利用小麦秸秆制备的保水剂性能研究

[目的]以小麦秸秆纤维素接枝丙烯酸制备保水剂,并检测各因素对保水剂吸水性能的影响,探索制备保水剂的最佳反应条件,以期制备出成本低,降解性好,保水性高的新型保水剂。[方法]采用水溶液聚合法制备保水剂,并通过单因素试验和正交试验来确定最佳反应条件,对合成产物的吸液倍率、保水性能和表观形态进行测定与表征。[结果]温度为70℃,去离子水用量为160ml,2.0%N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(MBAM)用量为9ml,引发剂(过硫酸钾:硫代硫酸钠=3∶1)与丙烯酸单体比为2.0%,丙烯酸中和度为70%,反应时间为1h,合成的保水剂具有较高的吸水或盐水倍率,1g保水剂吸0.9%NaCl溶液41.2g/g,吸去离子水430.9g/g。红外光谱分析和电镜扫描结果表明,保水剂胶体接枝聚合成功,胶体具有良好的表面形态。[结论]制备的保水剂吸液速率快、重复吸水效果较好。保水剂在氯化铁溶液中吸水倍率最高,达到113g/g。复合离子溶液中,在离子浓度为1g/L时吸水倍率最高达57g/g。     

~(60)Co γ射线辐照淀粉接枝丙烯酸制备高吸水树脂

利用60Coγ射线辐照引发淀粉接枝丙烯酸合成高吸水树脂,探讨糊化温度、丙烯酸中和度、辐照剂量、丙烯酸用量和交联剂用量等因素对吸水树脂吸水率的影响。正交试验结果表明,制备树脂较好的工艺条件为:淀粉3g,初始加入蒸馏水21ml,90℃下糊化15min,丙烯酸中和度80%,丙烯酸与淀粉的比例(V/W)为3:1,0.9%的N,N,-亚甲基双丙烯酰胺0.5ml,辐照处理3kGy,真空干燥温度60℃。在上述条件下制备的树脂可吸蒸馏水766ml/g,吸自来水278ml/g,吸0.9%NaCl水溶液64ml/g。     

辐照引发马铃薯淀粉接枝制备吸水树脂

利用60Coγ射线辐照引发马铃薯淀粉接枝丙烯酸制备吸水树脂。考察了配方中的助剂及合成工艺对吸水树脂性能的影响。采用助剂X和适当合成工艺得到的干燥吸水树脂,吸收蒸馏水350g/g,吸收自来水157g/g,吸收0.9%的NaCl溶液31g/g。     

聚丙烯酸接枝碱木质素基铁肥的制备及其缓释性能

为提高铁元素的累积释放率,以丙烯酸单体接枝无定形高分子碱木质素制备了具有保水、缓释功能的聚丙烯酸接枝碱木质素基铁肥(简写,ALS-G-P(AA)铁肥)。考察了丙烯酸中和度、引发剂用量、交联剂用量、温度、碱木质素接枝率等因素对ALS-G-P(AA)铁肥吸水倍率的影响,研究了ALS-G-P(AA)铁肥在水中的Fe离子的缓释行为。结果表明:最佳制备条件为丙烯酸中和度60%、引发剂用量0.06g、交联剂用量0.03g、温度为60℃、碱木质素接枝率为25%;该产物铁质量分数为7.74mg/g,吸水倍率可达1017g/g。吸水饱和的ALS-G-P(AA)铁肥的肥效期为22d,其在水中铁元素累积溶出特征符合一元二次方程模型,铁元素释放曲线呈"S"形。该研究为高效施用铁肥和碱木质素在农业可降解缓/控释载体领域的应用提供了参考,并有望进一步拓展。     

