[发明专利]用于测试不同温度对聚天冬氨酸阻垢性能影响的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于测试不同温度对聚天冬氨酸阻垢性能影响的方法。

背景技术

阻垢剂的阻垢性能与分子结构关系较大。当分子中的羧基、烃基以一定的配比共存时，阻垢剂的阻垢性能优异。这是由于结构中的不同官能团在水中的引力或斥力的不同，使这些高分子在水溶液中具有不同的伸展形态，因而对不同的微粒具有不同的吸附性能。如果这正好适合某一结晶形态微粒的吸附要求，它就可以具有最佳的稳定效果，成为这种微粒的高效阻垢剂。

低剂量效应就是加很少量的阻垢剂即可抑制大量成垢离子的结晶作用。这是因为当溶液中有大量的CaCO3、CaSO4小晶体存在时，按照吉布斯-汤姆森理论，界面能越高，晶体的临界半径越大，从水中析出这些小晶体越困难。在未加入阻垢剂时，很容易析出的CaCO3过饱和溶液，因加入阻垢剂后，界面能增大，使水中不宜析出这些小晶体。这样，少量的阻垢剂就可将大量的Ca2+稳定在水中，而且随着阻垢剂用量的增加，阻垢率随之增大；阻垢剂的用量增大到一定的程度时，这种阻垢作用将不明显。

当阻垢剂加入水中，一方面，由于物理或化学作用，吸附了阻垢剂的颗粒表面形成双电层，改变了颗粒表面原来的电荷状态，在静电作用下，颗粒相互排斥，这样避免了颗粒碰撞后长大沉积，并将颗粒分散在水中；另一方面，阻垢剂还能吸附在容器设备的表面，形成一个吸附层，阻止颗粒在接触面上的沉积，并使沉积物与接触面不能紧密相接，表现为垢层疏松，易于脱落。

聚天冬氨酸(PASP)属于聚氨基酸中的一类。聚天冬氨酸因其结构主链上的肽键易受微生物、真菌等作用而断裂，最终降解产物是对环境无害的氨、二氧化碳和水。因此，聚天冬氨酸是生物降解性好的、环境友好型化学品。

生物降解性：聚天冬氨酸是一种带有羧酸侧链的聚合氨基酸，是天冬氨酸单体的氨基和羧基缩水而成的聚合物，有α，β2种构型。天然的聚氨基酸中聚天冬氨酸片段都是以α型形式存在的，而合成的聚天冬氨酸中大部分是α，β2种构型的混合物。热缩聚得到的聚天冬氨酸，因其结构主链上的肽键易受微生物、真菌等作用而断裂，最终降解产物是对环境无害的水和二氧化碳。聚天冬氨酸水凝胶在活性污泥中的生物降解速度为28d达到76％。

毒性：利用昆明种小鼠急性毒性实验、Ames实验、小鼠骨髓嗜多染红细胞微核实验研究聚天冬氨酸的一般毒性与致突变性，结果显示：聚天冬氨酸既无毒性也无致突变作用。这为安全使用聚天冬氨酸提供了依据。

聚天冬氨酸用途广泛。在水处理、医药、农业、日化等领域都能找到它的用途。作为水处理剂，它的主要作用是阻垢和/或分散，兼有缓蚀作用。作为阻垢剂，特别适合于抑制冷却水、锅炉水及反渗透处理中的碳酸钙垢、硫酸钙垢、硫酸钡垢和磷酸钙垢的形成。对碳酸钙的阻垢率可达100％。聚天冬氨酸同时具有分散作用并可有效防止金属设备的腐蚀。聚天冬氨酸与有机磷系缓蚀阻垢剂存在协同作用，常与乙烯基聚合物分散剂(如聚丙烯酸、水解聚马来酸酐、丙烯酸-丙烯酸乙酯-衣康酸共聚物等)、膦系化合物缓蚀阻垢剂(如HEDP、ATMP、PBTCA等)等复配成高效的、多功能的缓蚀阻垢剂。

聚天冬氨酸用于阻垢时，使用环境的温度对阻垢性能将产生很大的影响，如何测试出不同温度对聚天冬氨酸阻垢性能的影响，是聚天冬氨酸应用于水处理工艺中亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的为了克服现有技术的不足与缺陷，提供一种用于测试不同温度对聚天冬氨酸阻垢性能影响的方法，该方法能快速测试出不同温度对聚天冬氨酸阻垢性能的影响，测试结果准确，测试步骤简单，操作容易，为聚天冬氨酸应用于水处理领域提供了理论基础。

本发明的目的通过下述技术方案实现：用于测试不同温度对聚天冬氨酸阻垢性能影响的方法，包括以下步骤：

(a)制备Ca²⁺溶液、HCO₃^-溶液、聚天冬氨酸溶液；

(b)取若干个实验容器并标号；

(c)分别移取Ca²⁺溶液和HCO₃^-溶液，产生碳酸钙垢；

(d)分别向实验容器中滴入等量的聚天冬氨酸溶液；

(e)将所有实验容器分别放置于不同温度的水浴中一段时间；

(f)通过消耗的垢，从而得出不同温度对聚天冬氨酸阻垢性能的影响。

所述步骤(a)中，聚天冬氨酸溶液的浓度分别为8mg/L、。