【摘 要】
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高吸水树脂（Superabsorbent Polymer,SAP）因其特殊的三维网状结构可以吸收大量水分并持续向农作物提供水分,得到了广泛的研究应用。研究发现,将肥料负载于高吸水树脂上可以使得树脂同时具有保水和保肥两大功能。其中混合型营养高吸水树脂是指在树脂的制备过程直接向反应体系中加入肥料,此种类型的高吸水树脂不仅制备工艺简洁,而且生产成本也较低。然而肥料的加入对混合型营养高吸水树脂的吸水性能有
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高吸水树脂（Superabsorbent Polymer,SAP）因其特殊的三维网状结构可以吸收大量水分并持续向农作物提供水分,得到了广泛的研究应用。研究发现,将肥料负载于高吸水树脂上可以使得树脂同时具有保水和保肥两大功能。其中混合型营养高吸水树脂是指在树脂的制备过程直接向反应体系中加入肥料,此种类型的高吸水树脂不仅制备工艺简洁,而且生产成本也较低。然而肥料的加入对混合型营养高吸水树脂的吸水性能有很大的负面影响。本文主要通过制备具有半互穿网络结构的高吸水树脂来克服传统混合型营养高吸水树脂吸水性能差的缺点。并通过各项表征和测试研究了树脂结构与性能之间的关系。实验得到的主要结果如下:（1）通过单因素影响实验探究了树脂合成的最佳实验条件。以丙烯酸质量为基准,丙烯酰胺用量为10%、聚乙烯醇用量为15%、尿素用量为100%、引发剂用量为0.4%、交联剂用量为0.05%,丙烯酸中和度为70%合成的聚乙烯醇/聚（丙烯酸-丙烯酰胺）/尿素（PVA/P（AA-AM）/Urea）树脂吸水倍率可达505g/g,吸盐水倍率可达88g/g,并通过FTIR、TG、DSC、SEM等手段证明了PVA/P（AA-AM）/Urea树脂具有半互穿网络结构。P（AA-AM）/Urea和PVA/P（AA-AM）/Urea树脂的各项性能比较显示,PVA的添加不仅使得PVA/P（AA-AM）/Urea的初始吸水速率（86.58g·min/g）比P（AA-AM）/Urea（68.68g·min/g）高得多,而且PVA/P（AA-AM）/Urea的吸水倍率（505g/g）也略高于P（AA-AM）/Urea（414g/g）。同时,PVA/P（AA-AM）/Urea在25℃和40℃下的保水性能都明显优于P（AA-AM）/Urea。PVA/P（AA-AM）/Urea树脂具有良好的尿素缓释功能,在蒸馏水中持续释放尿素可达13d,弱酸和近中性的环境更有利于树脂中尿素的释放。（2）以丙烯酸质量为基准,木质素磺酸钠用量为5%、丙烯酰胺用量为10%、聚乙烯醇用量为5%、磷酸二氢钾用量为20%、引发剂用量为3%、交联剂用量为0.2%,丙烯酸中和度为65%的条件下,合成聚乙烯醇/木质素磺酸钠-接枝-聚（丙烯酸-丙烯酰胺）/磷酸二氢钾（PVA/SL-g-P（AA-AM）/KH2PO4）高吸水树脂,其吸水倍率可达866g/g,吸盐水倍率可达122g/g。半互穿网络结构的形成使得PVA/SL-g-P（AA-AM）/KH2PO4的初始吸水速率（86.21g·min/g）高于SL-g-P（AA-AM）/KH2PO4（81.96g·min/g）,并且PVA/SL-g-P（AA-AM）/KH2PO4的吸水倍率（866g/g）与SL-g-P（AA-AM）/KH2PO4（419g/g）相比也有了显著提高。氢键作用使得PVA/SL-g-P（AA-AM）/KH2PO4树脂在不同温度下的释水速率都明显减缓,同时PVA/SL-g-P（AA-AM）/KH2PO4树脂在蒸馏水中要比SL-g-P（AA-AM）/KH2PO4释放出的KH2PO4含量更多,但释放速率却没有明显减缓。（3）将PVA/SL-g-P（AA-AM）/KH2PO4树脂进行碱性水解研究,发现在Na OH浓度为0.025mol/L,温度为75℃的条件下制得的Hydrolyzed PVA/SL-g-P（AA-AM）/KH2PO4树脂的吸水倍率为1963g/g,吸盐水倍率为145g/g。这是因为PVA/SL-g-P（AA-AM）/KH2PO4树脂中酰胺基团（-CONH2）在高温碱性水解条件下部分水解为羧酸钠基团（-COONa）,不仅提高了树脂的亲水性,同时也增大了树脂内外的渗透压差,使得Hydrolyzed PVA/SL-g-P（AA-AM）/KH2PO4树脂的吸水倍率明显激增,是非碱性水解树脂的2.3倍,初始吸水速率为92.59g·min/g,也比非碱性水解树脂有了很大的提高。Hydrolyzed PVA/SL-g-P（AA-AM）/KH2PO4树脂在不同温度下释水速率的减缓程度相比于PVA/SL-g-P（AA-AM）/KH2PO4树脂并不明显,但Hydrolyzed PVA/SL-g-P（AA-AM）/KH2PO4树脂在中蒸馏水中KH2PO4的释放速率却明显减缓。
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