CN114716032B - 一种阻垢缓蚀剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于循环水冷却水缓蚀阻垢剂技术领域，公开了一种阻垢缓蚀剂，该阻垢缓蚀剂由以下重量份原料制成：聚琥珀酰亚胺1‑5份，2,3‑二氨基丙酸1‑100份、N,N‑二甲基甲酰胺5‑70份、去离子水2‑50份、氢氧化钠1‑3份和无水乙醇90‑1500份。本发明以聚琥珀酰亚胺和2,3‑二氨基丙酸为原料，制备了结构中具有大量的羧基和氨基官能团的水溶性聚合物阻垢缓蚀剂，其在低浓度下即可减少硫酸钙垢晶体的生成，抑制铜的腐蚀，有效防止结垢、腐蚀现象的发生。
Description
技术领域
本发明属于循环水冷却水缓蚀阻垢剂技术领域，涉及一种阻垢缓蚀剂及其制备方法。
背景技术
工业循环冷却水主要用于冷却产品和设备从而起到保证工业的生产效率等作用，在制药、炼油等化学工业中的冷却装置中都是需要循环冷却水的，由此可见，工业循环冷却用水在工业用水中占到了很大的比例。但工业循环水含有大量的钙离子、钡离子等成垢离子，长期循环使用，会在热交换面上沉积，导致热交换率降低，腐蚀设备甚至危及安全生产。因此对工业循环水进行处理是很有必要的。加入阻垢缓蚀剂是防止工业循环冷却水结垢、设备腐蚀的有效方法之一。
聚天冬氨酸，也称为聚天门冬氨酸(Polyaspartic acid，缩写为PASP)，是天冬氨酸单体的氨基和羧基缩合脱水而成的聚合物，是一种水溶性的大分子多肽链，通过肽键-CO-NH来延长分子链，类似于蛋白质的结构，其在微生物的作用下，可使聚合物发生分解反应，并最终分解为稳定的小分子无毒物质，完成生物降解的过程，所以聚天冬氨酸具有优良地生物可降解性。水处理领域是聚天冬氨酸应用最成熟的一个领域，绿色水处理药剂聚天冬氨酸取代其他的水处理势在必行，但是一些含磷的水处理剂仍然在工业使用上占有很大的比例。主要是因为相对于其他水处理剂，聚天冬氨酸的价格偏高。因此，对聚天冬氨酸的改性的研究，是促进聚天冬氨酸实用化进行的路径之一。
发明内容
本发明的目的在于提供一种阻垢缓蚀剂及其制备方法，该阻垢缓蚀剂结构中具有大量的羧基和氨基官能团，在低浓度下即可减少硫酸钙垢晶体的生成，抑制铜的腐蚀，有效防止结垢、腐蚀现象的发生。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供一种阻垢缓蚀剂，该阻垢缓蚀剂由以下重量份原料制成：聚琥珀酰亚胺1-5份、2,3-二氨基丙酸1-100份、N,N-二甲基甲酰胺5-70份、去离子水2-50份、氢氧化钠1-3份和无水乙醇90-1500份。
在一个优选地技术方案中，该阻垢缓蚀剂由以下重量份原料制成：该阻垢缓蚀剂由以下重量份原料制成：聚琥珀酰亚胺5份、2,3-二氨基丙酸100份、N,N-二甲基甲酰胺70份、去离子水50份、氢氧化钠3份和无水乙醇1500份。
本发明还提供上述一种阻垢缓蚀剂的制备方法，包括以下步骤：
1)称取上述重量份的各原料，将2,3-二氨基丙酸加入到N,N-二甲基甲酰胺和去离子水组成的混合溶剂中超声5min，然后转移反应器中；
2)将聚琥珀酰亚胺加入到反应器中，混合均匀，使溶液升温至25～60℃，逐滴加入氢氧化钠，调节pH为8～9，反应18～24h；
3)反应结束后，加无水乙醇中进行沉淀，过滤，然后在40～80℃的恒温干燥箱中真空干燥，即得聚天冬氨酸/2,3-二氨基丙酸阻垢缓蚀剂。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明以聚琥珀酰亚胺和2,3-二氨基丙酸为原料，制备了结构中具有大量的羧基和氨基官能团的水溶性聚合物阻垢缓蚀剂，其在低浓度下即可减少硫酸钙垢晶体的生成，抑制铜的腐蚀，有效防止结垢、腐蚀现象在工业循环水装置中的发生，以提高工业应用。该反应所需的原料天然无公害、对环境友好、价格低廉，操作过程简便，制备的阻垢缓蚀剂在低浓度下，阻硫酸钙垢效率达100％，对铜的缓蚀效率达95％，示出优异的阻垢缓蚀性能，具有广泛的应用前景。
