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| 編輯推薦： |
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本书介绍的新型绿色阻垢分散剂，既可以作为水处理药剂，又可以作为日化产品的添加剂，并在书中介绍两方面的相关应用。因此，该书市场包括两大领域，针对水处理领域，解决绿色化学品设计和制备工艺中能耗和产品分子量等问题；在日化产品领域，解决现有日化产品中阻垢分散剂性能单一和环境二次污染等问题。
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| 內容簡介： |
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新型绿色水处理药剂的开发与应用是节水、节能及改善水质的有效举措。本书以绿色水处理药剂的新设计理念、新合成技术和新应用领域为特色，主要讲述了典型绿色阻垢剂聚天冬氨酸、天冬氨酸-谷氨酸共聚物、天冬氨酸-赖氨酸共聚物、天冬氨酸-柠檬酸共聚物、天冬氨酸-苹果酸共聚物和天冬氨酸-衣康酸共聚物的制备技术与性能，及聚天冬氨酸和天冬氨酸-谷氨酸共聚物的应用技术。本书可作为高等院校精细化工、能源化工、高分子材料与工程和环境工程等相关专业师生的教学或科研参考书，也可供化工、石油、冶金、电力、纺织、市政和环保等行业的工厂企业、专业公司和研究设计部门的广大技术人员、科研人员、设计人员、管理人员和经销人员阅读和参考。
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| 關於作者： |
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张玉玲，博士，现为华北电力大学（保定）环境科学与工程系副教授。长期从事水处理药剂的开发与应用技术研究，在绿色阻垢技术研究方面，主研了哈尔滨市科技攻关重大项目和黑龙江省科技攻关重点项目各1项，主持了国家自然科学基金2项、河北省自然科学基金2项、中国博士后基金1项、国家重点实验室开放基金2项、中央高校基础业务经费项目3项及应用技术委托课题多项；成功开发了5种新型绿色阻垢分散剂、3种合成工艺技术和多项应用技术，发表相关论文60余篇，授权国家发明专利5项。
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| 目錄：
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第1章新型绿色阻垢剂1
1.1阻垢剂及分类1
1.2阻垢剂的发展1
1.3阻垢分散剂2
1.3.1水溶性聚合物2
1.3.2天然高分子化合物3
1.4阻垢缓蚀剂3
1.4.1含磷有机物3
1.4.2改性天然高分子4
1.5新型绿色阻垢分散剂5
1.5.1新型天然化合物及改性天然高分子5
1.5.2新型人工合成的羧酸类聚合物5
第2章绿色阻垢剂性能评价方法7
2.1可生物降解性能评价方法7
2.1.1可生物降解性能评价装置7
2.1.2可生物降解性能的药液8
2.1.3可生物降解性能的测定方法8
2.2阻垢性能评价方法9
2.2.1对CaSO4阻垢性能的测定方法9
2.2.2对CaCO3阻垢性能的测定方法10
2.2.3对Ca3（PO4）2阻垢性能的测定方法10
2.2.4对Fe2O3静态阻垢性能的测定方法10
2.3缓蚀性能的评价方法10
2.4配伍性的评价方法11
第3章聚天冬氨酸的制备技术与性能12
3.1聚天冬氨酸的制备方法分类13
3.1.1合成路径13
3.1.2激发聚合反应的方式15
3.2聚天冬氨酸的热缩聚合制备技术16
3.2.1合成方案16
