辐照法合成农用保水剂(中试Ⅰ)

在以往研究基础上,以AMPS和AM为单体,三羟甲基丙烷二烯丙基醚(Trimethyl Propane Di-allylEther,TMPDE)为交联剂,碳酸钾中和,采用水溶液辐照法,在高吸水性树脂工业生产线上进行了中试试验。在单体质量比m(AMPS)∶m(AM)为4.26∶13.44条件下,考察了单体质量分数、AMPS中和度、交联剂TMPDE用量、聚合段和交联段的辐照剂量对产品性能的影响,确定了合成农用保水剂性能最佳的生产工艺参数:单体质量分数为40%～42%,中和度为60%～70%,交联剂TMPDE用量为1.4‰～1.6‰(质量分数),聚合段剂量控制在600～700Gy,交联段剂量控制在1500～2000Gy。中试产品在蒸馏水和盐水(NaCl质量分数0.9%)中的吸水倍数分别为550～600和76～84,抗紫外时间达到150～180min。     

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。     

~(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。     

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。     

阳离子絮凝剂的辐照合成及表征

为开发出一种简便可靠的絮凝剂制备方法,以丙烯酰胺(AM)和二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)单体为供试材料,采用~(60)Co-γ辐照法进行自由基聚合反应,一步法制备阳离子絮凝剂。利用红外光谱、扫描电镜、差示扫描量热仪等对絮凝剂结构和性质进行表征分析,同时考察辐照聚合反应中单体AM∶DMDAAC质量比和辐照剂量对单体转化率的影响,并针对不同粒径的絮凝剂样品进行污水处理试验。结果表明,辐照法成功制备出二甲基二烯丙基氯化铵-丙烯酰胺共聚物(PDA),絮凝剂表面为多层次的立体网状结构,且在常温下性能稳定;在AM∶DMDAAC=2∶1(质量比)条件下,当辐照剂量为12 kGy时,所得聚合物单体转化率高达83.6%;粒径大于0.20 mm的絮凝剂对有机污水处理效果很好。本研究为一步法制备高效的絮凝剂样品提供了一种简单可行的方法。     

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。     

聚丙烯酰胺对沙化草场土壤水分的影响

研究了施用不同剂量的聚丙烯酰胺后,0-20 cm土层的土壤含水量、不同天气情况下的土壤含水量以及观测期始末土壤含水量的变化,结果表明:几种处理中,施用剂量为75 kg/hm~2的处理土壤含水量最高;观测后期与观测前期比较以75 kg/hm~2处理土壤含水量相差最小;10—20 cm土层土壤含水量降幅小于0—10 cm土层。     

聚丙烯酰胺促进沙化退化草场植被恢复效果研究

东北黑土区农牧交错带严重的水土流失破坏了草场资源,降低了土地承载能力,导致草场沙化退化严重。为了以最快的速度最大程度地实现沙化退化草场的植被恢复与重建,通过野外小区对比试验和室内分析,采用二因素完全随机设计,研究了在不同植被条件下施用不同剂量聚丙烯酰胺后草场植被的生物学性状及物种组成的变化,分析探讨了聚丙烯酰胺促进沙化退化草场植被恢复的效果。结果表明:聚丙烯酰胺对植被盖度、株高、生物量和植物多样性的提高均具有明显的促进作用,特别是剂量在120 kg/hm2时,聚丙烯酰胺促进草场植被恢复的效果最为突出。     

辐照对黄原胶分子量及抗氧化活性的影响

以0~500kGy 60Co γ射线对固态黄原胶进行辐照,研究辐照对黄原胶分子量及还原力、清除1,1-二苯基-2-苦基肼自由基（DPPH·）、超氧自由基（O2-·）及羟自由基（·OH）能力等抗氧化活性的影响。研究表明,10kGy的辐照可使黄原胶粘均分子量从1.71×106增加到2.23×106,超过10kGy后,黄原胶粘均分子量随辐照剂量的增大逐渐减少,500kGy时降为1.59×104。低于10kGy辐照,黄原胶的还原力、对DPPH·和对O2-·的清除率与剂量呈负相关,与对照相比,还原力降低了3.16%,对DPPH·和O2-·的清除率分别从17.37%和18.18%减少到16.87%和8.51%,增大辐照剂量,黄原胶的还原力和对DPPH·和O2-·的清除率与剂量呈正相关,500kGy时黄原胶的还原力比对照增加164.22%,对DPPH·和O2-·的清除率升高至60.79%和30.06%;对·OH清除能力与辐照剂量呈负相关,清除率从0kGy时的9.29%降低到500kGy时的3.63%。辐照可以引起黄原胶聚合或降解,从而导致其分子量及抗氧化活性发生显著变化。     

