利用天冬氨酸热缩聚产物聚琥珀酰亚胺(PSI)和2-氨基乙磺酸(SEA)、天冬氨酸(ASP)合成了一种聚天冬氨酸共聚物。红外光谱法和元素分析法表征了聚天冬氨酸共聚物的结构,研究了聚琥珀酰亚胺与2-氨基乙磺酸、天冬氨酸不同比例时的接枝率;考查了聚天冬氨酸共聚物的阻垢和分散性能;利用扫描电子显微镜对CaCO3晶形进行了观察和分析。实验结果表明:当PSI:SEA:ASP=1:0.6:0.4时,其阻垢和分散的综合性能较好;当Ca2+质量浓度400mg・L・1、HCO3・量浓度800mg・L・1、聚天冬氨酸共聚物用量
### 聚天冬氨酸共聚物的合成、表征及性能研究
#### 研究背景与目的
本文旨在探讨聚天冬氨酸共聚物的合成方法及其在阻垢和分散性能方面的应用。聚天冬氨酸(PASP)作为一种生物降解性良好的聚合物，在水处理领域具有广泛的应用前景。通过引入不同的功能基团如磺酸基和羧酸基等，可以进一步提高其性能。
#### 合成方法与表征手段
1. **合成原料与条件**：采用天冬氨酸热缩聚产物——聚琥珀酰亚胺(PSI)作为主要原料，并与2-氨基乙磺酸(SEA)和天冬氨酸(ASP)反应合成聚天冬氨酸共聚物(PASP-SEA-ASP)。
2. **合成原理**：首先制备PSI，然后通过PSI与SEA和ASP的不同摩尔比进行反应，得到目标产物PASP-SEA-ASP。
3. **结构表征**：利用红外光谱法(FT-IR)和元素分析法对合成的聚天冬氨酸共聚物进行结构表征。红外光谱可用于确认分子中的官能团类型，而元素分析则可验证产物的组成是否符合预期。
#### 接枝率的影响因素
研究了PSI、SEA和ASP的不同摩尔比对接枝率的影响。结果表明，当PSI:SEA:ASP的比例为1:0.6:0.4时，所得共聚物的接枝率最高，同时其阻垢和分散性能也最佳。
#### 性能评估
1. **阻垢性能**：考察了PASP-SEA-ASP在不同条件下的阻垢效果。当Ca\(^2+\)的质量浓度为400mg/L、HCO\(_3^-\)的量浓度为800mg/L、PASP-SEA-ASP用量为4mg/L时，阻垢率可达59%。
2. **分散性能**：测试了PASP-SEA-ASP分散氧化铁的能力。当共聚物用量为10mg/L时，上清液的最小透光率为53%，表明其具有较好的分散效果。
#### 微观结构分析
利用扫描电子显微镜(SEM)对CaCO\(_3\)晶体形态进行了观察和分析。结果显示，PASP-SEA-ASP能够有效地扭曲CaCO\(_3\)的晶格结构并分散晶体颗粒，从而增强其阻垢性能。
#### 结论
本研究成功合成了含有磺酸基和羧酸基团的聚天冬氨酸共聚物PASP-SEA-ASP，并对其结构进行了表征。实验结果表明，当PSI:SEA:ASP的摩尔比为1:0.6:0.4时，该共聚物表现出优异的阻垢和分散性能。此外，通过对CaCO\(_3\)晶体形态的分析，证实了PASP-SEA-ASP对CaCO\(_3\)晶体生长具有显著的抑制作用，这为进一步开发高效环保的水处理剂提供了理论依据和技术支持。