3.2.2反应条件对PSI产率的影响20
3.2.3反应条件对聚天冬氨酸分子量的影响21
3.2.4聚天冬氨酸的分子量对阻垢效果的影响22
3.2.5聚天冬氨酸的表征23
3.2.6技术小结25
3.3聚天冬氨酸的微波辐射合成技术26
3.3.1微波辐射合成的可行性26
3.3.2聚天冬氨酸微波辐射合成方法26
3.3.3产品表征方法26
3.3.4反应体系的初步筛选27
3.3.5马来酸酐和氨水液相体系的合成条件优化30
3.3.6产物的表征31
3.3.7技术小结35
3.4聚天冬氨酸的性能36
3.4.1可生物降解性能36
3.4.2阻垢性能39
3.4.3缓蚀性能45
3.4.4配伍性49
3.4.5技术小结49
3.5聚天冬氨酸的改性研究进展50
3.5.1化学改性50
3.5.2物理改性53
第4章天冬氨酸-谷氨酸共聚物的制备技术与性能54
4.1共聚方案54
4.1.1共聚单体的选择54
4.1.2共聚单体的理化性质55
4.1.3共聚反应的可行性55
4.1.4天冬氨酸-谷氨酸共聚物制备方法56
4.1.5天冬氨酸-谷氨酸共聚物表征方法56
4.2天冬氨酸-谷氨酸共聚物热缩合技术57
4.2.1Glu/(ASP Glu)化学计量数比的确定57
4.2.2共聚反应温度的确定58
4.2.3共聚反应时间的确定58
4.2.4催化剂的选择59
4.2.5催化剂用量的确定59
4.2.6共聚物结构分析60
4.3天冬氨酸-谷氨酸共聚物微波辐射制备技术62
4.3.1反应体系的确定62
4.3.2溶剂种类的影响63
4.3.3Glu/(ASP Glu)化学计量数比的影响63
4.3.4催化剂种类的影响64
4.3.5溶剂用量的影响64
4.3.6催化剂用量的影响65
4.3.7辐射功率的影响65
4.3.8辐射时间的影响65
4.3.9共聚物的表征66
4.4微波辐射法与传统加热法的比较67
4.5合成工艺的确定68
4.5.1共聚物分子量范围的确定68
4.5.2工艺参数的确定68
4.6微波辐射合成原理初探69
4.6.1反应历程分析69
4.6.2影响起始反应时间的因素71
4.7天冬氨酸-谷氨酸共聚物的可生物降解性72
4.7.1PAG可生物降解性的确定72
4.7.2谷氨酸含量对PAG可生物降解性的影响73
4.7.3PAG分子量对其可生物降解性的影响74
4.8天冬氨酸-谷氨酸共聚物的阻垢性能74
4.8.1PAG抑制CaSO4结垢的性能74
4.8.2PAG抑制CaCO3结垢的性能76
4.8.3PAG抑制其他垢型的性能77
4.9天冬氨酸-谷氨酸共聚物的缓蚀性能78
4.9.1PAG对CO2腐蚀的抑制效果78
4.9.2PAG对有氧腐蚀的抑制效果80
4.10天冬氨酸-谷氨酸共聚物的配伍性能81
4.10.1与缓蚀剂的配伍性81
4.10.2与杀菌剂的配伍性82
4.11技术小结84
第5章天冬氨酸-赖氨酸共聚物的制备技术与性能85
5.1共聚方案85
5.1.1可行性分析85
5.1.2单体性质86
5.1.3聚合方法86
5.2天冬氨酸-赖氨酸共聚物合成条件87
5.2.1反应体系的选择87
5.2.2PAL合成条件优化88
5.3产物的表征91
5.3.1红外光谱图分析91
5.3.2核磁共振谱图92
5.4天冬氨酸-赖氨酸共聚物的可生物降解性93
5.4.1PAL的可生物降解性93
5.4.2PAL可生物降解性与赖氨酸含量的关系93
5.4.3Cu2 浓度对PAL可生物降解性的影响94
5.4.4PAL、PAA、ATMP及PBTCA可生物降解性比较94
5.5天冬氨酸-赖氨酸共聚物的阻垢性能95
5.5.1PAL及复配药剂对CaCO3的阻垢性能95
5.5.2PAL及复配药剂对CaSO4的阻垢性能97
5.5.3PAL对Ca3(PO4)2的阻垢性能99