附图说明
图1为本发明实施例十二制备的聚天冬氨酸/2,3-二氨基丙酸阻垢缓蚀剂与聚天冬氨酸的红外谱图。
图2为本发明制备的聚天冬氨酸/2,3-二氨基丙酸阻垢缓蚀剂与聚天冬氨酸的阻硫酸钙垢性能对比曲线。
图3为添加本发明2mg/L浓度的聚天冬氨酸/2,3-二氨基丙酸阻垢缓蚀剂的阻硫酸钙垢的扫描电子显微镜图。
图4为不同浓度的聚天冬氨酸阻垢缓蚀剂在3.5％NaCl溶液中的极化曲线。
图5为不同浓度的聚天冬氨酸/2,3-二氨基丙酸阻垢缓蚀剂在3.5％NaCl溶液中的极化曲线。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限定本发明的保护范围。若未特别指明，实施例中所用技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。下述实施例中的试验方法，如无特别说明，均为常规方法。
以下实施例中所用聚琥珀酰亚胺的分子量7000-8000MW，购自上海麦克林生化科技有限公司；2,3-二氨基丙酸购自上海阿达玛斯有限公司。本发明采用接枝共聚法制备聚天冬氨酸/2,3-二氨基丙酸阻垢缓蚀剂。聚天冬氨酸与2,3-二氨基丙酸反应方程式如下：
实施例一
1)将1.41g 2,3-二氨基丙酸加入到3ml N,N-二甲基甲酰胺和2ml的去离子水组成的混合溶剂中超声10min，然后转移反应器中。
2)将0.984g聚琥珀酰亚胺加入到反应器中，混合均匀，使溶液升温至25℃，逐滴加入浓度为40％的氢氧化钠溶液(2h内滴加完毕，约1ml)，调节pH为9，反应18h。
3)反应结束后，加100ml的无水乙醇中进行沉淀，过滤，然后在40℃的恒温干燥箱中真空干燥，即得聚天冬氨酸/2,3-二氨基丙酸阻垢缓蚀剂。测得，聚天冬氨酸/2,3-二氨基丙酸阻垢缓蚀剂的接枝率45％。
实施例二
1)将1.41g 2,3-二氨基丙酸加入到3ml N,N-二甲基甲酰胺和2ml的去离子水组成的混合溶剂中超声10min，然后转移反应器中。
2)将0.984g聚琥珀酰亚胺加入到反应器中，混合均匀，使溶液升温至40℃，逐滴加入浓度为40％的氢氧化钠溶液(2h内滴加完毕，约1ml)，调节pH为9，反应18h。
3)反应结束后，加100ml的无水乙醇中进行沉淀，过滤，然后在40℃的恒温干燥箱中真空干燥，即得聚天冬氨酸/2,3-二氨基丙酸阻垢缓蚀剂。测得，聚天冬氨酸/2,3-二氨基丙酸阻垢缓蚀剂的接枝率为43％。
实施例三
1)将1.41g 2,3-二氨基丙酸加入到3ml N,N-二甲基甲酰胺和2ml的去离子水组成的混合溶剂中超声10min，然后转移反应器中。
2)将0.984g聚琥珀酰亚胺加入到反应器中，混合均匀，使溶液升温至50℃，逐滴加入浓度为40％的氢氧化钠溶液(2h内滴加完毕，约1ml)，调节pH为9，反应18h。
3)反应结束后，加100ml的无水乙醇中进行沉淀，过滤，然后在40℃的恒温干燥箱中真空干燥，即得聚天冬氨酸/2,3-二氨基丙酸阻垢缓蚀剂。测得，聚天冬氨酸/2,3-二氨基丙酸阻垢缓蚀剂的接枝率为40％。
实施例四
1)将1.41g 2,3-二氨基丙酸加入到3ml N,N-二甲基甲酰胺和2ml的去离子水组成的混合溶剂中超声10min，然后转移反应器中。
2)将0.984g聚琥珀酰亚胺加入到反应器中，混合均匀，使溶液升温至60℃，逐滴加入浓度为40％的氢氧化钠溶液(2h内滴加完毕，约1ml)，调节pH为9，反应18h。
