随着社会经济的发展，保护环境、改善生态条件、走可持续发展之路已越来越受到人们的关注。保水剂作为一种新型化工材料，从它初次研制开发到投入使用以来，逐渐备有关注。降雨分布不均，农业林业生产遭受大规模的干旱，许多科研人员纷纷探求保水抗旱材料，以解决干旱问题。保水剂正是人们辛苦探求的成果之一，今天正被大规模的试验、生产和使用。本文通过对不同品种保水剂在不同pH值下的吸水特性的试验和分析，以此探讨保水剂在农林业中的使用价值，从而为保水剂在今后的使用提供一些有用的参考。1实验材料、内容及方法
1.1实验材料
实验中我们采用的保水剂有以下24个品种：（1）林果专用保水剂，唐山博亚公司；
（2）炳烯酰胺共聚物300，唐山博亚公司；
（3）白金子保水剂（治沙），唐山博亚公司；
（4）黑金子保水剂（治沙），唐山博亚公司；
（5）林果专用保水剂（蘸根），唐山博亚公司；
（6）抗旱保水剂淀粉接枝，唐山博亚公司；
（7）普通抗旱保水剂，唐山博亚公司；
（8）高能抗旱保水剂，唐山博亚公司；
（9）不含Na离子新吸水剂，唐山博亚公司；
（10）法国进口保水剂，颗粒状；
笪志祥1汪绍盛1王百田2杨永峰2
（1.天津市水利局300074；2.北京林业大学100083）
摘要：实验选取了国内外24种保水剂，测定了它们在不同pH值的情况下的吸水倍率，从而为在不同酸碱性土壤中选用合适的产品做出依据。实验结果表明：保水剂的吸水倍率随着pH值变化而发生变化。pH值在5.0左右的可选用保水剂品种有4、15；pH值5.5左右的有4、12；pH值6.0左右的有12、15、16、22；pH值6.5左右的有1、5、9、11、17、20；pH值7.0左右的有1、3、5、6、11、13、14、17、
18、19、20、21、23；pH值7.5左右的有2、14、16、18、19、23、24；pH值8.0左右的有2、6、7、9、10、22、
24；pH值8.5左右的有7、8、13；pH值9.0左右的有3、8、10、15、21。
关键词：保水剂；pH值；吸水倍率
Study on the Water Absorbing Character of Super
Absorbent Polymer under Different pH Values
Da Zhixiang1W ang Shaosheng1YangYongfeng2Wang Baitian2
(1.The Bureau of Water Resources of Tianjin Tianjin300074;
2.Beijing Forestry University,Beijing100083)
Abstract:The experiment selected24kinds of Super Absorbent Polymer(SAP)of home and abroad, measure their water absorbency(WA)under different pH values,then choose the more suitable product at different soil texture area.Experiment result shows:the WA of SAP changed with the electrolyzed water pH values.We can select kinds of SAP4and15at pH values of5.0,4and12at pH values of
5.5,12,15,16and22at pH values of
6.0,1,5,9,11,17,and20at pH values of6.5,1,3,5,6,11,
13,14,17,18,19,20,21and23at pH values of7.0,2,14,16,18,19,23,and24at pH values of
7.5,2,6,7,9,10,22and24at pH values of8.0,7,8and13at pH values of8.5,3,8,10,15and21
at pH values of9.0.
Key Words:Super Absorbent Polymer(SAP)；pH Value；Water Absorbency(WA)
保水剂在不同pH值下的吸水特性研究
作者简介：笪志祥（1978～），男，硕士，主要从事农田水利和水
土保持生态环境方面工作。
表1
不同品种保水剂在不同pH 值下的吸水倍率（g/g ）
（11）德国进口保水剂；（12）日本进口保水剂；
（13）核工业化工研究院的块状保水剂；
（14）吸水树脂（保水剂），北京春山科技开发中心；
（15）大连西沃特蘸根剂；（16）陕西永泰田保水剂；（17）大连西沃特保水剂（树木）；（18）青岛产保水剂（颗粒）；
（19）SCA 高分子吸水剂，黑龙江省北安市旭光化学工业总厂生产；
（20）河北保定科翰保水剂；（21）高吸水树脂WA-2'，成都；
（22）KD-1型高吸水树脂，青岛开达实业集团有限公司；
（23）PR3005L 保水剂；
（24）HSPAN 型淀粉接枝聚炳烯酸系列。
1~9为唐山博亚公司生产；10、11、12为进口产
品；其余为国内其他厂家产品。
试验仪器有：pH 仪、量桶、烧杯、盛水器皿、计算机、电子计重称（精确度0.01g ）、过滤纱布等。此外，
配有无离子水和酸碱液。实验室室温为27℃，空气湿度60%。
1.2实验内容
保水剂在不同pH 值土壤中吸水倍率是衡量保
水剂保水能力的一个重要指标，主要是吸水倍数，本文通过配置9个梯度的pH 值液，测定了各样品吸收无离子水的倍率。
1.3实验方法
针对我国目前干旱地区的土壤酸碱度情况，配
置9个梯度的pH 值溶液，分别为pH =5.0，pH =5.5，
pH =6.0，pH =6.5，pH =7.0，pH =7.5，pH =8.0，pH =8.5，pH =9.0。称取各个品种保水剂1.00g ，装入纱布
袋中，测定不同pH 值溶液中的吸水倍数，也就是单位保水剂的吸水量。
当保水剂在不同pH 值溶液中充分吸水24h 后，称重，得到保水剂的吸水倍率，然后让其在室温下自然蒸发风干，用称重法确定保水剂吸收的水分完全蒸发，再将其放入相对应的pH 值溶液中吸水24h ，称重，得到保水剂的重复吸水倍率。如此重复3次。
2实验结果与分析
