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随着社会经济的发展,水溶性高分子材料的应用逐年增加,但是大部分水溶性高分子材料不能生物降解,造成严重的环境问题。因此,可生物降解的水溶性高分子材料成为近年来研究热点。聚天冬氨酸则是这一类性能优异的水溶性高分子材料。本论文扼要地回顾了聚天冬氨酸的制备方法、性能及主要应用。聚天冬氨酸既能生物降解,又具有阻垢缓蚀等性能,是一种新型的水处理剂,被人们誉为“绿色”产品,在工业、农业、医药等方面具有非常广泛的应用。聚天冬氨酸的制备方法主要有两条路线:一是以天冬氨酸单体为原料热缩聚制备聚天冬氨酸;二是以马来酸酐和氨水为原料热缩聚制备聚天冬氨酸。
以马来酸酐和碳酸铵为原料合成中间体聚琥珀酰亚胺,然后水解制备聚天冬氨酸,研究了聚天冬氨酸的阻垢性能及生物降解性能。适宜的合成条件为:马来酸酐和碳酸铵的摩尔比为1:1.2,反应温度为180℃,反应时间为1.0h。聚琥珀酰亚胺水解的最佳条件是:氢氧化钠与聚琥珀酰亚胺的质量比为0.46:1,氢氧化钠浓度为2mol/L,水解温度为70℃。该制备工艺简单,易操作,基本无污染。相对分子质量在4000左右。
采用静态阻垢法测定聚天冬氨酸对 CaCO<,3> 的阻垢性能。结果表明:在Ca<2+>浓度240mg/L(以碳酸钙计600mg/L),HCO<,3>浓度为732mg/L(以碳酸钙计1200mgL),PH值为9.0的条件下,用量为 4.0 mg/L 时,对 CaCO<,3>的阻垢率可达98%。利用SEM观察 CaCO<,3>垢样的形貌,结果表明,加入聚天冬氨酸试液使CaCO<,3>垢变软,易被水冲走。采用COD法研究了PASP的生物降解性,结果表明:聚天冬氨酸28天降解80%,属于易生物降解材料。