3)反应结束后，加100ml的无水乙醇中进行沉淀，过滤，然后在40℃的恒温干燥箱中真空干燥，即得聚天冬氨酸/2,3-二氨基丙酸阻垢缓蚀剂。测得，聚天冬氨酸/2,3-二氨基丙酸阻垢缓蚀剂的接枝率为28％。
实施例五
1)将1.41g 2,3-二氨基丙酸加入到3ml N,N-二甲基甲酰胺和2ml的去离子水组成的混合溶剂中超声10min，然后转移反应器中。
2)将0.984g聚琥珀酰亚胺加入到反应器中，混合均匀，使溶液升温至65℃，逐滴加入浓度为40％的氢氧化钠溶液(2h内滴加完毕，约l1ml)，调节pH为9，反应18h。
3)反应结束后，加100ml的无水乙醇中进行沉淀，过滤，然后在40℃的恒温干燥箱中真空干燥，即得聚天冬氨酸/2,3-二氨基丙酸阻垢缓蚀剂。测得，聚天冬氨酸/2,3-二氨基丙酸阻垢缓蚀剂的接枝率为23％，这是因为温度高于60℃产物会降解造成聚合物阻垢缓蚀剂的接枝率下降，呈棕黄色透明液体。
实施例六
1)将1.41g 2,3-二氨基丙酸加入到3ml N,N-二甲基甲酰胺和2ml的去离子水组成的混合溶剂中超声10min，然后转移反应器中。
2)将0.984g聚琥珀酰亚胺加入到反应器中，混合均匀，使溶液升温至25℃，逐滴加入浓度为40％的氢氧化钠溶液(4h内滴加完毕，约1ml)，调节pH为9，反应18h。
3)反应结束后，加100ml的无水乙醇中进行沉淀，过滤，然后在40℃的恒温干燥箱中真空干燥，即得聚天冬氨酸/2,3-二氨基丙酸阻垢缓蚀剂。测得，聚天冬氨酸/2,3-二氨基丙酸阻垢缓蚀剂的接枝率为45％。
实施例七
1)将1.41g 2,3-二氨基丙酸加入到3ml N,N-二甲基甲酰胺和2ml的去离子水组成的混合溶剂中超声10min，然后转移反应器中。
2)将0.984g聚琥珀酰亚胺加入到反应器中，混合均匀，使溶液升温至25℃，逐滴加入浓度为40％的氢氧化钠溶液(5h内滴加完毕，约1ml)，调节pH为9，反应18h。
3)反应结束后，加100ml的无水乙醇中进行沉淀，过滤，然后在40℃的恒温干燥箱中真空干燥，即得聚天冬氨酸/2,3-二氨基丙酸阻垢缓蚀剂。测得，聚天冬氨酸/2,3-二氨基丙酸阻垢缓蚀剂的接枝率为50％，这是因为氢氧化钠滴加速度过快，产物会降解。
实施例八
1)将1.41g 2,3-二氨基丙酸加入到3ml N,N-二甲基甲酰胺和2ml的去离子水组成的混合溶剂中超声10min，然后转移反应器中。
2)将0.984g聚琥珀酰亚胺加入到反应器中，混合均匀，使溶液升温至25℃，逐滴加入浓度为40％的氢氧化钠溶液(2h内滴加完毕，约1ml)，调节pH为10，反应18h。
3)反应结束后，加100ml的无水乙醇中进行沉淀，过滤，然后在40℃的恒温干燥箱中真空干燥，即得聚天冬氨酸/2,3-二氨基丙酸阻垢缓蚀剂。测得，聚天冬氨酸/2,3-二氨基丙酸阻垢缓蚀剂的接枝率为47％，。
实施例九
1)将1.41g 2,3-二氨基丙酸加入到3ml N,N-二甲基甲酰胺和2ml的去离子水组成的混合溶剂中超声10min，然后转移反应器中。
2)将0.984g聚琥珀酰亚胺加入到反应器中，混合均匀，使溶液升温至25℃，逐滴加入浓度为40％的氢氧化钠溶液(2h内滴加完毕，约1ml)，调节pH为6，反应18h。
3)反应结束后，加100ml的无水乙醇中进行沉淀，过滤，然后在40℃的恒温干燥箱中真空干燥，即得聚天冬氨酸/2,3-二氨基丙酸阻垢缓蚀剂。测得，聚天冬氨酸/2,3-二氨基丙酸阻垢缓蚀剂的接枝率为20％，这是这是pH>10，碱性过强，产物降解，呈棕黄色透明液体；pH<7，碱性过低，聚天冬氨酸酰胺键不断裂，与2,3-二氨基丙酸不反应，无目标产物生成，底部为白色粉末状固体。故pH一般调为弱碱性9，有黄棕色粘稠状固体产物生成。
