Lanzhou Jiaotong University, Lanzhou 730070, Gansu, China;
2. Institute of Water Treatment Chemistry, Lanzhou Jiaotong University, Lanzhou 730070, Gansu, China; 3. Xi′an Chuanglian
Huate Surface Treatment Tech. Co. Ltd., Xi′an 710065, Shaanxi, China）
Abstract: Three different β-dicarbonyl compounds modified polyaspartic acid (PASP) scale inhibitors,
β-PASP, were synthesized by ring-opening modification of intermediate polysuccinimide (PSI) in the
presence of a catalytic amount of sodium hydroxide using water as solvent. The samples were characterized
by FTIR. The optimal synthesis conditions of PSI were investigated by orthogonal experiment. The effects
of β-PASP synthesis conditions on their scale and corrosion inhibition performance were also studied. The
optimum synthesis conditions of β-PASP were obtained as follow: n(PSI)∶n(β-dicarbonyl compound)∶
n(NaOH)=1∶0.6∶6, reaction time 18~24 h, grafting reaction temperature 35 ℃, and mass fraction of raw
material 15%. The results demonstrated that three β-PASP exhibited better scale inhibition performance
against CaCO 3 than PASP, and the scale inhibition efficiency reached 100% when the mass concentration
from 8 mg/L to 10 mg/L. At the same time, β-PASP inhibitors exhibited better corrosion inhibition
properties on A3 carbon steel than PASP.
Key words: modified polyaspartic acid; scale inhibitor; β-dicarbonyl compound; scale and corrosion
inhibition performance; water treatment

[1]
工业循环冷却水 在运行过程中，会在系统中 发展，磷系配方药剂造成的水体富营养化 [6-7] 等负面
[3]
[2]
出现结垢 、腐蚀 等系列问题，使得设备的工作效 效应逐步引起人们的重视，绿色阻垢缓蚀剂 [8-10] 的
[4]
率 严重下降。为此，最常用的解决措施是投加高 研发成为水处理化学品的重要发展方向。
[5]
效缓蚀阻垢剂 。随着工业循环冷却水处理技术的 聚天冬氨酸（PASP）作为“绿色水处理剂”而备

收稿日期：2019-02-19; 定用日期：2019-05-07; DOI: 10.13550/j.jxhg.20190133
作者简介：尹召龙（1994—），男，硕士生。联系人：杨玉华（1970—），女，副教授，E-mail：yangyuhua@lzjtu.com.cn。