论文部分内容阅读
高吸水性树脂在农业上使用时又称做保水剂，是一种合成高分子聚合物。它具有良好的吸水性能，可以吸收和保持相当于自重几十倍到上千倍的蒸馏水或者几十倍到百倍0.9%的盐水，同时还具有优秀的保水能力与重复吸液能力。近年来，研究人员也在保水剂和肥料的结合方面进行了一些探索。如果水、肥以及保水剂可以达到比较好的耦合作用，可以有效的提高肥料的利用率。本研究采用水溶液聚合法，以玉米淀粉、工业级凹凸棒土为接枝材料，丙烯酸和丙烯酰胺为单体制备了一系列保水剂。通过设计正交试验和单因素实验来探讨单体比例、凹凸棒土含量以及引发剂含量等因素对保水剂吸水倍率的影响，并通过正交分析得出优惠实验条件。对保水剂进行了傅里叶红外（FTIR）、扫描电镜（SEM）、示差扫描量热分析（DSC）等性能表征，测试了瞬间吸液倍率、保水能力及重复吸液能力等性能；以优惠实验条件为基础，通过添加不同量的尿素、磷肥和钾肥制得含N、P、K的保水剂，并测试肥料的吸水倍率、24h缓释结果及7d缓释结果，得到以下结论：1.优惠实验条件为：将糊化好的玉米淀粉冷却至室温后，淀粉:AA:AM=1:5:1，凹凸棒土用量为8%，在70℃下聚合，并分别加入玉米淀粉、凹凸棒土、单体、交联剂及引发剂。交联剂含量为0.06%，引发剂含量0.5%。以上条件制得的保水剂吸水倍率和吸盐倍率分别为389.6g/g和58.9g/g。DSC结果表明其有非常好的热稳定性，IR结果表明原料反应完全，SEM结果表明其具有良好的吸水性。2.相同阴离子的条件下，阳离子对吸液倍率影响程度大小依次为：Al3+>Ca2+> Mg2+>K+>NH4+>Na+。相同阳离子的条件下，阴离子对吸液倍率影响结果为：SO32->CO32->SO42-> HCO3->HPO42->SiO32-。吸水树脂在11天后完全失水，表明所制备保水剂在自然环境下具有良好的保水能力。保水剂在220℃下加热处理后，吸水倍率仍然有111.9g/g，这说明保水剂具有较好的热稳定性。3.制备的含N、P、K三种保水剂吸液倍率均在100g/g以上，吸盐倍率为30g/g-50g/g。对于含钾保水剂来说，7d养分释放率为75.8%,达到缓/控释肥的标准。