本发明涉及聚天冬氨酸衍生物阻垢剂的制备技术。尤其涉及一种阻垢剂聚天冬氨酸衍生物的制备方法。
背景技术：
近年来，随着工业的发展，工业水中的钙、镁等金属离子在设备或管道中的结垢问题日益显著，对阻垢剂的研究越来越重视。在很多的阻垢剂中，均存有使用成本较高，阻垢率低及对环境有害等问题，目前在国内外公认的绿色阻垢剂更新换代产品，已成为研发的热点。研究表明优化合成方法通过接枝改性在pasp主链上增加官能团，使pasp具有更高的阻垢率，是对pasp阻垢剂研究的新趋势。
技术实现要素：
本发明的目的在于解决现有阻垢剂使用阻垢效率低及对环境有害的问题，提供一种在水中溶解性好，对环境无毒无害，可生物降解，阻垢效率高，生产成本低的聚天冬氨酸衍生物阻垢剂合成方法。
实现上述目的采用以下技术方案：一种阻垢剂的制备方法，所述方法包括下述步骤：
a.制备聚天冬氨酸(pasp)
①psi的合成：将9.8g-29.4g马来酸酐和20ml-60ml去离子水加入到三口烧瓶中，搅拌加热至84℃-86℃，然后按马来酸酐与氨水质量比1∶1.25缓慢加入氨水。水解1.5h-3h，减压蒸馏，得到白色片状晶体马来酰亚胺。滴加去离子水至马来酰亚胺刚好溶解，然后在200℃-220℃下缩聚反应40min-60min，得到棕红色黏稠物——聚琥珀酰亚胺(psi)。
②pasp的合成：用去离子水将psi刚好溶解，然后在温度为65℃-75℃水浴中，加入4ml-12ml3mol/l的氢氧化钠水解45min-55min。测定ph为9.5-10.5左右，用盐酸中和，使ph＝7。用无水乙醇洗涤、过滤、干燥，即得聚天冬氨酸(pasp)。
b.聚天冬氨酸衍生物阻垢剂(简称th-pasp)的制备
将步骤a的产物pasp放入三口烧瓶中，分2-3次加入2.0g-4.0g的硫脲，放入甲基硅油浴中加热，待温度升到80℃-90℃后，开始调节ph在6.0-7.5之间，充分搅拌反应1.0h-2.0h后，反应体系变为橙黄色粘稠状物时，停止加热，在红外干燥灯下干燥，既得聚天冬氨酸衍生物(th-pasp)，研细密闭保存备用。
作为优选方案，按重量计，聚天冬氨酸pasp与硫脲的比例为2∶1。
作为优选方案，所述的聚天冬氨酸衍生物th-pasp成品用研磨机研磨至60目.
本发明制备的聚天冬氨酸衍生物阻垢剂制备方法，属聚合物型阻垢剂。聚天冬氨酸衍生物th-pasp分子中不含磷、无毒、不破坏生态环境且具有良好的生物可降解性和水溶性，其优异的阻垢性能特别适用于工业水处理。其显著的效果还在于：不用改变其它的工艺条件，只是在聚天冬氨酸pasp分子中加入一种小分子物质，改善其线性结构增加了支链，pesa具有多官能性，而达到了增加聚天冬氨酸衍生物th-pasp的阻碳酸钙和硫酸钙目的，进一步拓宽了聚天冬氨酸pasp的应用范围。
附图说明：
图1、图2是本发明不加和加th-pasp碳酸钙晶形显微镜扫描示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
聚天冬氨酸衍生物th-pasp阻垢剂制备方法实施例：
实施例1：
a.制备聚天冬氨酸(pasp)
①psi的合成：将9.8g马来酸酐和20ml去离子水加入到三口烧瓶中，搅拌加热至84℃，然后按马来酸酐与氨水质量比1∶1.25缓慢加入氨水。水解1.5h，减压蒸馏，得到白色片状晶体马来酰亚胺。滴加去离子水至马来酰亚胺刚好溶解，然后在200℃下缩聚反应40min，得到棕红色黏稠物——聚琥珀酰亚胺(psi)。
②pasp的合成：用去离子水将psi刚好溶解，然后在温度为65℃水浴中，加入4ml3mol/l的氢氧化钠水解45min。测定ph为9.5左右，用盐酸中和，使ph＝7。用无水乙醇洗涤、过滤、干燥，即得聚天冬氨酸(pasp)。