保水剂在不同的pH 值溶液中的吸水倍率是不
编号
pH=5.0pH=5.5pH=6.0pH=6.5pH=7.0pH=7.5pH=8.0pH=8.5pH=9.0平均
1188.17187.50188.30203.78203.32196.60196.32181.13176.38191.282170.44170.04173.81174.18176.78180.30178.83167.72167.81173.323137.94134.15140.16127.36148.07127.81131.94140.14143.32136.774152.07150.19144.91141.09130.84135.91137.99140.47147.81142.365139.59140.54145.69151.10157.42148.72146.09143.91137.46145.61699.36118.65120.71117.44129.89128.71124.48109.81111.53117.847183.47182.50180.11178.08169.80186.64196.31192.89191.96184.648102.29104.98108.31108.78109.67104.75107.37113.20116.60108.449154.70154.71154.73163.36135.43159.99163.21162.98161.28156.7110128.38127.81126.25131.02133.33133.43137.59136.47137.10132.3811158.09157.68158.56159.32160.51148.57143.66135.99127.99150.0412129.74133.72134.04120.72133.32131.39130.45125.86122.75129.1113144.43147.14145.89144.63152.16150.25147.46150.35132.64146.1114107.20108.00107.75113.25119.80121.09110.32109.75106.03111.4715119.74105.23111.48106.5690.1293.25103.16101.17111.48104.691697.60154.06173.27162.62169.19175.33154.57147.55146.75153.4417101.7989.4881.69110.98121.3093.9894.6693.2189.6697.421886.7179.3990.7495.53119.83109.2084.1360.5260.8287.4319129.46130.17138.43146.58185.77189.66178.43163.03145.20156.3020137.12133.00132.17137.99141.80123.41112.76124.30100.50127.0121110.47110.62104.5899.25128.98106.02107.23115.94123.70111.8722104.9294.38107.3997.65100.28100.30106.81100.1197.38101.0223117.28120.14120.02116.67124.45126.00117.90113.54104.48117.8324
283.92273.34287.06268.67291.02291.56297.39261.70288.34
282.56
图1pH=7时吸水倍率最大的典型变化图图3pH ＜7时吸水倍率最大变化图相同的，每个保水剂品种都有其最佳的吸水倍率的
pH 值，一般在pH =7.0附近，大于或小于这个pH 值
的情况下，保水剂的吸水倍率都会减小。实验的结果记录如表1。
2.1在中性无离子水（pH 值=7.0）中吸水倍率在pH 值=7.0的中性无离子水中吸水倍率最大
的保水剂品种有：3、5、6、11、13、17、18、20、21，它们
受酸碱性影响的典型趋势图见图1，从图中我们可以看出，这些品种的保水剂受酸碱性的影响较大，所以在酸性和碱性土壤中此类保水剂不能使用，但是在中性土壤中，可以使用。
在pH 值=7.0的中性无离子水中吸水倍率最小的保水剂品种有：4、7、9、15，它们受pH 值影响的典型趋势图见图2，从图中可知此类品种保水剂适合在
图2pH=7时吸水倍率最小的典型变化图
酸碱性土壤中使用。2.2在酸性无离子水（pH 值＜7.0）中吸水倍率最大在pH 值＜7.0的情况下，吸水倍率达到最大的保
水剂品种有：1、4、9、12、15、22，其中pH 值=5.0的有
4、15，pH 值=6.0的有12、22，pH 值=6.5的有1、9，它
们的典型变化图见图3。在pH 值=5.0的时候，它们的吸水倍率随着酸碱性的增强而逐渐增大，适合在较强的酸性和碱性土壤中运用；pH 值=6.0时，在和
6.5时，保水剂吸水倍率都是不规则变动，在中性范
围左右变动较大，但在碱性增大时，都会明显下降。
2.3在碱性无离子水（pH 值＞7.0）中吸水倍率最大在pH 值＞7.0的情况下，吸水倍率达到最大的保
水剂品种有：2、7、8、10、14、16、19、23、24，其中pH 值=7.5的有2、14、16、19、23，pH 值=8.0的有7、10、
24，pH 值=9.0的有8，它们的典型变化图见图4。从
图4可以看出，在pH 值=7.5时，各品种的保水剂在酸性和碱性下吸水倍率呈明显下降趋势，不适宜在酸性和碱性土壤中使用；pH 值=8.0时保水剂在碱性条件下的吸水倍率比酸性条件下大，只有在强碱pH 值=9.0时迅速下降；pH 值=9.0时保水剂的吸水倍率
图4pH ＞7时吸水倍率最大变化图
变化缓和，在强酸和微碱性条件下吸水倍率最小，随着酸性减弱和碱性增强，吸水倍率逐渐变大。
2.4不同酸碱性土壤中适合选用的保水剂
上文分析的是各保水剂吸水倍率最大时的pH
值，我们还需要考虑其吸水倍率次高时的结果，笔者认为，各品种保水剂在吸水倍率次高时，也应该考虑在选用之列。以下就吸水倍率次高时作一个总结：pH 值=5.5时保水剂品种编号有4，12；pH 值=6.0时保水剂品种编号有15，16；pH 值=6.5时保水剂品种编号有5，11，17，20；pH 值=7.0时保水剂品种编号有