吸水树脂用作土壤持水保墒剂的试验研究

传统高吸水性树脂的耐盐性较差,在实际应用中(尤其在农业应用中)往往造成实际吸水倍率远小于试验室中测定结果的状况.采用新型木质素磺酸钙接枝丙烯酸/丙烯酰胺吸水树脂进行土壤性能试验,木质素磺酸钙含有大量亲水性基团,如磺酸基,羧基等,同时木质素磺酸钙价格低廉.将丙烯酸接枝到木质素磺酸钙既提高吸水倍率,又可降低吸水树脂的成本.试验结果表明,该新型吸水树脂吸自来水倍率230 g/g,与传统吸水树脂相比,在保水时间上延长了10 d,保水量提高50%,土壤的渗透性得到明显增加,并且具有反复吸水的功能,同时具有良好的膨胀性,能减少蒸发,特别是对增加土壤有效持水,提高地温、提高土壤渗透性有明显作用.     

辐照制备两种淀粉基高吸水树脂的性能研究

本文以小麦淀粉和玉米淀粉为原料,在常温常压下,通过60Co γ射线辐照接枝共聚制备淀粉基高吸水树脂(SAP).对制得的两种SAP的吸液性能研究表明:小麦淀粉基SAP对去离子水、自来水和生理盐水的吸液率分别为755g·g-1、249g·g-1和80g·g-1;而玉米淀粉基SAP的对应吸液率则分别为747g·g-1、238g·g-1和84g·g-1.两种高吸水树脂产品的吸液倍率皆随着盐水浓度的增加,先快速下降后逐渐趋于平缓;在去离子水条件下,pH值(4 ～11)和温度变化(4～60℃)对吸液倍率的影响不显著;在高温和加压条件下保水性能良好.     

高耐盐性吸水树脂在新疆盐渍土治理中的应用试验

采用紫外(UV)光引发法合成了高吸水树脂聚丙烯酸(钠),吸蒸馏水倍率4100 g/g,吸盐水(质量分数0.9%的NaCl溶液)倍率达405 g/g.并用傅里叶变换红外光谱(FTIR)和热重分析(TG)对其进行了表征.通过室内模拟试验,探讨了砂土和溶液中水量、时间、pH值、温度、肥料对聚丙烯酸钠吸液倍率的影响;通过盆栽试验进一步研究了聚丙烯酸钠对土壤保水性能及出苗影响.试验结果表明:(1)在砂土中,聚丙烯酸钠的吸液倍率比溶液中低,吸液饱和时间比溶液中长;(2)pH值(4～11),温度(20℃～70℃)对聚丙烯酸钠吸液倍率影响不大;(3)非电解质肥料对吸液倍率影响很小,电解质肥料对吸液倍率影响较大;(4)盆栽实验表明该聚丙烯酸钠对提高出苗率及土壤保水有很大改善.     

一种含氮磷钾新型保水剂的制备及性能研究

采用磷酸酯双淀粉(DSP)为原料,添加适量的KOH和NH3·H2O中和的丙烯酸单体、热引发剂、光引发剂以及交联剂后,在紫外引发条件下引发制备出含有氮磷钾的P(AA/DSP)复合保水剂。采用单因素试验确定了合成保水剂的最优条件。在最优合成条件下,复合保水剂的最大吸水倍率在蒸馏水中为1185.4g/g,在0.9%NaCl溶液中为110.2g/g,并采用红外光谱、热重分析和能谱分析等对产物进行表征。红外光谱分析表明磷酸酯双淀粉与聚丙烯酸实现了共聚反应;热重分析表明P(AA/DSP)复合保水剂具有良好的热稳定性能;能谱分析进一步表明合成保水剂中含有氮磷钾;溶胀动力学研究表明复合保水剂在蒸馏水和生理盐水中的溶胀动力学符合二阶动力学模型。经过360min,保水剂水凝胶在60,80,100℃的保水率分别为67.1%,60.1%,48.1%。同时对复合保水剂施入土壤后的保水性能进行了研究。     

用辐射甘蔗渣接枝法制备高吸水剂初探

利用60Coγ射线辐照引发甘蔗渣与丙烯酸钠的接枝聚合反应制备高吸水剂,研究丙烯酸与蔗渣的不同配比、辐照剂量等因素对辐射接枝聚合产物吸水率的影响。结果表明:辐射剂量为2.0kGy,丙烯酸与蔗渣的比例(V/W)为2∶1时,产物达到其最大的吸水倍数,吸自来水可达干重的220倍,吸去离子水可达干重的798倍。     