实施例十
1)将7.05g 2,3-二氨基丙酸加入到5ml N,N-二甲基甲酰胺和10ml的去离子水组成的混合溶剂中超声10min，然后转移反应器中。
2)将0.984g聚琥珀酰亚胺加入到反应器中，混合均匀，使溶液升温至25℃，逐滴加入浓度为40％的氢氧化钠溶液(4h内滴加完毕，约l1ml)，调节pH为9，反应24h。
3)反应结束后，加500ml的无水乙醇中进行沉淀，过滤，然后在60℃的恒温干燥箱中真空干燥，即得聚天冬氨酸/2,3-二氨基丙酸阻垢缓蚀剂。测得，聚天冬氨酸/2,3-二氨基丙酸阻垢缓蚀剂的接枝率为65％。
实施例十一
1)将11.28g 2,3-二氨基丙酸加入到8ml N,N-二甲基甲酰胺和25ml的去离子水组成的混合溶剂中超声10min，然后转移反应器中。
2)将0.984g聚琥珀酰亚胺加入到反应器中，混合均匀，使溶液升温至25℃，逐滴加入浓度为40％的氢氧化钠溶液(4h内滴加完毕，约1ml)，调节pH为9，反应24h。
3)反应结束后，加1000ml的无水乙醇中进行沉淀，过滤，然后在60℃的恒温干燥箱中真空干燥，即得聚天冬氨酸/2,3-二氨基丙酸阻垢缓蚀剂。测得，聚天冬氨酸/2,3-二氨基丙酸阻垢缓蚀剂的接枝率为74％。
实施例十二
1)将14.1g 2,3-二氨基丙酸加入到10ml N,N-二甲基甲酰胺和50ml的去离子水组成的混合溶剂中超声10min，然后转移反应器中。
2)将0.984g聚琥珀酰亚胺加入到反应器中，混合均匀，使溶液升温至25℃，逐滴加入浓度为40％的氢氧化钠溶液(4h内滴加完毕，约1ml)，调节pH为9，反应24h。
3)反应结束后，加1500ml的无水乙醇中进行沉淀，过滤，然后在60℃的恒温干燥箱中真空干燥，即得聚天冬氨酸/2,3-二氨基丙酸阻垢缓蚀剂。测得，聚天冬氨酸/2,3-二氨基丙酸阻垢缓蚀剂的接枝率为82％，这是因为2,3-二氨基丙酸量增加使羧基含量增加，可与较多的钙离子螯合。
对比例：
按照实施例十二中的制备步骤，步骤1中不加2,3-二氨基丙酸，合成聚天冬氨酸。图1为本实施例制备的聚天冬氨酸/2,3-二氨基丙酸阻垢缓蚀剂与聚天冬氨酸的红外谱图。从图1可以看出在3417cm-1、1654cm-1和1402cm-1处出现了聚天冬氨酸中N-H、C＝O和C-N的和特征吸收峰。在聚天冬氨酸/2,3-二氨基丙酸的红外谱图中，除出现聚天冬氨酸的吸收峰外，在3292cm-1出现了-NH3的特征峰，表明2,3-二氨基丙酸参与了聚琥珀酰亚胺的开环反应。
对实施例十二制得的阻垢缓蚀剂，及对比例的聚天冬氨酸进行性能对比。
(1)缓蚀性能测试：利用CHI 660E电化学工作站，采用三电极电解池体系，以298K的3.5％NaCl溶液为腐蚀介质研究不同浓度(空白、5mg/L、10mg/L、15mg/L)的阻垢缓蚀剂铜的电化学缓蚀行为。铂片电极(2cm2)和饱和甘汞电极分别为对电极和参比电极，由环氧树脂包覆的铜为工作电极。实验开始前，采用不同规格(400-2000目)的砂纸对工作电极进行打磨，然后用无水乙醇对其进行清洗，冷风吹干，备用。参比电极通过鲁金斯毛细管连接到电解池。工作电极在腐蚀溶液中浸泡1h以获得稳定的开路电位。动电位极化实验是在开路电位±250mv的电位范围内以1mv·s-1的扫描速率进行测量。动电位极化所得E-i曲线，相关腐蚀参数(Ecorr)、腐蚀电流密度(icorr)、阴极塔菲尔斜率(bc)和阳极塔菲尔斜率(ba)采用Tafel外推法在极化曲线上拟合得到。不同浓度的阻垢缓蚀剂的结果如表1所示。缓蚀剂分子在金属表面形成一层吸附膜，吸附膜将金属表面与盐溶液隔离开，在覆盖缓蚀剂吸附膜的金属表面部分，电极反应不能进行，从而减缓金属的腐蚀。而未覆盖表面的部分，电极反应按原来的历程进行。