1，14，19，23；pH 值=7.5时保水剂品种编号有18，24；pH 值=8.0时保水剂品种编号有2，6，9，22；pH 值=8.5时保水剂品种编号有7，8，13；pH 值=9.0时保水
剂品种编号有3，10，15，21。
3结论与讨论
（1）保水剂的吸水倍率是受酸碱性影响的，对24
个品种保水剂的吸水倍率在不同酸度下的研究将有助于其正确的选用。
（2）根据实验分析结果，我们在针对不同酸碱度
的土壤时，可以做出正确的选择。中性（pH 值=7.0）的土壤可以选用的保水剂品种有1、3、5、6、11、13、14、
17、18、19、20、21、23；pH 值在5.0左右的土壤可选用
的保水剂品种有4、15；pH 值在5.5左右的土壤可选用的保水剂品种有4、12；pH 值在6.0左右的土壤可选用的保水剂品种有12、15、16、22；pH 值在6.5左右的土壤可选用的保水剂品种有1、5、9、11、17、20；
pH 值在7.5左右的土壤可选用的保水剂品种有2、14、16、18、19、23、24；pH 值在8.0左右的土壤可选用
的保水剂品种有2、6、7、9、10、22、24；pH 值在8.5左右的土壤可选用的保水剂品种有7、8、13；pH 值在
9.0左右的土壤可选用的保水剂品种有3、8、10、15、21。
（3）保水剂吸水倍率只是反应其特性的一个方面，在比较吸水倍率的同时还应该考虑的特性包括它们的化学特性、吸水速率、吸水次数、放水特性、持水时间等等，由于时间和条件有限，笔者在这里只研究了它们的吸水倍率，其他相关特性有待更深入的实验研究。
本研究为“黑龙江垦区小麦优质高效生产技术及其产业化”项目子项目研究配套试验之一。本项目研究主要通过气候因素的影响、机械设备更新等外界条件影响下，着重从小麦生物学特性探索出本区域不同气候条件下分期播种与产量、品质间的关系，获得最佳产量及经济效益模式，为建立优质化春小麦栽培技术模式提供依据。
1材料方法
试验于2004年4～8月在九三科研所七号试区
进行。试验田土壤质地为黑土，20cm 土层，有机质含量5.25%，全氮0.21%，碱解氮214.12mg/kg 土，全磷
0.208%，速效磷118.5mg/kg 土，速效钾220.5mg/kg
土，pH 值6.7，共计10个播期。由于春涝实际进行5个播期，为4月19日、4月13日、4月29日、5月16日、5月21日。每小区面积均为6m 2，设计保苗株数
王
冰1
陈
辉2
宋
伟2
郭彦泰2
（1.黑龙江省大庆市石油管理局钻井2公司
163413;2.黑龙江省农垦总局九三科学研究所）
优质春小麦龙麦26分期播种
对其产量及品质影响初探
表1
优质春小麦龙麦26分期播种试验产量结果（2004年）
处理ⅠⅡⅢIt X 軍t kg/667m 2kg/hm 21 1.78 1.98 2.19 5.95 1.98220.53307.22 1.77 2.03 2.13 5.93 1.97219.73296.13 1.94 1.89 2.29 6.12 2.04226.83401.74 1.88 2.02 2.11 6.01 2.00222.73340.65 1.79 2.15 2.09 6.03 2.01223.53351.76 1.92 2.21 2.19 6.32 2.11234.23512.97 1.53 1.62 1.80 4.95 1.65183.42751.48 1.66 1.74 1.95 5.35 1.78198.22973.79 1.78 1.54 1.73 5.05 1.68187.12806.910 1.76 1.70 1.89 5.35 1.78198.22973.711 1.48
1.55
1.63
4.66
1.55
172.7
2590.2
高吸水性树脂产品指标 高吸水性树脂是一种吸水量可达自向重量几十倍甚至几千倍的树脂。这种树脂不但吸水量大，而且保水能力强，并有很强的增稠性能，因此可广泛应用于生理卫生用品、农林园艺、改选沙漠、医药、土木工程、工业用品、保鲜包装材料、日用品等领域。 一、物理性质 高吸水性树脂是一种具有吸水功能的透明粉剂，本品同时含有植物生长所需的氮、磷等元素、降解后元素、无残留、不污染土壤。 二、主要指标 三、主要用途 1、用作土壤改良剂：将高吸水性树脂与栽培土按一定比例混合，可以改善团粒结构，提高土壤的保水性、透水性和透气性，缩小土壤昼夜温差变化，调节封的干湿度，减少灌溉次数，达到改良劣质土壤、抗旱保收的目的。 2、用作种子培育促进剂和苗木移植保存剂：高吸水性树脂以混合法、片法和涂覆法用于植物种子培育，可使其提早发育，提高发芽率，缩短发芽时间，促进生长。将高吸水性树脂与草籽拌种，可提高飞机在干旱地区播种的成活率；将高吸水性树脂吸水凝胶涂覆在出土的幼苗的根部，进行保水处理，可大大提高幼苗的成活率和移植存放时间。 3、用作化肥缓释剂：用高吸水性树脂对化肥进行包衣后施肥，可使肥料缓慢释放，提高化肥的利用率，减少肥料流失造成的浪费和对环境的污染。 4、其它：高吸水性树脂还可用于土壤培土、农药扩散剂、菌固培养等方面。
四、包装及储存 1、包装：本公司的产品均采用三合一牛皮纸包装，内衬聚乙烯塑料膜，每袋净重25公斤。 2、储存：该产品应置于阴凉通风的库房中，注意防潮。 聚丙烯酸钠 百科名片 聚丙烯酸钠 聚丙烯酸钠是一种新型功能高分子材料和重要化工产品，固态产品为白色(或浅黄色)块状或粉末，液态产品为无色(或淡黄色)粘稠液体。溶解于冷水、温水、甘油、丙二醇等介质中，对温度变化稳定，具有固定金属离子的作用，能阻止金属离子对产品的消极作用，是一种具有多种特殊性能的表面活性剂。 目录[隐藏] 概述 性质 加工或制造方法 用途 概述 性质 加工或制造方法 用途 [编辑本段] 概述
高吸水性树脂
神奇的功能高分子材料—高吸水性树脂 随着科学技术和国民经济的发展，高分子材料已经渗透到各个领域。各种塑料制品、薄膜、人造皮革、合成橡胶、合成纤维等已经成为人们生活中不可缺少的材料。功能高分子材料是20世纪60年代发展起来的新型领域，是高分子材料渗透到电子、生物、能源等领域后开发涌现出的一种新型材料。 功能高分子有时也称为精细高分子或特种高分子，至今还没有一个准确的定义，一般是指具有传递、转换或贮存物质、能量和信息作用的高分子及其复合材料，或具体地指在原有力学性能的基础上，还具有化学反应活性、光敏性、导电性、催化性、生物相容性、药理性、选择分离性、能量转换性、磁性等功能的高分子及其复合材料。 高吸水性树脂就是一种新型的功能高分子材料，它具有优异的吸水、保水功能，可吸收自身重量几百倍、上千倍，最高可以达到5300倍
