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多功能高吸水树脂的合成与应用研究

张翠荣  
【摘要】: 丙烯酸系高吸水树脂其制备原料来源广泛、合成工艺简单,但耐盐、防潮性能较差,严重影响其应用性能。本文提出丙烯酸系高吸水树脂的高性能化的合成研究,以及对所合成的高吸水树脂在农业中的应用进行了研究。研究内容和结果如下: 研究了丙烯酸(钠)与甲基丙烯酸-2-羟基乙酯(HEMA)共聚制备高吸水树脂的合成工艺及所得吸水树脂的吸水性能、耐候性。结果表明,以过硫酸钾为引发剂,丙烯酸(钠)与甲基丙烯酸-2-羟基乙酯(HEMA)进行溶液共聚制备高吸水树脂,反应温度65~75℃,丙烯酸中和度为80%,反应时间4小时,引发剂用量0.04~0.06%,高吸水树脂具有较高的吸水能力;随HEMA以及交联剂用量增大,高吸水树脂的吸水能力下降。随反应温度升高、反应时间延长、丙烯酸中和度增大、HEMA用量以及交联剂用量增大、反应单体浓度升高,丙烯酸(钠)与甲基丙烯酸-2-羟基乙酯(HEMA)共聚物高吸水树脂的耐候性明显增强。 研究了腐植酸对丙烯酸系高吸水树脂的表面接枝及体内接枝改性作用。结果表明,腐植酸接枝改性可以改善高吸水树脂的耐盐性,腐植酸用量为7.5%时改性高吸水树脂的吸液倍率最高,腐植酸表面接枝改性的高吸水树脂颗粒表面产生了层状膜,其防潮性能和吸水速度、倍率明显提高,而体内接枝改性的效果不明显。 通过对高吸水树脂在设施农业中的应用研究,结果表明高吸水树脂对作物出苗及对地温有一定的影响,对土壤具有良好的膨胀性,能减少蒸发,特别是改变水分特征曲线,增加土壤有效水,提高地温,对促进作物出苗作用尤为突出。土壤施用保水剂(高吸水树脂在农业上应用通常叫保水剂)后,种植西红柿的成活率大大提高,空白试验成活率仅为37.50%,而加入保水剂的实验成活率达83.33%。植物根系周围加入保水剂其根系周围土壤温度比空白高出2~4℃。 在我国严重干旱的新疆哈密地区以葡萄和大枣两种果树为试验材料,研究了高吸水树脂的施用方法、用量对两种新植和挂果果树成活率、植株生长、果品含糖量和土壤含水量的影响,并对高吸水树脂施用后的经济效益进行了分析。结果表明:高吸水树脂直接拌土效果优于凝胶拌土;施用高吸水树脂能显著增加土壤的保水能力,严重干旱时土壤含水量增加可达2倍以上;对于新移栽的果苗,10g/株~30g/株的多功能高吸水树脂用量较为适宜,可以增加苗木成活率20%左右,并促进新梢生长;对于盛果期的葡萄树用100g/株~200g/株多功能高吸水树脂较为适宜。多功能高吸水树脂为100g/株和200g/株时,葡萄产量分别较对照增产12.59%和25.29%,含糖量分别较对照增加9.92%和6.01%,667m~2分别增收664.5元和1107元;在葡萄果实膨大期干旱胁迫时(正常灌水量75%的条件下),分别较对照增产38.46%和66.62%,含糖量增加0.78%,667m~2分别增收829.5元和1437元。


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