麦麸纤维素与腐植酸复合保水剂的制备及性能

[目的]研究利用麦麸提取的纤维素与腐植酸共聚制备复合保水剂的方法及其性能,以解决现有保水剂生物难降解,成本高,污染大,再生性能差等问题。[方法]采用碱法从麦麸中提取纤维素,首次与腐植酸、丙烯酸水溶液聚合制备了复合保水剂。用扫描电子显微镜(SEM)、热重分析(TG)分别对树脂的表面形貌、热稳定性进行了表征,考查了NaOH、引发剂、交联剂、麦麸、腐植酸用量对复合保水剂吸水率的影响,并对温度、不同交联剂、再生性能进行了探讨。[结果]麦麸质量0.15g,丙烯酸20ml,交联剂(N,N-亚甲基双丙烯酰胺)的质量是丙烯酸质量的0.03%,引发剂的质量是丙烯酸质量的0.8%,腐植酸0.1g,NaOH浓度80%,温度80℃时,吸水倍率最高,蒸馏水达到了989g/g,对地下水的吸水倍率达到了120.34g/g。对盐水的吸水倍率达到了62.76g/g。[结论]实验方法制备的保水剂再生性能、热稳定性良好,较文献报道的保水剂吸水效果优异,可以在实际生产和生活中推广应用。     

魔芋辐照接枝丙烯酸及其产物吸水性能的研究

研究了魔芋-丙烯酸辐照接枝共聚条件及产物的吸水性能,结果表明接枝最佳配方为:魔芋粉∶丙烯酸∶NaOH(9.5mol/L)∶水=3g∶21ml∶17.8ml∶131ml。丙烯酸与魔芋粉配比为7∶1(体积质量比);丙烯酸中和度55%;辐照后胶体最佳烘干温度30℃,该温度下40~80目颗粒吸水倍数较大,常温120min时达最大吸水866.5倍。温度对产物吸水和胶体保水有一定影响,以60℃以下为宜。pH对产物吸水倍数影响明显,但不及离子浓度对产物吸水倍数的影响大。     

多指标综合分析法在保水剂合成与评价中的应用

为合成更贴近生产实际的超吸水树脂保水剂,及提高其使用效果,该研究以淀粉、丙烯酸、丙烯酰胺为主要原料,采用过硫酸铵为引发剂,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂在一定温度和中和度下制备了高吸水性复合材料。合成过程中选取五因素四水平正交试验设计,重复3次。采用Z分综合评价法和综合平衡法对其作为保水剂时的去离子水吸水倍率、土壤中吸水倍率、失水速率及种子发芽率等4个指标进行综合评价。研究得出影响保水剂性能的因素重要程度为温度>中和度>丙烯酰胺>过硫酸铵>MBA。优化筛选出了最佳合成配方及反应条件。即:1g淀粉加入15mL水熟化后,加入5mL丙烯酸,2.0g丙烯酰胺,N,N-甲基双丙烯酰胺1mg,采用KOH溶液使体系中和度为90%,在85℃下反应40min。该研究所采用的试验方法和评价体系简便易行,可用于超吸水树脂保水剂或其他新型材料的合成与评价。     