5.5.4PAL对Fe2O3的分散性能103
5.6技术小结105
第6章天冬氨酸-柠檬酸共聚物的制备技术与性能106
6.1共聚反应方案106
6.1.1共聚反应的可行性分析106
6.1.2天冬氨酸-制备技术107
6.2产物的表征108
6.2.1红外光谱图分析108
6.2.2核磁共振谱图分析108
6.3天冬氨酸-柠檬酸共聚物的合成条件优化110
6.3.1反应体系的确定110
6.3.2CA∶ASP化学计量数比的影响110
6.3.3微波功率的影响111
6.3.4微波辐射时间的影响112
6.3.5催化剂种类的影响112
6.3.6催化剂的量的影响113
6.3.7有机溶剂种类的影响113
6.3.8有机溶剂的量的影响114
6.4天冬氨酸-柠檬酸共聚物的可生物降解性114
6.4.1PAC的可生物降解性与柠檬酸含量的关系114
6.4.2PAC的分子量对其生物降解性的影响115
6.4.3Cu2 浓度对PAC可生物降解性的影响116
6.4.4PAC与PASP、ATMP的可生物降解性比较116
6.5天冬氨酸-柠檬酸共聚物的阻垢性能117
6.5.1复配的单体选择117
6.5.2PAC及其复配药剂对CaSO4的阻垢效果研究117
6.5.3PAC及其复配药剂对Ca3(PO4)2的阻垢效果研究121
6.6技术小结125
第7章天冬氨酸-苹果酸共聚物的制备技术与性能127
7.1改性方案127
7.1.1共聚反应的可行性127
7.1.2天冬氨酸-苹果酸共聚物的制备方法128
7.2产物的表征129
7.2.1红外光谱图分析129
7.2.2核磁共振谱图分析129
7.3PAMA的合成条件优化130
7.3.1反应体系的确定131
7.3.2加热方式的确定131
7.3.3ASP/(ASP MA)化学计量数比的影响131
7.3.4催化剂种类的影响131
7.3.5催化剂的量的影响132
7.3.6有机溶剂种类的影响132
7.3.7有机溶剂用量的影响133
7.3.8微波功率的影响133
7.3.9微波时间的影响134
7.4PAMA的可生物降解性135
7.4.1接种菌液的制备135
7.4.2PAMA可生物降解性评价135
7.4.3PAMA与其单体可生物降解性的比较136
7.4.4PAMA可生物降解性与苹果酸含量的关系137
7.4.5PAMA分子量对其生物降解性的影响137
7.4.6金属离子对PAMA可生物降解性能的影响138
7.4.7PAMA与市售水处理剂的可生物降解性的比较138
7.5PAMA的阻垢性能139
7.5.1PAMA在CaCO3过饱和溶液中的络合作用139
7.5.2PAMA在CaSO4过饱和溶液中的络合性能146
7.6技术小结151
第8章天冬氨酸-衣康酸共聚物的制备技术与性能152
8.1共聚可行性方案152
8.1.1单体结构与性质152
8.1.2天冬氨酸与衣康酸的共聚反应历程153
8.1.3天冬氨酸-衣康酸共聚物的制备方法153
8.2PAI合成条件确定153
8.2.1反应体系的确定153
8.2.2PAI合成条件优化154
8.3天冬氨酸-衣康酸共聚物的可生物降解性157
8.3.1PAI的可生物降解性157
8.3.2PAI可生物降解性与衣康酸含量的关系157
8.3.3PAI与HEDP和PBTCA的可生物降解性比较158
8.4技术小结158
第9章聚天冬氨酸在循环冷却水系统中的应用研究159
9.1循环冷却水系统159
9.1.1循环冷却水系统的分类159
9.1.2循环冷却水系统内的水质变化160
9.1.3CaCO3垢的形成161
9.2研究方案161
9.2.1某炼油厂循环冷却水的基本情况161
9.2.2结垢趋势的判断162
9.2.3模拟试验方案163
9.3材料与方法163
9.3.1动态模拟试验163