的水，即使挤压也很难脱水，被冠予“超级吸附剂”的桂冠。 高吸水性树脂的种类很多，所用原料及工艺方法也各不相同。主要类型有聚丙烯酸酯类、聚乙烯醇类、醋酸乙烯共聚物类、聚氨酯类、聚环氧乙烷类、淀粉接校共聚物类等，此外还有与橡胶共混的复合性吸水材料。在上述各种类型中，研究开发较多的为聚丙烯酸酯类。该树脂系以丙烯酸和烧碱为主要原料，采用逆向聚合法而制得。由于工艺较为简单，易于操作，制得的树脂吸水率高，生产成本较低，因此发展非常迅速。 高吸水性树脂是一种白色或徽黄色、无毒无味的中性小颗粒。它与海绵、沙布、脱脂棉等吸水材料的物理吸水性不同，是通过化学作用吸水的。所以树脂一旦吸水成为膨胀的凝胶体，即使在外力作用下也很难脱水，因此可用作农业、园林、苗不移植用保水剂。在蔬菜，花卉种植中，预先在土壤中撒千分之几的高吸水性树脂，可使蔬菜长势旺盛，增加产量。在植树造林中，各种苗木移植期间往往因为保管不善而干枯死亡。如
保水剂在园林绿化中的运用研究 Application of Water Retention Agent in Landscape Greening 梁晓李锦江梁健明黄天津张远明林艳芳 （江门市新会区园林管理处，广东江门529100） LIANG Xiao, LI Jin-jiang, LIANG Jian-ming, HUANG Tian-jin, ZHANG Yuan-ming, LIN Yan-fang (Landscapes Management Office of Xinhui District, Jiangmen City, Jiangmen 529100, China) 摘要：保水剂对园林绿化有较好的运用前景，但市场上保水剂品种混乱，而且缺乏科学指导。本文筛选出适合园林绿化使用的保水剂种类，制订科学合理的保水剂使用技术规程。 关键词：保水剂；园林绿化；技术规程 中图分类号：TU986 文献标识码：A 文章编号：1671-2641(2009)05-0070-04 收稿日期：2008-09-16 修回日期：2009-04-24 Abstract:The application prospect of water retention agent in landscape greening is very favorable,,but in present the market is chaotic and lacks the science instruction. The suitable type and the reasonable technology regulations of water retention agent in landscape greening are summerized in this paper. Key words:Water retention agent; Landscape; Technical regulation 保水剂是具有强力吸水和保水能力的高分子聚合物,在吸附几百上千倍的水后又能缓慢释放供植物生长利用，具有重复吸水的功能。保水剂除了保水性以外，还起到土壤改良剂、化肥缓释剂的功能。保水剂作为新型功能性材料，应用已涉及多个领域，但在城市园林绿化中却鲜见使用，原因在于对保水剂的认识不足，其次是市场上保水剂品种分类混乱，选择不当或使用不当都会产生负面影响。本文通过开展不同种类和剂量保水剂在盆栽草花、边坡复绿和山地苗圃的应用试验，筛选出适合园林绿化使用的保水剂品种及剂量，制订科学合理的保水剂使用技术规程，对园林绿化上保水剂的合理应用提出指导意见。 1 保水剂种类和剂量的筛选试验 1.1 材料与方法 1.1.1 试验材料本文实验所用保水剂种类：聚丙烯酸钾、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钾与聚丙烯酰胺交联型共聚物（树脂型保水剂）、聚丙烯酸钠与聚丙烯酰胺交联型共聚物（树脂型保水剂）、高分子量聚丙烯酰胺类（PAM）、低分子量聚丙烯酰胺类、淀粉接枝类。以上材料均来自中山市锐迪新材料有限公司。 1.1.2试验方法 1）保水剂对土壤理化性质影响试验。在相同土壤条件中同时使用7种不同保水剂，2年后对土壤理化性质抽样测定。
高吸水性树脂用做水晶泥的研究 高吸水性树脂用做水晶泥的研究 刘力、罗威 摘要：以环己烷为连续相，Span-60为悬浮稳定剂，过硫酸铵为引发剂，N，N'- 亚甲基双丙烯胺为交联剂，对反相悬浮聚合制备聚丙烯酸钠高吸水性树脂进行研究。结果表明，影响合成树脂吸水率的主要因素是交联剂质量分数，当交联剂质 量分数为0.015%时，合成树脂的吸水率出现极大值，而且当反应温度控制在75℃，引发剂质量分数为18%时所得树脂的吸水率可达500g/g。对合成树脂吸水、保水性能的进一步测试发现，树脂的初始阶段吸水速率较快，随着吸水时间的延长逐步下降，当树脂吸水饱和后水分损失很慢，在120℃下100min仅损失17.2%。 关键词：高吸水性树脂，聚丙烯酸钠，Span-60，吐温-40，交联剂，分散剂，引发剂。 一、背景介绍 高吸水性树脂( super absorbent polymer, SAP),自上世纪70年代开 发成功以来,已经得到了深入的研究和广泛的应用。在美国等发达国 家，高吸水性树脂的历史已有近40年，而在我国，它仅有10余年 的发展史，对国内市场来说是一种新产品，虽然国内有许多单位已研 究开发出产品并建立了生产装置，但是国产超强吸水剂产品尚未形成 规模生产，其原因是由于生产技术落后而导致产品生产成本较高，产 品性能没有及时改进而且产品的应用研究较少。 高吸水性树脂是一种轻度交联结构的高分子, 其分子链上具有很多 亲水基团，如羟基、羧基、酰胺基、磺酸基等, 故吸水能力很强, 能