γ射线引发合成P(AA-co-AM)/FA新型农林保水剂的性能研究

为了合成绿色环保农林保水剂,解决农林保水剂功能单一的问题,以丙烯酸和丙烯酰胺为原料,富里酸为添加剂,通过~(60)Co-γ射线引发合成聚丙烯酸/丙烯酰胺/富里酸[P(AA-co-AM)/FA]高吸水性材料,探讨了辐照剂量、FA添加量对保水剂吸水倍率、吸盐倍率的影响,保水剂的反复吸水性能以及其对土壤水分的影响。结果表明,当保水剂中富里酸(FA)含量为15 wt%,辐照剂量为6 kGy时,吸水倍率和吸0.9%NaCl溶液倍率分别为437倍和61倍;30 min达到溶胀平衡,重复吸水10次后,保水剂溶胀倍率为199倍,下降54%;自制保水剂的施用明显增加了土壤含水量,促进了玉米生长。该方法提高了保水剂的吸水保水性能,克服了传统合成方法污染大、能耗高等问题,同时具有多功能性,合成的高吸水性材料适合制作农林保水剂,为植酸类保水剂合成工艺提供了参考。     

淀粉接枝聚丙烯酸钠高吸水树脂的电子束法制备及结构表征

本文将电子束辐照技术和功能材料制备技术相结合,采用10 Me V电子束辐照法引发糊化的木薯淀粉与部分中和的丙烯酸单体进行接枝共聚反应,并采用N,N’-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,制备出一种淀粉接枝聚丙烯酸钠系高吸水树脂,并通过红外光谱(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)技术对木薯淀粉和共聚产物的官能团结构和表面形态进行验证。采用正交试验设计方法分析单体/淀粉比、辐照剂量、交联剂/单体比以及单体中和度对该反应接枝参数以及吸水性能的影响,4种因素的变化均可引起共聚产物的吸水能力变化,影响显著性次序为:单体中和度单体/淀粉比交联剂/单体比辐照剂量。获得最佳吸水性能的反应条件为:AA/St=3.5 g·g-1,MBA/AA=5 mmol·mol-1,辐照剂量D=6k Gy,中和度为70%,上述条件下获得共聚产物的吸水倍数为435 g·g-1。本文为采用电子束法制备高吸水材料提供了科学依据与技术支持。     

土壤保水扩蓄剂的制备及其性能研究

研究了淀粉与丙烯酰胺接枝共聚反应制备土壤保水剂的工艺,并对其吸水、保水性能进行了考察。最佳合成条件是:在淀粉与丙烯酰胺的质量比为3∶1、氢氧化钠为丙烯酰胺质量的75%、硝酸铈铵的浓度为5mmol/L、交联剂N,N′-亚甲基双丙烯酰胺与丙烯酰胺的质量比为0.2%、反应温度控制在(60±2)℃的条件下,制得的保水扩蓄剂吸水率可以达到750g水/g。进一步试验表明,该聚合物具有提高土壤持水性和蓄水性、有效抑制土壤蒸发的功能。     

60CO-g辐照接枝魔芋-丙烯酸-尿素及产物结构分析

将魔芋葡甘聚糖（KGM）、丙烯酸、尿素同时进行60CO-g辐照接枝,制备丙烯酸-尿素-魔芋葡甘聚糖聚合物,并利用红外光谱、扫描电镜、透射电镜、差示扫描量热仪和元素分析技术对聚合产物结构和性能进行了分析。结果表明,尿素的最佳反应量为每3 g魔芋粉7.5 g,此时产物氮质量含量为8%,吸收自来水的倍数达146倍,植物有效水质量含量为99.73%。结构分析说明,KGM与丙烯酸接枝聚合物构成产物基质,形成孔结构,尿素及其衍生物为突起附着在孔结构上,尿素与KGM未发生接枝反应。溶液态产物具有KGM-丙烯酸接枝物的凝     

辐照水稻秸秆制备吸水性树脂的研究

本研究利用60Co-γ射线辐照进行引发水稻秸秆接枝共聚,采用红外光谱(FTIR)和X射线粉末衍射(XRD)对水稻秸秆、预处理水稻秸秆、接枝共聚物进行结构表征分析,探讨了水稻秸秆预处理方法、辐照剂量、引发剂用量、单体配比对接枝共聚物的吸水倍率和吸盐水倍率的影响。结果表明:9%Na OH+6%Urea(尿素)水溶液处理后的秸秆纤维素,在辐照剂量为4.5k Gy、单体配比为1∶15、交联剂用量为1.5%时可以达到463倍的吸水倍率和125倍的吸生理盐水倍率。该方法克服了传统方法污染重、能耗高、保水性差等难题,合成出的高吸水性树脂可适用于农业方面的保水剂、肥料控释剂。同进,合理开发利用农作物秸秆,可降低秸秆焚烧对环境的污染。     