b.聚天冬氨酸衍生物阻垢剂(简称th-pasp)的制备
将步骤a的产物pasp放入三口烧瓶中，分2-3次加入2.0g的硫脲，放入甲基硅油浴中加热，待温度升到80℃后，开始调节ph在6.0，充分搅拌反应1.0h后，反应体系变为橙黄色粘稠状物时，停止加热，在红外干燥灯下干燥，既得聚天冬氨酸衍生物(th-pasp)，研细密闭保存备用。
实施例2：
a.制备聚天冬氨酸(pasp)
①psi的合成：将19.6g马来酸酐和40ml去离子水加入到三口烧瓶中，搅拌加热至85℃，然后按马来酸酐与氨水质量比1∶1.25缓慢加入氨水。水解2h，减压蒸馏，得到白色片状晶体马来酰亚胺。滴加去离子水至马来酰亚胺刚好溶解，然后在210℃下缩聚反应50min，得到棕红色黏稠物——聚琥珀酰亚胺(psi)。
②pasp的合成：用去离子水将psi刚好溶解，然后在温度为70℃水浴中，加入8ml3mol/l的氢氧化钠水解50min。测定ph为10左右，用盐酸中和，使ph＝7。用无水乙醇洗涤、过滤、干燥，即得聚天冬氨酸(pasp)。
b.聚天冬氨酸衍生物阻垢剂(简称th-pasp)的制备
将步骤a的产物pasp放入三口烧瓶中，分2-3次加入3.0g的硫脲，放入甲基硅油浴中加热，待温度升到85℃后，开始调节ph在7.0，充分搅拌反应1.5h后，反应体系变为橙黄色粘稠状物时，停止加热，在红外干燥灯下干燥，既得聚天冬氨酸衍生物(th-pasp)，研细密闭保存备用。
实施例3：
a.制备聚天冬氨酸(pasp)
①psi的合成：将29.4g马来酸酐和60ml去离子水加入到三口烧瓶中，搅拌加热至86℃，然后按马来酸酐与氨水质量比1∶1.25缓慢加入氨水。水解3h，减压蒸馏，得到白色片状晶体马来酰亚胺。滴加去离子水至马来酰亚胺刚好溶解，然后在220℃下缩聚反应60min，得到棕红色黏稠物——聚琥珀酰亚胺(psi)。
②pasp的合成：用去离子水将psi刚好溶解，然后在温度为75℃水浴中，加入12ml3mol/l的氢氧化钠水解55min。测定ph为10.5左右，用盐酸中和，使ph＝7。用无水乙醇洗涤、过滤、干燥，即得聚天冬氨酸(pasp)。
b.聚天冬氨酸衍生物阻垢剂(简称th-pasp)的制备
将步骤a的产物pasp放入三口烧瓶中，分2-3次加入4.0g的硫脲，放入甲基硅油浴中加热，待温度升到90℃后，开始调节ph在7.5，充分搅拌反应2.0h后，反应体系变为橙黄色粘稠状物时，停止加热，在红外干燥灯下干燥，既得聚天冬氨酸衍生物(th-pasp)，研细密闭保存备用。
使用方法实施例
实施例1：
以1升水计，按照质量浓度配比分别在容量瓶配成12mg/l的th-pasp、12mg/l的csn-pasp、12mg/l自制pasp、12mg/l的csn和6mg/l自制pasp与6mg/lcsn复配液，然后倒入锥形瓶中，用带有玻璃管的胶塞盖紧，于80℃的恒温水浴中加热10h后测定药剂的阻垢率。结果见表1。
表1
实施例2：
将本发明用于碳酸钙晶形的分析。
使用显微镜对碳酸钙的成垢晶型进行了观察。得出图1，图2。通过图1可以看出，没有加阻垢剂的碳酸钙晶体为形状规则的、表面光滑、排列紧密的立方体，而图2加入th-pasp改性产物的碳酸钙晶体结构不规则，形成疏松多孔，晶型比较紊乱。结果表明，加入th-pasp阻垢剂后可以使晶体的晶格发生畸变，破坏晶体原有的规则致密的结构，从而防止垢的形成。由此可知，th-pasp对碳酸钙的阻垢能力表现为晶格畸变、分散的作用。
以上公开的仅为本发明的具体实施例，虽然本发明以较佳的实施例揭示如上，但本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，在不脱离本发明的设计思想和范围内，对本发明进行各种改动和润饰，都应落在本发明的保护范围之内。