[發明專利]聚天冬氨酸/色胺接枝共聚物及其合成方法

在審

• 申請號: 201711436944.3
• 申請日: 2017-12-26
• 公開（公告）號: CN108192099A
• 公開（公告）日: 2018-06-22
• 發明（設計）人: 許英;王春章;張磊;趙曉偉;王謙;高瑩瑩
• 申請（專利權）人: 河南大學
• 主分類號: C08G73/10
• 分類號: C08G73/10;C02F5/12;C02F103/02
• 代理公司: 青島致嘉知識產權代理事務所(普通合伙) 37236
• 代理人: 龐慶芳

一種聚天冬氨酸接枝共聚物及其合成方法，步驟為：以馬來酸酐和尿素為原料，油浴,向四口燒瓶中加入馬來酸酐、蒸餾水、尿素及1:1磷硫混酸，機械攪拌1～2h后，將產物移至固項反應裝置至粘均分子量5000??10000時，冷卻，加蒸餾水洗滌，真空抽濾并烘干得到聚琥珀酰亞胺；取一定量聚琥珀酰亞胺和水混合形成懸濁液，將色胺與適量水混合，緩緩加入懸濁液中，反應24h；調節pH，將此溶液滴入到無水乙醇中，傾去上清液，真空干燥24h，得到聚天冬氨酸/色胺接枝共聚物，本發明提供一種綠色高效、無毒無磷、可生物降解且有熒光性的水處理劑，可用于工業循環冷卻水處理中，降低了工業用水的二次污染和水體的富營養化等。

技術領域

本發明涉及環境化學、功能高分子材料領域，涉及一種高效綠色具有熒光性能的工業水處理劑及其制備方法，尤其涉及一種聚天冬氨酸/色胺接枝共聚物及其合成方法。

背景技術

近年來，隨著工業的迅速發展，工業用水量急劇增加，其中，水資源短缺及水污染加劇問題迫使人們節約用水和保護環境。冷卻水的使用在工業生產中占有很大的比例。在冷卻水循環的過程中，常常出現設備結垢、腐蝕等現象，導致生產力下降，直接影響經濟效益。為了解決這一問題，一般采用投加阻垢緩蝕劑的方法。然而，目前多數阻垢緩蝕劑或含磷、或有毒性，使用后還會帶來一系列的環境問題，如水體富營養化、水生生物基因突變。自20世紀90年代以來，無毒無磷、高效、可生物降解的綠色阻垢緩蝕劑一直是大家關注和研究的熱點。

聚天冬氨酸是一種水溶性聚合物，其分子鏈上含有獨特的肽鍵(-CO-NH-)結構，可生物降解，是國際上公認的環境友好型阻垢緩蝕劑。而且，聚天冬氨酸中不含磷，不會引起水體富營養化，投入量少，成本低，不會造成二次污染，能夠有效解決目前水資源利用率低、水體污染嚴重、設備使用壽命短等問題。因此，聚天冬氨酸及其衍生物的研究對于解決水資源危機和提高經濟效益具有極大的科學價值和重要的意義。聚天冬氨酸具有優秀的阻碳酸鈣和硫酸鈣性能，但其他性能并不優越，因此可以通過一些物理和化學的方法對聚天冬氨酸進行改性，以提高其綜合性能。

發明內容

為解決現有聚天冬氨酸具有優秀的阻碳酸鈣和硫酸鈣性能，但其他性能并不優越的問題，本發明的目的就在于提供一種聚天冬氨酸接枝共聚物，比現有的聚天冬氨酸阻垢劑有更好的阻垢及緩蝕性能，而且綠色高效、無毒無磷、可生物降解、且有熒光性，可用于工業循環冷卻水處理中，降低了工業用水的二次污染和水體的富營養化等問題。

本發明的上述目的通過以下技術方案實現：

一種聚天冬氨酸/色胺接枝共聚物，聚天冬氨酸/色胺的結構式為：

一種聚天冬氨酸/色胺接枝共聚物，聚天冬氨酸/色胺的結構式為：

一種聚天冬氨酸/色胺接枝共聚物的合成方法，包括以下步驟：

(1)以馬來酸酐和尿素為原料加熱,向四口燒瓶中加入馬來酸酐、蒸餾水、尿素及加入體積比為1:1磷硫混酸，在機械攪拌的條件下進行縮聚反應，反應1～2h后，反應體系變得粘稠時，將產物轉移至固項反應裝置繼續反應至粘均分子量5000-10000之間，冷卻至室溫，加蒸餾水洗滌，真空抽濾并烘干得到干燥的聚琥珀酰亞胺；

(2)取一定量上述聚琥珀酰亞胺加適量水至懸濁液，在圓底燒瓶中60℃下磁力攪拌，將色胺與適量水混合，緩緩加入懸濁液中，反應24h直到溶液完全變成紅棕色澄清透明的溶液；

(3)鹽酸調節pH值至中性，將此溶液緩慢滴入到一定體積的無水乙醇中，靜置得到紅棕色沉淀物，傾去上清液，真空干燥24h，得到聚天冬氨酸/色胺接枝共聚物。

優選地，步驟(1)中所述加熱為逐步升溫的油浴加熱，先將溫度升至60℃，馬來酸酐溶解，再將溫度升至80℃，加入尿素，尿素完全溶解后，溫度從80℃逐步升至160～200℃。