不同类型保水剂性能及其对玉米生长效应的比较

为了比较各类保水剂在同等条件下的性能和应用效果差异,促进保水剂在抗旱节水中的合理应用。本文对国内聚丙烯酸钠、淀粉接枝丙烯酸钠、凹凸棒（无机）/聚丙烯酸钠（有机）、腐殖酸/聚丙烯酸钾4种主要类型农用保水剂进行性能测定,比较其吸水倍率、吸水速率、抗离子特性、pH值、反复吸水性等性能的差异。结果表明,不同类型保水剂的性能差异较大,单一性保水剂聚丙烯酸盐在吸水倍率、吸水速率和保水性等方面表现最好,但反复吸水时吸水率降低较快;淀粉接枝丙烯酸钠第7次吸水时已丧失吸水性;复合型保水剂凹凸棒/聚丙烯酸钠、腐殖酸/聚丙烯酸钾抗二价（Ca^2＋,Mg^2＋）和三价（Fe^3＋）离子特性明显,反复吸水性能好;盆栽玉米实验证明,复合型保水剂及其与菌根配比使用能显著促进玉米生长。     

淀粉基赋钾保水剂的制备表征与保水释钾性能优化

为优化合成一种兼具吸水和释钾功能的淀粉基赋钾保水材料,该研究通过单因素和正交试验,比较分析了不同反应条件对淀粉基赋钾保水剂吸液释钾性能的影响;并通过红外光谱和扫描电镜表征了原矿白云母、活化白云母和赋钾保水剂的结构和形貌特征。结果表明:反应温度950℃,助熔剂NaCl和白云母质量比2:1,煅烧2h时白云母的活化效果最好,释钾率和释钾量分别达到92%和32.4 mg/g。淀粉、交联剂、引发剂、丙烯酰胺添加量和中和度分别为20%、0.02%、0.4%、25%和80%,活化白云母用量20%时,赋钾保水剂达到最大吸液倍率358 g/g(蒸馏水)和155 g/g(自来水),且重复吸水倍率也明显大于纯淀粉基保水剂;40℃下,25 h后赋钾保水剂仍能维持40%以上的初始水分。该赋钾保水剂吸水溶胀过程符合非Fickian扩散,其由水分子扩散和高分子链段松弛过程共同决定。赋钾保水剂的累积释钾量随活化白云母用量的增加而增大,静水浸提9 d后,钾释放量和释放率分别增加2.59和3.64倍。活化白云母除了部分以物理填充形式存在于淀粉基保水剂中外,还有部分粉末在聚合过程中与有机物发生了反应。赋钾保水剂粗糙的表面有利于其吸水释钾性能的发挥。分析认为,该研究中合成的淀粉基赋钾保水剂兼具保水持水和重复吸水性能,而且对钾素具有缓释和促释作用。     

聚丙烯酸钠农用高吸水树脂的辐射制备与性能测试

本文提出了一种特殊的丙烯酸 (钠 )水溶液辐射聚合方法制备高吸水树脂 :丙烯酸水溶液与有机溶剂形成稳定的O W乳化体系 ,将该乳化体系按常规方式进行辐射聚合。小试结果表明 ,该聚合方式具有工艺简单、生产成本低、利于规模化生产等优点 ,克服了单纯水溶液聚合反应热难以排除、干燥十分困难的缺点。在常温常压下 ,该树脂可吸蒸馏水 1 2 0 0ml g,吸自来水 5 60ml g,吸 0 9%NaCl水溶液 1 2 0ml g ;且吸液速度快 ,1min内可达饱和吸水量 ;压力及常温下常压且保水性能优良 ;完全能够满足农业抗旱保水的需要。