Page 191 - 《精细化工》2020年第11期

第 11 期 方 钫，等: 聚天冬氨酸/邻氨基酚磺酸接枝共聚物的合成及阻垢性能 ·2337·

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经济收益的有效措施 。 AA-7020 型原子吸收分光光度计，北京东西分析仪
目前，在全球资源匮乏和环境恶化的形势下， 器有限公司。
绿色化学和绿色阻垢已成为工业方面研究的焦点， 1.2 阻垢剂的合成
所以，研发环境友好型的阻垢剂是处理该问题的有 1.2.1 PSI 的制备
效方法之一。聚天冬氨酸（PASP）因其具有无毒性 参考文献[6-7]方法以马来酸酐和氨水为原料，
和良好的生物降解性，是一种引起广泛关注的具有 通过热缩聚合成 PSI。取 4.91 g(0.05 mol)马来酸酐
代表性的绿色阻垢剂，其分子结构中含有的羧基具 和 21 mL 氨水置于三口烧瓶中，立即发生放热反应，
有良好的螯合能力和分散能力，但因其仅含有羧基， 温度达到 65 ℃左右，体系呈乳白色混浊液，升温
综合阻垢性能较差，极大地限制了其使用性。为了 至 160 ℃反应 3 h 后，体系呈浅黄色的澄清溶液。
提高其阻垢分散、抗温抗盐等性能 [3-4] ，本文选择邻 然后通入 CO 2 ，1 h 后溶液黏度增大，得到橘红色
氨基酚磺酸（3A4HBSA）对 PASP 的中间体聚琥珀 PSI 粗产物。
酰亚胺（PSI）进行改性，将磺酸基、羟基、氨基引 将粗产物置于锥形瓶中，加入 N,N-二甲基甲酰
入到 PASP 分子结构中，在相同的阻垢剂浓度、温 胺，在水浴锅中于 40 ℃搅拌 2 h，过滤除去不溶物，
度、时间、pH 条件下，提高了 PASP 的抗温、抗盐、 滤液用无水乙醇沉析，抽滤，用乙醇洗涤沉淀物 3
分散能力，从而提高了阻垢效率，提升 PASP 的综合 次，在 60 ℃减压恒温干燥，得到的淡黄色粉末状
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性能 ，对垢样生成进行预防，有效提高经济效益。 物质即为纯化的 PSI ，产物不溶于水。
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1.2.2 PASP/3A4HBSA 接枝共聚物的制备
1 实验部分
取 4.95 g 纯化的 PSI 和 20 mL 水混合后形成
1.1 试剂与仪器 悬浮液置于三口烧瓶中，搅拌下用滴液漏斗缓慢滴
马来酸 酐、 氨水（ 质量 分数 25%~28% ）、 加含有 9.45 g(0.05 mol) 3A4HBSA 和 4 g NaOH 的
3A4HBSA、NaOH、盐酸、乙醇、CaCO 3 、碳酸氢 混合水溶液 20 mL，于 60 ℃反应 6 h，直至溶液
钠、无水氯化钙（CaCl 2 ）、甲醇、丙酮、乙二胺四 变成红棕色澄清透明的溶液，反应终止，用稀盐酸
乙酸钠（EDTA）、N,N-二甲基甲酰胺、钙指示剂， 调节溶液的 pH 为 7.0±0.5，再将溶液缓慢滴入 5
以上均为 AR，成都科龙化学试剂公司。 倍于 PASP/3A4HBSA 盐溶液体积的无水乙醇中，
101S 型 DF 集热式磁力搅拌器，常州丹瑞实验 搅拌，过滤，用无水乙醇洗涤沉淀物 4~5 次，于 60
仪器设备有限公司；索氏提取器，成都科龙化学试 ℃真空干燥，得到 PASP/3A4HBSA 接枝共聚物粗
剂公司；ZEISS EV0 MA15 型扫描电子显微镜， 产品。以丙酮为抽提剂，对粗产品用索氏提取器
CarlZeiss 显微图像有限公司；AVⅡ-核磁共振波谱 抽提 48 h，除去未参与反应的物质，将产物于 60 ℃
仪，德国 Bruker 公司；WQF-520FTIR 型傅里叶变 真空干燥至恒重，得 PASP/3A4HBSA 接枝共聚物纯
换红外光谱仪，北京瑞利分析仪器有限公司； 品 [9-11] 。其合成路线如下所示：

1.3 CaCO 3 阻垢性能评价 评价阻垢剂的阻垢性能。阻垢率测定原理：用 CaCl 2 、
参照标准 GB/T16632—2008 [12] 中的静态阻垢法 NaHCO 3 和阻垢剂配制溶液，升温使 Ca(HCO 3 ) 2 分