60Co-γ辐照对花生过敏原Ara h 2蛋白构象及致敏活性的影响

为探讨辐照处理对花生Ara h 2蛋白结构与致敏活性的影响,采用不同剂量⁶⁰Co-γ辐照处理分离纯化所得到的花生过敏原Ara h 2蛋白,结合紫外扫描光谱、圆二色谱(CD)和聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)评估辐照处理后Ara h 2蛋白的结构变化,并用免疫印迹法和间接酶联免疫吸附法检测辐照处理后Ara h 2的抗原性变化。结果表明,⁶⁰Co-γ辐照处理可以显著改变花生Ara h 2蛋白的构象,使其降解、发生交联。随着辐照剂量的增大,Ara h 2蛋白与抗体的结合能力呈逐渐下降趋势,且与蛋白紫外吸光度的增强和α-螺旋含量的降低呈现良好的相关性。当辐照剂量为10 kGy时,可基本破坏 Ara h 2 蛋白的结构和免疫活性。⁶⁰Co-γ辐照处理可以有效降低花生过敏原 Ara h 2 蛋白的致敏性,这为花生脱敏技术的研究提供了新思路。     

环境友好型保水剂的合成、性能及应用

[目的]以过硫酸铵(APS)为引发剂,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(NMBA)为交联剂,通过壳聚糖(CTS)和瓜尔胶(GG)接枝丙烯酸(AA)制备新型高耐盐保水剂,探究其合成过程最佳反应条件,研究其对盐碱地土壤保水保肥的效果。[方法]利用水溶液聚合法制备保水剂,通过单因素试验(AA中和度、GG投加量、APS用量、NMBA用量)研究保水剂的最佳合成条件,用FTIR和SEM对产物进行表征,并对产物的环境适应性(盐溶液类型及浓度、溶液pH值)及其加入盐碱土后对于土壤水肥保持的效果进行研究。[结果]当AA中和度为85%,GG投加量为0.2g,APS与NMBA用量分别为单体总量的0.3%和0.02%时,该保水剂在去离子水和0.9%NaCl溶液中的吸收效率分别为1 128g/g和185g/g,此时产物的吸收效果达到最佳。红外光谱与电镜扫描分析结果表明CTS,GG和AA都参与了聚合反应,产物具有较好的空间网络结构与表面形态。该保水剂在溶液pH值为4~10的范围内吸收效率较稳定,但是当溶液中存在阳离子时其吸收效率明显降低,阳离子类型对其吸收效率的抑制作用从大到小依次为:Mg2+Ca2+Na+K+。当保水剂加入到盐碱土时,既能提高土壤持水能力又能抑制土壤氮肥和钾肥的淋溶损失。[结论]本研究自制保水剂具有较好的耐盐效果,环境适应性强,单体环境友好,将其加入盐碱土壤时能够有效降低土壤水肥的淋溶损失。     

南美白对虾太阳能干燥能耗参数优化及中试

为降低南美白对虾干燥能耗,提高南美白对虾干燥品质,该文探讨了实验室太阳能干燥温度、风速及干燥量对干燥效果的影响和中试试验。通过实验室试验确定干燥温度范围为45～55℃,风速6～8 m/s,干燥量3～4 kg,响应面分析法分析了太阳能干燥温度、风速及干燥量与干燥能耗的关系,建立了二次回归模型,确定南美白对虾太阳能干燥最佳工艺参数为：干燥温度为53.40℃,风速为7.43 m/s,干燥量为3.65 kg。在实验室数据的基础上进行了中试试验,结果表明干燥鲜虾量100 kg（煮后69.5 kg）得到38.16 kg产品,所需总能耗549827.05 kJ,其中太阳能提供了379619.05 kJ,实际耗电47.28kW·h（折合能量170208 kJ）。太阳能干燥单位质量（1 kg）南美白对虾实际能耗0.68 kW·h/kg,相比热风纯电加热器干燥节能1.51kW·h/kg,相比燃煤烘房干燥可减少0.75kg/kg CO2排放。该研究结果为南美白对虾太阳能干燥工业化生产提供参考。     

含蒙脱土和多糖的保水剂对土壤物理性质的影响

以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、丙烯酰胺为单体,天然产物蒙脱土(MMT)和羧甲基纤维素钠(CMC)为复合组分,在室温下合成了天然组分含量大于40%的保水剂。研究了天然组分含量和聚合条件对土壤持水性、孔隙度、容重和水稳定性大团聚体的影响。正交极差分析表明,MMT对土壤持水性、孔隙度的影响最强,CMC对土壤非毛管孔隙度的影响较强。MMT的加入可以显著提高土壤的持水性、孔隙度和水稳定性团聚体总量;CMC可提高土壤的非毛管孔隙度、促进水稳定性团聚体的形成。在土壤中加入0.3%优化后的保水剂,土壤的最大持水量、田间持水量、非毛管孔隙度、毛管孔隙度、土壤水稳定性大团聚体总量及其平均粒径分别提高了41.3%、52.5%、120%、31%、90%和78%。     

我国热带地区胶-茶-鸡农林禽复合系统钾循环研究

以胶-茶-鸡农林禽复合系统模式为研究对象,以单作胶园、胶茶间作园为对照,采用定量研究与定性分析相结合的方法,研究其钾循环规律。结果表明,胶-茶-鸡农林禽复合系统钾循环率为59%,钾输出量为134.5kg/hm²,土壤钾盈余量为168.2kg/hm²,均最高。鸡子系统钾输出/输入比为91%,鸡产品的钾产投比仅为23%。该系统内钾循环量(归还量)为414.9kg/hm²,最大,因此该系统钾循环活跃,具有较合理的钾循环结构     

