聚天冬氨酸（PASP）的应用研究

改性应用研究

改性后的聚天冬氨酸（PASP）在其分子结构中含有多个官能团，提高了综合阻垢能力和分散性，扩大了应用范围。

为提高PASP的缓蚀效率，以组胺为改性剂，通过开环聚合合成聚天冬氨酸/组胺化合物（PASP/HA）。采用旋转挂板失重法评价了PASP/HA化合物在不同条件（药物浓度、温度、pH、加热时间）下的缓蚀性能。结果表明：随着药物浓度的增加，PASP/HA化合物缓蚀率不断提高；PASP/HA化合物缓蚀效果优于PASP，temperature-resistant缓蚀性能优异；PASP/HA化合物缓蚀率随浸泡时间的延长而下降，但浸泡120 h后仍能保持70%以上；PASP/HA化合物在酸性介质中能表现出优异的缓蚀性能。

采用氨基开环法合成了聚天冬氨酸/3,5-二氨基苯甲酸（3,5-DMBA）接枝共聚物（PASP/3,5-DMBA），采用静态阻垢法和动态腐蚀法考察了共聚物的阻垢缓蚀性能。结果表明，3,5-DMBA的引入能有效提高PASP的阻垢缓蚀性能，特别是在较低浓度下，CaSO4和Ca3（PO4）2的阻垢性能明显提高。当PASP/3,5-DMBA的投加量分别为1.25和6 mg/L时，其对CaCO3和CaSO4的阻垢效率接近100%；当投加量为18 mg/L时，对Ca3（PO4）2的阻垢效率可达75%。

技术专家张玉玲等改性合成了新产品天冬氨酸-衣康酸共聚物（PAI），以提高PASP抑制CaCo3结垢的性能，采用静态阻垢法考察了不同水质条件对PAI阻垢性能的影响，并与改性产品天冬氨酸-赖氨酸共聚物（PAL）和市售PASP进行了比较，从动力学角度考察了PAI、有机膦类阻垢剂2-膦基丁烷-1,2,4-三羧酸（PBTCA）和PASP在特定条件下阻垢效果的差异。结果表明，在相同的实验条件下，PAI对CaCO3垢的阻垢率最高可达90.12%，略优于PAL，显著高于PASP；CaCO3在不同阻垢剂作用下的晶体生长速率常数（）分别为（PBTCA）=30.39<（PAI）=34.806<（PASP）=40.557。这说明PAI是一种阻垢性能优异的新型改性产品，适用于水质条件不稳定、水力停留时间较长的水系统。

以L-肌肽为开环介质，在碱性条件下通过开环反应合成了PASP/L-肌肽，采用静态阻垢法考察了PASP/L-肌肽对CaCO3水垢和Ca3（PO4）2水垢的阻垢性能，结果表明，当阻垢剂用量为1.25 mg/L时，PASP/L-肌肽对CaCO3水垢的阻垢率可达100%；当阻垢剂用量为8 mg/L时，PASP/L-肌肽对Ca3（PO4）2水垢的阻垢率可达90%以上，优于PASP。PASP/L-肌肽对高温和高磷酸盐浓度具有较强的耐受性。

复合应用研究

由于结构特点，未改性的PASP单独使用时阻垢缓蚀性能不是很理想，当PASP与缓蚀剂、阻垢剂等其他水处理剂复配时，可充分利用试剂间的协同作用，提高综合性能，减少试剂用量，提高企业经济效益。

采用静态质量损失法研究了聚环氧琥珀酸（PESA）、PASP和葡萄糖酸钠（Glu）三种单组分缓蚀剂对碳钢的缓蚀性能，然后将三者正交复配，得到缓蚀效果优异的新型无磷复合缓蚀剂PESA/PASP/Glu，考察了不同因素对其缓蚀性能的影响。结果表明：复合缓蚀剂的最佳质量浓度为1 000 mg/L，缓蚀率达94.6%；缓蚀率随时间的延长逐渐下降，但在48 h时仍保持在70%以上；缓蚀率随温度的升高略有下降，但在80℃时仍能达到86.5%；缓蚀率随pH的升高而升高，在pH 12时可达到96.5%，几乎完全抑制了碳钢的腐蚀。

研究了PASP与聚丙烯酸（PAA）、ZnSO4和PBTCA的增效性能及作用机理，结果表明，当PASP、PAA、ZnSO4和PBTCA的质量浓度分别为40、30、4和8 mg/L时，复合试剂对CaCO3垢的阻垢率可达95.04%，缓蚀率可达90%，表现出优异的增效性能。