9.3.2复配药剂的性能研究167
9.4聚天冬氨酸药剂复配的结果168
9.4.1PASP与(NaPO3)6、ClO2复配的阻垢效果168
9.4.2PASP与ATMP、ClO2复配的阻垢效果169
9.4.3PASP与HEDP、ClO2复配的阻垢效果170
9.4.4复配药剂的综合效能170
9.5聚天冬氨酸复合药剂的动态模拟试验结果171
9.5.1阻垢效果172
9.5.2缓蚀效果173
9.5.3杀菌效果174
9.6经济技术分析175
9.6.1节水量与浓缩倍数的关系175
9.6.2节水的经济效益176
9.6.3投药量与经济效益176
9.7技术小结176
第10章天冬氨酸-谷氨酸共聚物在油田回注水系统中的应用研究178
10.1油田回注水概况178
10.1.1石油开采178
10.1.2油田采出水178
10.1.3回注水来源及方式180
10.2吉林油田某采油厂污水处理概况180
10.2.1采出水处理工艺180
10.2.2回注水的水质181
10.3研究方案分析181
10.3.1结垢影响因素分析181
10.3.2研究方案的可行性182
10.4研究方法182
10.4.1静态试验182
10.4.2动态试验183
10.5静态试验研究结果184
10.6动态试验研究结果185
10.6.1阻垢效果185
10.6.2缓蚀效果189
10.6.3杀菌效果189
10.6.4管道内壁形貌变化190
10.7经济技术分析190
10.7.1两种配方的技术分析191
10.7.2两种配方的经济效益分析191
10.8技术小结192
参考文献193
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| 內容試閱：
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阻垢剂的绿色化发展是人类生命健康和生态文明建设的基本需求。聚天冬氨酸是20世纪90年代成功开发的新型绿色阻垢剂，它不仅具有良好的可生物降解性，对CaSO4和CaCO3具有良好的阻垢效果，而且对无氧条件下的CO2腐蚀具有一定的抑制作用。它既可用作工业水处理的阻垢剂，又可作为洗涤日化品、护肤日化品等的分散剂。作为绿色阻垢剂的典型代表，聚天冬氨酸正在被越来越多领域的用户认可。
但在复杂盐分的水环境中，聚天冬氨酸的阻垢性能略显不足，受生产工艺水平影响，其性能的稳定性有待提高。作为聚羧酸类阻垢剂，聚天冬氨酸的阻垢性能取决于功能基团羧基的空间位阻及在碳链上的密度和空间分布，它的可生物降解性与氨基密切相关。因此，探寻适合的羧酸单体，获取其与天冬氨酸的共聚物是提高阻垢性能且保证可生物降解性的有效途径；同时，考虑到生产工艺对产品性能稳定和节能减排效能提升的重要影响，天冬氨酸共聚物的产品设计和制备工艺开发及优化对解决绿色阻垢剂的当前问题同样关键。
多年来，笔者致力于绿色阻垢剂的产品设计、工艺优化及相关应用技术研究，在此科研和研究生培养过程中取得一些可供借鉴的结果及结论，从而形成本书。书中的部分内容来自笔者公开发表的研究成果，同时对一些国内外发表的相关研究内容也做了相应的引用。
在本书出版之时，要感谢笔者的导师哈尔滨工业大学黄君礼教授曾给予的指导，感谢黑龙江大学杨士林教授、北京大学深圳研究生院陶虎春教授和辽宁大学程志辉博士提供的帮助，另外还要感谢笔者的研究生李倩、王昕、王姣龙、赵彩霞、王吉龙、张和胜、段海洋等，本书的大部分内容和图表编辑工作凝结了他们的心血和劳动。
限于笔者水平，书中难免存在疏漏和不足之处，恳请读者朋友批评指正。
笔者
2023年9月于
华北电力大学（保定）
环境科学与工程系
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