吸收自身重量的几百倍甚至几千倍的水, 并且加压不淌出。由于高吸水性树脂与常见的1 高吸水性树脂用做水晶泥的研究 吸水性材料如纸, 布等相比, 具有很多优点, 是一种新型的功能性高分子材料, 因而它被广泛应用于工业、农林业、医疗卫生和日常生活中。高吸水性聚丙烯酸钠含有- COONa 基团, 其亲水性要比含-OH、- COOH、- CONH 2等亲水基团的高分子要强, 其吸水性能优良, 且是高安全性化合物，并具有一定的生物降解性。因此，高吸水性树脂的研究与应用就显得十分重要。本文主要综述作者经过实验室研究改进的聚丙烯酸钠高吸水性树脂的制备方法，并通过实验对其吸水性能进行测定, 对其吸水机理以及其功能与应用方面进行试探性研究。二、实验意义 高吸水性树脂在当今各个领域发挥着它不可替代的作用，我们在实验室中以丙烯酸和丙烯酸铵作为单体，以过硫酸钾为引发剂，以N-N'亚甲基双丙烯酰胺作为交联剂制备高吸水性树脂，对其性能进行了测试，并考虑各种影响因素，对制备方案进行了改进，使产品吸水率、凝胶强度和吸水速度、抗盐性等性能得到提高，以利于其产物的美观和实用性。同时我们将产物应用于不同的领域，结果发现其功能很好。我们实验的目的就是要将产物的性能达到最优化，同时，能将其吸水的特性广泛而普遍的应用于各个领域。 三、高吸水性树脂的制备 （一）、主要原材料及仪器、用品：
水凝胶的应用和研究进展 摘要：水凝胶是一类具有广泛应用前景的高分子材料，本文主要叙述了水凝胶在生物医学、记忆元件开关、生物酶的固定、农业中的保水抗旱等领域的应用及研究进展，简要介绍了水凝胶在国内外研究状况，最后对其发展趋势作了展望。关键词：高分子材料；水凝胶；应用；进展 前言 水凝胶可定义为在水中能够溶胀并保持大量水分而又不能溶解的交联聚合物。分子能够在水凝胶中扩散。水凝胶的网络结构如图1所示。水凝胶具有良好的生物相容性,它能够感知外界刺激的微小变化，如温度、pH值、离子强度、电场、磁场等，并能够对刺激发生敏感性的响应，常通过体积的溶胀或收缩来实现。水凝胶的这一特点使它在生物医学领域、记忆元件开关、生物酶的固定、农业中的保水抗旱等方面有广泛的应用前景[1]。 图一，水凝胶的三维网络结构和扫描电镜图片 水凝胶有各种分类方法,根据水凝胶网络键合的不同,可分为物理凝胶和化学凝胶。物理凝胶是通过物理作用力如静电作用、氢键、链的缠绕等形成的,这种凝胶是非永久性的,通过加热凝胶可转变为溶液,所以也被称为假凝胶或热可逆凝胶。许多天然高分子在常温下呈稳定的凝胶态,如k2型角叉菜胶、琼脂等[2];在合成聚合物中,聚乙烯醇(PVA)是一典型的例子,经过冰和融化处理,可得到在60℃以下稳定的水凝胶[3]。化学凝胶是由化学键交联形成的三维网络聚合物,是永久性的,又称为真凝胶。 根据水凝胶大小形状的不同,有宏观凝胶与微观凝胶(微球)之分,根据形状的不同宏观凝胶又可分为柱状、多孔海绵状、纤维状、膜状、球状等,目前制备的微球有微米级及纳米级之分。根据水凝胶对外界刺激的响应情况可分为传统
的水凝胶和环境敏感的水凝胶两大类。传统的水凝胶对环境的变化如温度或pH 等的变化不敏感,而环境敏感的水凝胶[4,5]是指自身能感知外界环境(如温度、pH、光、电、压力等)微小的变化或刺激,并能产生相应的物理结构和化学性质变化甚至突变的一类高分子凝胶。此类凝胶的突出特点是在对环境的响应过程中其溶胀行为有显著的变化,利用这种刺激响应特性可将其用做传感器、控释开关等,这是1985年以来研究者最感兴趣的课题之一。 根据合成材料的不同,水凝胶又分为合成高分子水凝胶和天然高分子水凝胶。天然高分子由于具有更好的生物相容性、对环境的敏感性以及丰富的来源、低廉的价格,因而正在引起越来越多学者的重视。但是天然高分子材料稳定性较差,易降解,近几年不少学者开始了天然高分子与合成高分子共混合成水凝胶的研究工作[6,7],这将是今后的一大重要课题。 1 聚合物交联 从聚合物出发制备水凝胶有物理交联和化学交联两种。物理交联通过物理作用力如静电作用、离子相互作用、氢键、链的缠绕等形成。化学交联是在聚合物水溶液中添加交联剂,如在PVA水溶液中加入戊二醛可发生醇醛缩合反应从而使PVA交联成网络聚合物水凝胶。从聚合物出发合成水凝胶的最好方法是辐射交联法,所谓辐射交联是指辐照聚合物使主链线性分子之间通过化学键相连接。许多水溶性聚合物可通过辐射法制备水凝胶[9],如PVA、polyNI2PAAm、聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)、聚丙烯酸(PAAc)、聚丙烯酰胺(PAAm)、聚氧乙烯(PEO)、聚甲基丙烯酸羟乙酯(PHEMA)等。采用辐射法合成水凝胶无须添加引发剂,产物更纯净。 2 水凝胶的性质研究 2.1 溶胀-收缩行为 吸水溶胀是水凝胶的一个重要特征。在溶胀过程中,一方面水溶剂力图渗入高聚物内使其体积膨胀,另一方面由于交联聚合物体积膨胀,导致网络分子链向三维空间伸展,分子网络受到应力产生弹性收缩能而使分子网络收缩。当这两种相反的倾向相互抗衡时,达到了溶胀平衡。 2.2 力学性能 水凝胶不仅要求具有良好的溶胀性能,而且应具有理想的力学强度,以满足
10种保水剂基本特性对比研究 保水剂是一种高分子化合物，可以吸持是自身重量数百倍的水分 I2 J。1969年，美国农业部北部研究中心(NRRC)首先研制出淀粉接枝聚丙烯腈类保水剂，并于20世纪70年代中期将其利用于玉米、大豆种子涂层、树苗移栽等方面，取得良好的效果，随后世界各国竟相研制保水剂。1974年，保水剂在美国Granproce ssingco公司实现了工业化生产。随后日本重金购买了其专利，迅速赶上并超过了美国，相继开发了聚丙烯酸盐等一系列高吸水性树脂，成为目前世界上生产和出口保水剂最多的国家。目前世界已有30多个国家在进行着保水剂的研究和应用。 我国保水剂研制和应用始于20世纪80年代中期，发展较快。全国有40余个单位研究开发，并陆续应用于农林生产领域，但未批量化。90年代以来，一批新型保水剂厂家和产品陆续问世。例如，中国矿业大学(北京)利用风化煤研制出腐殖酸复合保水剂；1998年，河北保定市科瀚树脂公司科技人员采用生物实验技术研制成功“科瀚98”系列高效抗旱保水剂；2003年南京工业大学利用高科技新工艺研制成了新一代生物聚合高效吸水材料丫～聚谷氨酸(了一PGA)，能吸收比植物自身重1 108．4倍的自然水。中国科学院兰州化物所研制出凹凸棒复合保水剂，在胜利油田长安实业(集团)公司有限责任公司建成3 000 t／a的生产线，率先在国内实现了有机／无机复合保水剂的产业化；唐山博亚科技(集团)有限公司研发12个系列农用保水剂产品，年产保水剂1．5万t，被农业部命名“国家保水剂生产示范基地”。 