高吸水树脂是一种高度聚合的具有三维网络结构的高分子材料,因其高吸水高保水性能在各领域具有广泛的应用。特别是在我国干旱缺水地区,对当地的农业发展起到了重要的作用。本文以羧甲基纤维素(CMC)和腐殖酸钠(SH)为原料,以过硫酸钾(KSB)为引发剂,N,N’-亚甲基二丙烯酰胺(MBA)为交联剂,采用水溶液聚合法与丙烯酸(AA)进行接枝共聚反应,合成了吸水性能良好且具有SH缓释功能的CMCg-PAA/SH高吸水树脂,研究了制备过程中各因素对其吸液性能的影响,通过正交试验确定了最佳合成条件;采用傅里叶红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)和热失重(TGA)对产品进行结构表征;研究了溶液pH、环境温度和粒径对其吸水性能的影响,考察了其保水性能和重复吸水能力,并利用动力学模型对其吸水过程进行拟合,探究其吸水过程及机理。将CMC-g-PAA/SH高吸水树脂和市售普通丙烯酸型树脂施用在土壤中,对比其不同用量下土壤相对含水量、pH值、团粒结构、容重、电导率(EC)和有机质等理化性质的影响。主要研究结果如下:(1)CMC-g-PAA/SH最佳合成条件为:丙烯酸和CMC的质量比8.89,SH2.0 g,MBA 0.02 g,KSB 0.16 g,丙烯酸中和度为70%,反应温度75℃,在该条件下产品在蒸馏水、自来水和0.9%NaCl溶液中的吸水倍率分别为901.4 g/g、470.8 g/g和341.6 g/g。(2)CMC-g-PAA/SH高吸水树脂在pH=8的溶液中吸水倍率最高,为851.3g/g;环境温度对树脂产品的吸水性能影响不大,树脂温度适应范围较宽;随着树脂粒径的不断减小,其在蒸馏水和0.9%NaCl溶液中的吸水倍率都有明显的增加。CMC-g-PAA/SH高吸水树脂凝胶在自然条件下的保水率降到1%以下所需时间是300 h;当离心机转速达到4000 r/min时,树脂的保水率仍然高达88.80%。CMC-g-PAA/SH高吸水树脂五次使用吸水倍率为417 g/g,是第一次的46.28%。CMC-g-PAA/SH高吸水树脂在不同溶液中的吸水动力学更符合二级动力学模型。树脂产品的初期吸液速率为蒸馏水>自来水>0.9%NaCl溶液。(3)CMC-g-PAA/SH高吸水树脂在蒸馏水中具有SH缓释功能,在前3天释放较快,之后速度趋于平缓,第5天之后基本没有SH再释放出来。(4)CMC-g-PAA/SH高吸水树脂和市售丙烯酸树脂施用量分别为0.5%和0.25%时,土壤的相对含水量最高。在土壤中多次使用后,CMC-g-PAA/SH高吸水树脂土壤含水量要高于市售树脂。(5)CMC-g-PAA/SH高吸水树脂能够有效改良土壤,增强了土壤电导率,对土壤的pH影响较小,不会影响植物的生长发育,并有一定的疏松作用,改善了土壤容重和团粒结构,增加了土壤的通透性,提高了土壤有机质含量。