天冬氨酸-衣康酸共聚物及其合成方法
2023-04-29 13:58:21
天冬氨酸-衣康酸共聚物及其合成方法
【專利摘要】天冬氨酸-衣康酸共聚物及其合成方法，它涉及一種可用作水處理藥劑的聚天冬氨酸改性產物及其合成方法。本發明的目的是解決現有聚天冬氨酸改性產物合成工藝複雜、反應速度慢，產品性能不穩定、對CaCO3阻垢率偏低等缺點。天冬氨酸-衣康酸共聚物的結構式為合成過程為：以天冬氨酸和衣康酸為原料，在915±50MHz或2450±50MHz、200～10000W的微波條件下，加入少量催化劑和適量有機溶劑，輻射3～40min，合成中間體，此時有機溶劑全部以氣體形式回收，中間體經純水淋洗分離催化劑後進一步鹼性水解得到天冬氨酸-衣康酸共聚物。本發明具有工藝簡單、反應速度快、產率高、節能、汙染少、產品性能明顯提高的優點。
【專利說明】天冬氨酸-衣康酸共聚物及其合成方法
【技術領域】：
[0001] 本發明涉及一種天冬氨酸-衣康酸共聚物及其合成方法，具體涉及一種可用作水 處理劑的天冬氨酸-衣康酸共聚物及其合成方法。
【背景技術】：
[0002] 水處理劑聚天冬氨酸的環境友好性使其成為近年來的研究熱點。在較低的Ca2+濃 度條件下，對硫酸鈣、硫酸鋇、碳酸鈣、磷酸鈣結垢有著良好的抑制性能。但一些研究表明： 在較高Ca 2+濃度和溫度下，聚天冬氨酸的阻垢性能與目前所應用的含磷阻垢劑和其他可部 分生物降解的阻垢劑相比，還存在一定的差距，尤其是在抑制CaCO 3方面。為了增強這種綠 色水處理劑的阻垢性能，擴大應用範圍，國內外的學者競相對聚天冬氨酸進行了改性研究。
[0003] 聚天冬氨酸傳統合成方法是由原料（天冬氨酸或其它原料）熱縮聚合得到中間體 聚琥珀醯亞胺，再由聚琥珀醯亞胺的鹼性水解而成。根據聚天冬氨酸傳統工藝，可以考慮從 三處進行改性，即原料、中間體和最終產物。相應地有三種改性途徑：一是改變合成原料； 二是通過其他的鹼性物質（氫氧化鈉除外），對中間產物聚琥珀醯亞胺開環，以引入除羥基 以外的基團；三是直接加入交聯劑，對聚天冬氨酸進行交聯改性。前兩種途徑主要用於水處 理劑聚天冬氨酸的改性，第三種方法用於醫用聚天冬氨酸的改性。
[0004] 目前對原料改性的報導主要是通過天冬氨酸與其他物質共聚，如天冬氨酸與酒石 酸、己二酸等，但這些共聚物在抑制CaCO3結垢的性能方面沒有顯著提高，而且這些工藝都 是在傳統加熱方式下進行，反應速度慢，產率低，產品性能不穩定。
【發明內容】
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[0005] 鑑於上述聚天冬氨酸的改性現狀，本發明提供一種天冬氨酸-衣康酸共聚物及 其合成方法，它可以解決現有方法對原料進行改性時存在反應速度慢、產率低、對CaCO 3阻 垢性能較差、溶劑與產物分離難等缺陷。本發明的天冬氨酸-衣康酸共聚物的結構式為：
【權利要求】
1. 天冬氨酸-衣康酸共聚物，其特徵在於它的結構式為：式中y/ (y+x)的範圍為〇· 1?1，x+y的範圍為3?100。
2. 根據權利要求1所述的天冬氨酸-衣康酸共聚物，其特徵在於yAy+x)的範圍為 0· 5?0· 9, x+y的範圍為7?70。
3. 天冬氨酸-衣康酸共聚物的合成方法，其特徵在於它按照如下步驟進行合成：以天 冬氨酸和衣康酸為原料，天冬氨酸與衣康酸的化學計量數之比為1 : 10?10 : 1，向原料 中加入催化劑和有機溶劑，在微波頻率為915±50MHz或2450±50MHz、微波功率為200? 10000W的條件下，福射反應3?40min，反應得到中間體，中間體經鹼性水解得到天冬氨 酸-衣康酸共聚物。其中催化劑與反應物的化學計量數之比為〇. 01?〇. 5 ;有機溶劑與反 應物的化學計量數之比為〇. 10?3. 0。
4. 根據權利要求3所述的天冬氨酸-衣康酸共聚物的合成方法其特徵在於所述反應體 系的加熱方式為微波加熱，功率為400?8000W，輻射時間為3?20min。
5. 根據權利要求3所述的天冬氨酸-衣康酸共聚物的合成方法，其特徵在於所述天冬 氨酸與衣康酸的化學計量數之比為1 : 1?9 : 1。
6. 根據權利要求3所述的天冬氨酸-衣康酸共聚物的合成方法，其特徵在於所述催化 劑與反應物的化學計量數之比為〇. 04?0. 10。
7. 根據權利要求3所述的天冬氨酸-衣康酸共聚物的合成方法，其特徵在於所述有機 溶劑與反應物的化學計量數之比為〇. 3?2. 0。
8. 根據權利要求3所述的天冬氨酸-衣康酸共聚物的合成方法，其特徵在於所述催化 劑為磷酸二氫鉀、硫酸銨、硫酸氫鈉、磷酸二氫銨或磷酸二氫鈉等。
9. 根據權利要求3所述的天冬氨酸-衣康酸共聚物的合成方法，其特徵在於所述有機 溶劑為二甲基亞碸、甲基乙烯碸、碳酸丙烯酯或碳酸二苯酯等。
10. 根據權利要求3所述的天冬氨酸-衣康酸共聚物的合成方法，其特徵在於所述有機 溶劑的沸點為180?310°C。
【文檔編號】C02F5/12GK104292460SQ201410570775
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年10月23日 優先權日:2014年10月23日
【發明者】張玉玲, 王吉龍, 倪世清, 黃帥斌, 胡志光, 李研, 馮雪 申請人:華北電力大學（保定）