目前，生产保水剂的厂家众多，国家还没有出台保水剂产品的统一的标准。为了使保水剂的使用者了解保水剂的特性和正确使用保水剂，笔者对东莞普华实业有限公司等单位提供的10种保水剂的保水剂特性进行了研究，希望为厂家制定生产规范和用户正确使用保水剂提供参考依据。 1 材料与方法 1．1 保水剂 N ：法国SNF农林业保水剂(购于北京绿色奇点有限公司，N 粒径0．5 mFI1是小颗粒)；N2：法国SNF农林业保水剂(购于北京绿色奇点有限公司，N 粒径2 mm是大颗粒)；H1：旱露植保保水营养缓释剂(北京绿色奇点有限公司提供)；B：博亚高能抗旱保水剂(购于博亚科技有限公司)；S：美国四达抗旱保水剂(购于四达公司北京办事处)；Hm：华美抗旱保水剂(购于北京华美有限公司)；K：“科瀚98”高吸水树脂抗旱保水剂(保定市科瀚树脂有限公司提供)；Ph：普华高能抗旱保水剂(东莞普华实业有限公司提供)；J：稷丰农林保水剂(广州德一丰生物有限公司提供)；Hs：鸿森保水剂(西安鸿森农业生态有限公司提供)。 1．2 不同保水剂性能测定 主要包括在纯水中的吸水(液)倍率、吸水速率、保水性、反复吸水性和对0．1％、0．5％、1％、1．5％浓度下氮肥(尿素CO(NH2)2)、钾肥(K2S04分析纯)、磷肥[(NH4)2HP04分析纯]肥料溶液的吸液性能等指标。所有保水剂粒径为0．5～1 mm之间(除法国SNF农林业保水剂N2)，所测试验处理均设3个重复。
保水剂的认识误区、作用机理、分类、区别及注意事项 保水剂的认识误区 保水剂虽然是高新技术产品，但是也不是像有些人所想象的那样，认为施用保水剂后“从此不用浇水了”，将保水剂当“万金油”！ 保水剂不是造水剂，其本身不能制造水分，对植物起到的是间接调节作用，只有在具备一定的降水、灌溉等条件下，保水剂才能发挥其吸水、保水保肥的作用。 保水剂首次施用时一定要浇透水，北方少雨地区以后还要定期补水，旱作物无浇水地区应在雨季前施用。同时，保水剂表层拌土虽有一定抑制土壤蒸发的效果，但深层施用效果不明显，所以施用后要采取覆盖措施以防止土壤水分蒸发。一般情况下，将保水剂与土壤充分混匀后施入表土5cm—20cm的深度为宜，施用过深起不到相应的效果，也不能施在土壤表面，会因为产品长时间见光而加速分解，缩短使用寿命。 保水剂的施用效果还受到保水剂特性、气候条件、土壤质地、土壤水分条件、土壤盐分及离子类型、灌溉水质及灌水量等多种因素的影响。保水剂也并非是吸水倍率越高越好，它的综合性能和质量指标是由多方面因素所决定的。 保水剂的作用机理 保水剂不同于一般树脂，也不是以单体形式出现。它既不会燃烧、爆炸、也无毒、无腐蚀性、不溶于水。是通过亲水性基团的网状结构来吸进自然水，吸水后膨胀为水凝胶，又因环境干旱形成的土壤水分蒸发蒸腾和植物的根抽力而缓慢释放水分，以保持周边土壤潮湿供植物根系吸收利用。 保水剂不仅具有吸收水分的作用，还可以将土壤中的水溶性肥料（如氮、磷、钾肥）等吸收起来，供植物施用。有效减少肥料和农药渗漏流失，减轻环境污染。由于保水剂吸存大量水分，降低土壤环境温度的变化，具有一定的土壤保温作用，即夏日隔热，冬季保温，避免因气候变化形成的土壤温差影响植物的正常生长。同时其反复的收缩与膨胀给土壤营造大量的孔隙，提高土壤透气性，改善根际环境，同时也增强根际微生物的活动，加快根际周围有机矿物质的分解，有利于根系吸收，促进根系和植物的生长发育，改良土壤基质环境，防止土壤板结。 保水剂的分类 一、因原材料的不同而分为三大类：淀粉类、纤维素类、聚合物类 1. 淀粉接枝类主要成分是淀粉/聚丙烯酸盐接枝聚合物。利用作物淀粉合成，稳定性和耐盐性较差，吸水倍率和速率较大，成本相对较低，缺点是使用寿命短，降解快，使用寿命一般只能维持3～12个月左右。
缓释/控释肥的研究应用现状及进展 摘要：本文简要阐述我国氮、磷、钾肥高消费、低利用率的现状以及造成的一些相关问题，引出缓控释肥这种新型的肥料，并对缓控释肥的分类进行了介绍和总结，重点论述了应用缓控释肥的优点及国内缓控释肥的产业化发展前景和方向。 关键词：缓释肥；控释肥；优点；前景和方向 中国是农业大国，同时也是当今世界最大的化肥生产国和消费国。化学肥料是农业生产中最大的物质投入，据联合国粮农组织的统计资料表明，在提高单产中，化肥对增产所起的作用占40％一60％[1]。但是生产实践表明，由于化学肥料本身性质和土壤环境条件及农业措施等综合影响，化学肥料利用率很低。中国因肥料养分利用率低所造成的养分资源浪费是十分惊人的。据统计中国每年生产、施用的氮肥量(以纯氮计，下同)约为2千万t，其肥料的当季利用率只有30％-50％，累计利用率为45%-60％，因氮肥利用率低造成的直接经济损失折合人民币达239．4亿元[2]。如何提高化学肥料的利用率、减小因施肥不当造成的环境污染问题，可持续发展高效农业已成为世界各国共同关注的问题。自从20世纪70年代以来，缓释和控释肥(slow and controlled release fertilizers，简称SRFS和CRFS)的研制和应用为解决这个问题提出了新的思路。缓释肥和控释肥的研制已经成为世界肥料研究的热点。 一、缓释/控释肥定义和分类 联合国工业发展组织(UNIDO)委托国际肥料发展中心(IFDC)编写的《肥料手
册》1980年版(1984年由中国对外翻译出版公司译为中文版)，第21章为控制释放肥料。内容包括： (1) 控制释放磷肥。主要有磷矿粉、煅烧磷酸铝矿、碱性炉渣、脱氟磷肥、熔融钙镁磷肥、雷诺尼亚磷肥、骨粉、磷酸二钙、磷酸铵镁、偏磷酸钙和偏磷酸钾。 (2) 控制释放氮肥。主要有：1.微溶物质:脲甲醛(UF)、异丁叉二脲(IBDU)、丁烯叉二脲(CDU)、草酰胺、磷酸铵镁(Mag Amp)；2.水溶性缓释肥:脒基硫脲(GUS)、脒基磷脲(GUP)；3.包涂层的可溶物质：包硫尿素(SCU)、聚合物包膜肥料；4.硝化抑制剂。 (3)控制释放钾肥。主要有聚磷酸钾、聚磷酸钙钾、包硫氯化钾。 上述《肥料手册》1998年版取消了控制释放这一章，但列出了缓释肥料、控释肥料定义如下。 (1) 缓释肥料(Slow—Release Fertilizer，SRF)定义：一种肥料所含的养分是以化合的或以某种物理状态存在，以使其养分对植物的有效性延长(国际标准化组织ISO的定义)。 (2) 控制释放肥料(Controlled—Release Fertilizer，CRF)定义：肥料中的一个种或多种养分在土壤溶液中具有微溶性，以使它们在作物整个生长期均有效。理想的这种肥料应是养分释放速率与作物对养分的需求完全一致。微溶性可以是肥料本身特性或通过包裹、包膜(Coating)可溶性粒子而获得。 由上述定义可知，缓释、控释肥有两大类： (1)微溶性化合物，如《化肥手册》1980年版所描述的肥料本身特性所具有的微溶性氮、磷、钾肥；