免储水灌注水播种条件下保水剂使用对玉米生长发育的影响

通过大田试验研究了民勤绿洲免储水灌注水播种条件下施用保水剂对大田玉米的生长发育状况的影响.结果表明,注水播种配合使用保水剂可使玉米提早出苗,提高叶面积指数,促进干物质积累,提高穗干物质分配比例,提高玉米籽粒产量和生物产量.施用保水剂量为2.5 g/m2和采用保水剂拌种注水播种处理较常规灌溉处理可分别增产17.77%和15.13%,节水18.76%和13.92%,增收26.37%和15.73%,水分利用效率达到3.33和3.07 kg/m3.     

茄子红外辐射干燥特性及色泽变化

摘要：为探索高效节能的干燥方式,得到高质量的干制品,该文在不同干燥温度、样本厚度和辐照距离的条件下,研究了红外辐射加热干燥对茄子干燥特性和色泽的影响;并利用多元非线性回归方法,建立了干燥时间及色差总值（ΔE）与干燥温度、样本厚度以及干燥距离之间的二次多项式回归方程,相关系数分别是0.9888和0.9703,方程拟合程度较好。结果表明,选用合适的干燥条件及参数,可以显著提高茄子的干燥速率,保持产品的色泽;红外干燥茄子的单位耗能为2.48 MJ/kg(H2O),相比于热风干燥,可节能22.7%。     

应用保水剂对黄绵土水分特征的影响研究

为了探求保水剂在黄绵土中的作用规律,选取了三种国内外不同的保水剂,利用离心机法测定了不同浓度保水剂作用下黄绵土水分特征曲线。从保水剂种类、浓度对土壤含水量的影响、不同保水剂对土壤吸释水及效率的影响、保水剂品种比选等方面系统进行了研究。结果表明:（1）浓度对黄绵土土壤饱和含水率的影响显著,且0.75%是明显的分界线。（2）土壤含水量随保水剂浓度增加而增大,随着土壤水吸力的增大而减小,且这种改变作用在低吸力段（0.01～0.8MPa）明显高于高吸力段（0.8～1.5MPa）,在0.01～0.05MPa之间尤其显著。（3）保水剂在黄绵土中的应用效果来看,钾-聚丙烯酸酯-聚丙烯酰胺共聚物类保水剂最好,其次是聚丙烯酸盐类保水剂,再次是丙烯酰胺与丙烯酸钾共聚物类保水剂,主要表现在提高土壤有效水分吸收效率和吸收数量两个方面。     

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。     

一种医用消毒擦片的辐照灭菌剂量确定

根据ISO11137-2:2006方法一、ISO11737-1:1995、ISO11737-2:1998,采用薄膜过滤法系统研究了一种医用消毒擦片的辐照灭菌剂量,内容包括初始污染菌数测定、验证剂量（无菌保证水平为10-2所要求的剂量）辐照、辐照后产品无菌检验等。结果表明,医用消毒擦片具有较强的抑菌活性,稀释液用量为400ml/片时抑菌活性可被消除。本试验条件下,医用消毒擦片的平均初始污染菌数为5.36CFU/片,查对ISO11137-2:2006表5得到验证剂量为4.6kGy,无菌剂量为16.8kGy（无菌保证水平为10-6所要求的剂量）。消毒擦片经验证剂量4.6kGy辐照后,100件单元产品的无菌检验的阳性个数小于2,达到ISO11137-2:2006要求,无菌剂量16.8kGy成立。研究还根据中国药典（2005）规定,对所建立的初始污染菌数测定方法和无菌检验方法进行了可行性验证。结果表明,无菌消毒擦片接种枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌后,利用初始污染菌数测定方法检测到的回收率均高于70%,初始污染菌数测定方法可行;接种枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌、铜绿假单孢菌、生孢梭菌、白色念珠菌、黑曲霉后,利用无菌检验方法均检测到良好微生物生长,无菌检验方法可行。     

晚香玉γ射线辐照的生物学效应

用剂量分别为15、20、25、30和35Gy的60Co γ射线辐照处理晚香玉单瓣、重瓣两个品种的种球,以未辐照种球为对照,以通过60Co γ射线辐照处理筛选出优良品种。结果表明：各处理对植株的生长和发育均有影响,主要表现在出苗率降低,植株变矮,开花延迟,花期延长。15Gy和20Gy处理组的植株辐照损伤较小,长势相对较好,尤以20Gy更为突出,2品种间单瓣的耐辐照能力较重瓣强。运用聚丙烯酰胺凝胶电泳（PAGE）方法对不同辐照剂量下的2个品种的植株叶片进行同工酶分析,结果表明,在20和25Gy剂量下,过氧化物酶、酯酶和过氧化氢酶的活性最强。经农艺性状及同工酶分析,初步筛选出2个晚香玉品种的适宜辐照剂量为20Gy。