表1不同浓度的阻垢缓蚀剂在极化曲线中获得的电化学极化参数
(2)阻硫酸钙垢性能测试：利用静态阻垢法测定水处理药剂的阻CaSO4垢性能。用CaCl2和NaSO4配置模拟用水，使试液中Ca2+浓度为6800mg/L，SO4 2-浓度为7100mg/L，加入25mL的0.026mol/L的硼砂缓冲溶液，在恒温水浴锅中70℃水浴6h，冷却至室温23℃，用0.024mol/L的乙二胺四乙酸二钠盐标准溶液标定上清液中Ca2+的含量。
图2为本发明制备的聚天冬氨酸/2,3-二氨基丙酸阻垢缓蚀剂与聚天冬氨酸的阻硫酸钙垢性能对比曲线。从图2可以看出，本发明制备的阻垢缓蚀剂阻硫酸钙垢性能明显高于聚天冬氨酸，在3mg/L时，阻垢效率达到100％，较聚天冬氨酸提升了75％，说明改性后的聚天冬氨酸表现较好的阻垢性能。
图3为添加本发明2mg/L浓度的聚天冬氨酸/2,3-二氨基丙酸阻垢缓蚀剂的阻硫酸钙垢的扫描电子显微镜图。从图3可以看出，在添加本发明阻垢剂后，阻垢剂分子中呈负电性的功能基团与难溶性钙盐表面带有正电的钙离子通过库仑相互作用而产生较强的吸附作用，导致垢晶体产生较大程度的扭曲，引起晶体晶格畸变，使垢不易牢固地吸附在器壁上，松散地分布在水中，易于被循环水冲走。
图4为不同浓度的聚天冬氨酸阻垢缓蚀剂在3.5％NaCl溶液中的条件下极化曲线图。从图4可以看出单一的聚天冬氨酸没有在铜表面形成吸附层，抑制腐蚀的效果不理想，因此需要在聚天冬氨酸侧链上进行接枝改性，以提高其缓蚀性能。
图5为不同浓度的本发明聚天冬氨酸/2,3-二氨基丙酸阻垢缓蚀剂在3.5％NaCl溶液中的条件下极化曲线图。从图5可以看出本发明阻垢缓蚀剂的加入使阴极区极化曲线下移，浓度越大极化曲线下降幅度越大。相较于阴极，聚天冬氨酸/2,3-二氨基丙酸的阳极曲线变化明显，在0.02～0.15V间出现肩峰。肩峰的出现由于形成了Cu(Ⅰ)-聚天冬氨酸/2,3-二氨基丙酸复合物吸附在铜表面，表明更多的吸附剂附在铜表面，阻止了铜的腐蚀。
以上所述之实施例，只是本发明的较佳实施例而已，仅仅用以解释本发明，并非限制本发明实施范围，对于本技术领域的技术人员来说，当然可根据本说明书中所公开的技术内容，通过置换或改变的方式轻易做出其它的实施方式，故凡在本发明的原理上所作的变化和改进等，均应包括于本发明申请专利范围内。
Claims (1)
1.一种阻垢缓蚀剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）称取以下重量份的各原料：聚琥珀酰亚胺5份、2,3-二氨基丙酸100份、N,N-二甲基甲酰胺70份、去离子水50份、氢氧化钠3份和无水乙醇1500份，将2,3-二氨基丙酸加入到N,N-二甲基甲酰胺和去离子水组成的混合溶剂中超声5min，然后转移反应器中；
2）将聚琥珀酰亚胺加入到反应器中，混合均匀，使溶液升温至25℃，逐滴加入氢氧化钠并在4h内滴加完毕，调节pH为9，反应24h；
3）反应结束后，加无水乙醇中进行沉淀，过滤，然后在40~80℃的恒温干燥箱中真空干燥，即得聚天冬氨酸/2,3-二氨基丙酸阻垢缓蚀剂。
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| CN101428912A (zh) * | 2008-12-10 | 2009-05-13 | 河北省能源研究所 | 生物可降解缓蚀阻垢剂-含羧酸基聚天冬氨酸衍生物及其制备方法 |
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