购买保水剂的误区 一抗旱保水剂市场假货泛滥成灾，比我们想象中严峻的太多，法国爱森保水剂进入中国最早，批发价在32左右，零售40到50之间，但是在中国国情下举步维艰，他代表了抗旱保水剂的发展方向，技术水平，质量标准。成分为丙烯酸钾—丙烯酰胺的共聚物。多年来，质量稳定，每个产品批次的质量始终如一，就像我们常见的洋快餐麦当劳一样，多年不涨价，多年口味不变，坚持自己。值得国内厂家学习。 二吸水倍数，国家的保水剂标准是NY886—2010，规定标准是吸水100到200倍，普通水，为什么这样规定呢？很多人的误区，就是认为保水剂就是拿来吸水的，吸水倍数越高自然就越好，殊不知，作物根系的吸水能力是有限的，作物根系与保水剂吸的水争夺过来被根系吸收利用，说白了是一场拔河比赛，简单来说，我们用吸管喝饮料，是需要用力吸的，只有这样我们才能喝到嘴里，我们吸力这个指标是大于一个气压的。 一棵树有生命，把水分营养从突然里面吸上来，也是需要吸力的，他的吸力是12到14个大气压力，如果是一棵枯树，它是没有任何吸力的。 保水剂能够吸收上百倍的水分藏起来，也有一个吸力，农林保水剂的保水能力是10到12个压力，打个比方，吸足水分的海绵，
如果用手轻轻一挤，水分很快就流出来，而保水剂的水分很难挤出来，我们用力很难超过12个，国家标准100到200倍，是对普通水来说的，出厂时用的纯净水测量的，因为全世界各地的水质有很大差别，没有人会去用纯净水来灌溉，为了标准统一，所以只能用纯净水这个指标了。保水剂统称为吸水树脂，而尿不湿卫生巾用的吸水剂也属于一大类，他的要求是吸水倍数高，吸水速度快，高达500—800倍，在几秒钟吸收水分，但是他的保水能力的提高，意味着持水能力也要提高，达到18到20个压力，如果用于农业，作物最大吸水能力是12—14个，很难吸走，就无能为力了。所以很多人认为，保水剂吸水能力越高，就越好，不是这样的，卫生材料用的吸水剂成分是聚丙烯酸钠，而农林用的保水剂是丙烯酰胺与丙烯酸甲共聚物类型，卫生材料用的成本在12到15一公斤，而农林用的成本在25以上每公斤，不能相提并论。卫生材料涉及人体皮肤，都是大品牌，靠广告效应带动销量，他们对吸水剂的检测严格，指标和农林的不一样，如果吸水剂不合格，造成质量隐患，所以有一套严格的近乎苛刻的检测指标，稍有不慎，一个品牌就会有灭顶之灾，很难应用，所以不合格的吸水树脂就低价处理掉，本来可以用于防洪抢险，阻水电缆，建筑物外墙防凝露，无奈用量太少。所以一些不法商贩利用客户喜欢便宜，追求吸水倍数搞得误区给他们可乘之机，将处理掉的卫生材料用的吸水剂以低于市场价数倍的价格流进保水剂市场，你知道吗？这样的保水剂可以吸水，指标很漂亮，他能
高吸水性树脂的制备 姓名：曹伟然学号：0908010121 摘要：本文介绍了高吸水性树脂的分类、性能及在各方面的应用。对高吸水性树脂的合成方法进行了综述。 关键词：高吸水性合成树脂；合成方法 Abstract: This paper introduces the way to classify super absorbent polymers and the application and properties of super absorbent polymers. Summarizing means about synthetizing super absorbent polymers. Key words: super absorbent polymers; means about synthetizing 1 高吸水性树脂的简介 高吸水性树脂也称超强吸水性聚合物(Super absorbent polymers)，简写为SAP。它是一种含有羧基、羟基等强亲水性基团，并具有一定交联度的水溶胀型的高分子聚合物，不溶于水也不溶于有机溶剂，能够吸收自身重量的几百倍甚至上千倍的水，且吸水膨胀后生成的凝胶具有良好的保水性和耐候性，一旦吸水膨胀成水凝胶，即使加压也难以将水分离出来。 1.1 SAP的分类 按原料来源可分为淀粉类、纤维素类、合成树脂类和其它天然高分子类。按亲水化方法可分为四大系列，分别是亲水性单体的聚合物，疏水性聚合物的羧甲基化反应物，疏水性聚合物接枝聚合亲水性单体共聚物，含腈基、酯基、酰胺基的高分子水解反应物。按交联方法分类为用交联剂进行网状化反应、自交联网状化反应、放射线照射网状化反应和水溶性聚合物导入疏水基或结晶结构等四种。按亲水基团的种类可分为含有羧酸、磺酸、磷酸类的阴离子系，叔胺、季铵类的阳离子系，两性离子系，羟基和酰胺基的非离子系和多种亲水基团系等五大种类。从制品形态上可分为粉末状、纤维状、薄膜状和珠状。 1.2 SAP的性能及应用 高吸水性树脂作为一种功能材料应用，其应用领域不同，对它的性能也有不同的要求，高吸水性树脂主要有以下几项性能。 1.2.1 吸水性
苏州大学本科生毕业设计（论文） 高吸水性树脂的制备和应用 目录 中文摘要 (1) ABSTRACT (1) 第一章前言 (2) 1.1 高吸水性树脂简介 (2) 1.2 高吸水性树脂分类 (3) 1.3 高吸水性树脂主要的聚合方法 (3) 第二章实验部分 (4) 2.1 实验试剂及仪器 (4) 2.2 主要实验 (4) 第三章结果与讨论 (4) 3.1 反应温度对反应时间的影响 (5) 3.2 引发剂用量对高吸水性树脂吸水倍率的影响 (5) 3.3 交联剂用量对高吸水性树脂吸水率的影响 (6) 3.4 丙烯酸和丙烯酰胺的单体比例对高吸水性树脂吸水率的影响 (7) 3.5 丙烯酸中和程度对高吸水性树脂吸水率的影响 (7) 3.6 反应温度对高吸水性树脂吸水率的影响 (8) 3.7 是否通氮气保护对反应的影响 (8) 3.8 结构表征 (8) 第四章高吸水性树脂的应用和发展方向 (9) 4.1高吸水性树脂的特殊而又广泛的应用领域 (9) 4.2高吸水性树脂未来的发展方向 (10) 第六章结论 (11) 参考文献 (12) 致谢 (13)
