论文部分内容阅读
水是生命之源,人类和其他生物离不开水,在水资源日益短缺的今天,高效利用水资源迫在眉睫。高吸水树脂(Superabsorbent Polymer,SAP)又称土壤保水剂是一种含有亲水基团的新型高分子网状聚合物材料,它能迅速吸收比自身重数百倍甚至上千倍的水分,并能保持住水,而且具有反复吸水功能。吸水后膨胀为水凝胶,可缓慢释放水分供作物吸收利用,从而增强土壤保水性,改良土壤结构,减少水的深层渗漏和土壤养分流失,提高水资源利用率。这一技术的引入必将给治理水土流失增添新的活力!
论文将亲水性天然高分子瓜尔胶应用到高吸水树脂的开发研究中,合成了瓜尔胶接枝丙烯酸高吸水树脂(Guar-Gum Graft Acrylic Superabsorbent,GSA),讨论了制备工艺、引发剂用量、交联剂用量、总单体浓度、中和度、温度以及瓜尔胶加入量等因素对高吸水树脂吸液性能的影响规律;得到在试验体系下的最佳工艺参数:丙稀酸20g,瓜尔胶0.05g,中和度80%,总单体浓度15%,引发剂过硫酸铵0.05g,温度80℃,在此条件下,所得树脂吸去离子水2240g/g,吸0.9%NaCl溶液量160g/g。通过调整瓜尔胶的用量也可以得到吸水性能不同的高吸水树脂,可根据实际应用和成本需要适当调整,最终制得应用更加广泛的高吸水树脂。
论文对树脂综合性能(吸液速度、吸液能力、保水能力、耐盐性等)进行测试和比较。比较结果表明非离子型亲水单体瓜尔胶的引入对提高离子型吸水树脂的吸液速度、耐盐性能、吸液能力均有很大帮助。
论文将GSA高吸水树脂应用到改善赤红壤性能中,其保水性能的研究结果表明高吸水树脂吸水后在土壤中具有膨胀效应,膨胀程度的大小取决于吸水倍率的大小,这种膨胀效应使得土壤容重明显降低非常有利于改善土壤紧实度,调节土壤透气性、以及土壤自身的水、气、热等的分布,为农作物的生长提供了有利环境。吸水性树脂的施用对水分的抑制蒸发作用明显,树脂在重复干燥4次后其吸水率仍有首次使用的75%,由此说明土壤保水剂具有良好的再生性能。
最后讨论了高吸水树脂的生物降解特性,瓜尔胶接枝丙烯酸高吸水树脂(GSA),利用了天然多糖高分子瓜尔胶的可生物降解性能利用其制造可降解树脂,实验结果表明其具有生物可降解性能。这对于越来越受到关注的环保型材料的开发研究,减轻环境污染的压力,有极其重要的意义。