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本研究采用氯磺酸对聚乙烯醇(PVA,分子量124,000)进行磺化,制得了聚乙烯醇硫酸钾(SPS),并以SPS改性聚丙烯酸钠超强吸水剂(SA),采用静态水溶液聚合法,以部分中和的丙烯酸为反应单体、N,N-亚甲基双丙烯酰胺(NMBA)为交联剂、过硫酸钾(KPS)为引发剂,制得了SA-IP-SPS超强吸水剂。对SA-IP-SPS的红外、热重以及溶胀强后的硫含量分析表明,SPS通过缠结作用牢固的嵌入在聚丙烯酸钠聚合网络结构内,是一种具有互穿网络结构的超强吸水剂。 SA-IP-SPS超强吸水剂与SA相比具有较高的吸纯水和盐水倍率,这是因为一方面SPS的引入提高了聚合网络的离子化程度,另一方面是因为-OSO3基团的亲水性比—COO强。 对SA-IP-SPS的合成条件,本文逐一研究了水浴温度、交联剂用量、引发剂用量、单体浓度、中和度以及SPS用量对产物吸水倍率的影响。实验结果表明,在本实验系统中,合成SA-IP-SPS的最佳条件为:水浴温度,70℃;交联剂用量,1‰;引发剂用量,3‰;初始单体浓度,25%;中和度,50%;SPS用量,2%。 本文还研究了SA、SA-IP-SPS、AA-AM超强吸水剂对改良赤红土壤抑制水分蒸发和创建水稳性团粒结构的影响。实验表明,超强吸水剂的使用明显降低了土壤水分的蒸发,随着施用量的增加抑制蒸发作用增强。超强吸水剂对改善赤红土壤的水稳性团粒结构作用明显。土壤中>0.25mm的水稳性团粒含量,随着超强吸水剂施用量的增加而增加,但施用量为0.3%时>0.25mm的水稳性团粒含量已达99.9%,再进一步增加用量,>0.25mm的水稳性团粒总含量不再增加,但大颗粒(>4mm,4~2mm,2~1mm)的水稳性团粒含量继续增加。超强吸水剂颗粒大小对抑制蒸发和创建土壤团粒结构也有一定影响,颗粒小则抑制土壤水分蒸发和创建土壤团粒结构的效果相对要好。另外,不同超强吸水剂对抑制土壤水分蒸发和创建土壤团粒结构效果不一,实验表明:在相同施用量的条件下,SA-IP-SPS和AA-AM超强吸水剂对抑制水分蒸发和创建水稳性团粒结构的效果较好,SA相对较差。