经静态阻垢试验发现，PASP与羟基亚乙基二膦酸按质量比1:1混合时，阻垢性能优于任何单体；在PASP与PBTCA用量为1:1（质量比）的条件下，复合制备缓蚀阻垢剂，当复合缓蚀阻垢剂用量为30 mg/L时，缓蚀阻垢效果显著。

研究了PASP、苯并三唑（BTA）、钨酸钠（Na2WO4）和葡萄糖酸钠的四组分复配，通过正交试验得到最佳配比：（PASP）：（BTA）：（Na2WO4）：（葡萄糖酸钠）为10∶0.5∶20∶10（总质量浓度为40.5 mg/L），该配方中铜的阻垢率和缓蚀率分别为99.22%和0.000 6mm/a，具有良好的阻垢缓蚀效果。

将PASP、丙烯三羧酸-丙烯酸共聚物、葡萄糖酸钠和锌盐按一定比例复配成多元素无磷复合水处理剂，并对其缓蚀性和生物降解性进行了评价。结果表明，当复合试剂中PASP为4 mg/L时，丙烯三羧酸-丙烯酸共聚物为8 mg/L，葡萄糖酸钠为20 mg/L，锌盐为2 mg/L，碳钢腐蚀率为0.018 0 mm/a，缓蚀率达98.01%。在Cl-和SO42-含量较高的复杂水系统中，缓蚀率仍可达到90%以上，28 d后生物降解率达87.5%。该复合试剂适用于高硬度、高碱度的复杂水系统。

采用静态挂板法、静态阻垢法、正交法和Tafel极化曲线法研究了PASP和Na2WO4在高浓度率循环水条件下对304不锈钢的缓蚀阻垢性能，结果表明：在高浓度率循环水条件下，以锌盐为添加剂（2 mg/L），当缓蚀剂总质量浓度为80 mg/L时，PASP和Na2WO4的复合对不锈钢具有良好的缓蚀阻垢效果，最佳复合配方为40 mg/L PASP+40 mg/L Na2WO4，两者的复合对不锈钢的缓蚀具有显著的协同作用。

研究了PASP及其与钼酸钠、十二烷基硫酸钠复合材料在自来水中对碳钢的缓蚀性能，结果表明，缓蚀效率随PASP浓度的增加而提高，当PASP质量浓度为1.0 g/L时，缓蚀率达到61.4%；单独使用0.1 g/L聚天冬氨酸时，缓蚀率仅为25.8%；当加入0.1 g/L PASP并与0.1 g/L钼酸钠复合时，缓蚀率提高至73.95%；当加入0.1 g/L PASP并与0.05 g/L十二烷基硫酸钠复合时，缓蚀率提高至70.71%。PASP与钼酸钠、十二烷基硫酸钠复合具有正协同作用。

一种由PASP、PAA和PBTCA组成的高效绿色阻垢缓蚀剂，通过碳酸钙沉淀法对PASP及其化合物的阻垢性能进行了测试，最佳配方为（PASP）：（PAA）：（PBTCA）=6:1:1。在测试条件下，该化合物的阻垢率可达91.71%，对碳钢的缓蚀率可达92.23%，是一种优良的阻垢缓蚀剂。

采用静态阻垢法研究了PASP与aminotrimethylphosphonic（ATMP）复合体系的协同作用，考察了阻垢剂添加量、温度、pH、Ca2+浓度、HCO3-浓度对阻垢性能的影响。结果表明，复合体系的阻垢性能优于单一阻垢剂。当（PASP）：（ATMP）为2:3时，阻垢性能最优。复合阻垢剂PASP-ATMP投加量为5 mg/L时，阻垢率高达93.04%。虽然复合体系的阻垢性能随温度、pH、Ca2+浓度、HCO3-的升高而下降，但仍表现出一定的钙耐受性，适合在高pH、高HCO3-环境中使用。

以PASP为主剂，与水解聚马来酸酐（HPMA）复配，研制出适用于弱碱性条件的新型缓蚀阻垢剂，通过静态阻垢实验、Tafel极化曲线法、交流阻抗法和静态质量损失法研究了该缓蚀阻垢剂在弱碱性介质中的阻垢缓蚀性能，结果表明该缓蚀阻垢剂属于混合型缓蚀剂，在弱碱性介质中表现出良好的阻垢缓蚀效果。