中文摘要 采用水溶液聚合法，以N，N 一亚甲基双丙烯酰胺(NMBA)为交联剂，过硫酸钾(KPS)或过硫酸铵（APS）为引发剂合成了高吸水性树脂聚(丙烯酸一丙烯酰胺)(P(AA—AM))，研究了单体配比、丙烯酸中和度、引发剂及交联剂用量、反应温度对树脂在去离子水和0．9％盐水和自来水中吸水率的影响．最佳条件下制备的树脂在去离子水中吸水率为1200 。 关键词:水溶液聚合丙烯酸丙烯酰胺合成吸水率 ABSTRACT By solution polymerization ，using N,N一methylenebisacrylamide (NMBA ) as crosslinking agent，Potassium persulfate (KPS) , Ammonium persulfate(APS) as an initiator Synthesis of superabsorbent poly (acrylic acid a acrylamide)(P(AA-AM)), study the monomer ratio, and the degree of acrylic acid, initiator and crosslinker, the reaction temperature on the resin in deionized water and 0.9% saline and tap water in the water absorption. Resins prepared under optimal conditions in deionized water absorption is 1200. Keywords: Solution polymerization Acrylic acid Acrylamide Synthesis Water absorption
高分子保水剂农业应用研究进展 庄文化1,2,3,4,冯浩1,2,3,吴普特1,2,3 (1.中国科学院水利部水土保持与生态环境研究中心, 杨凌712100; 2.西北农林科技大学水土保持研究所, 杨凌712100; 3.国家节水灌溉杨凌工程技术研究中心, 杨凌712100; 4.中国科学院研究生院，北京100039) 摘要: 高分子化合物作为一种新型保水抗旱材料在农业上得到了广泛的应用。保水材料通过自身的吸水供水,增加土壤团粒结构,降低土壤容重,增加空隙度,抑制蒸发达到保水效果,减少了降雨对土壤的侵蚀。通过减少养分淋失,达到提高肥料利用效率和减少肥料污染的作用。大量盆栽和大田试验结果发现高分子确实能够促进种子的出苗及植物生长,但必须结合土壤含水率正确使用。未来研究应重点开发低成本保水保肥多功能保水剂,不断扩大保水剂的应用领域和范围。 关键词：保水剂; 土壤水分; 土壤肥料; 植物生长; 土壤侵蚀; 中图分类号：S156.2 标识码：C 文章编号：200605080 Development of super absorbent polymer and its application in agriculture Zhuang Wenhua1,2,3,4,Feng Hao1,2,3,Wu Pute1,2,3 (1. Institute of Soil and Water Conservation, MWR&CAS , Yangling 712100, China; 2. Institute of Soil and Water Conservation, Northwest Sci&Tech University of Agriculture and Forestry, Yangling 712100, China; 3. National Engineering Research Center for Saving Irrigation at Yangling, Yangling 712100, China;4.Graduate School of Chinese Academy of Sciences , Beijing 100039) Abstract: Super absorbent polymer is widely used in agriculture as a new kind material absorbing and storing water. It can hold water in soil and reduce soil erosion by the way of absorbing water itself, increasing soil aggregates and porosity, reducing soil bulk density and evaporation. The super absorbent added in soil can reduce the fertilizer loss, control the pollution caused by the lost fertilizer, increase fertilizer use efficiency. A lot of experiments showed that using super absorbent polymer properly can absolutely increase the rate of seed emergence and promote the crop growth. The multifunctional super absorbent polymer with lower cost should be developed and the application fields and scale should be extended in the further study. Key words:super absorbent polymer; soil water; soil fertilizer; plant growth; soil erosion; 0 引言 保水剂是利用强吸水性树脂制成的一种具有超高吸水保水能力的高分子化合物颗粒剂。这类物质含有大量结构特异的强吸水基团,可吸收自身重量的数百倍至上千倍的纯水[1 ]。这些被保水剂吸附的水能够慢慢释放出来供土壤、植物利用,遇到外界来水时保水剂能够继续膨胀吸水达到蓄水作用。20世纪60年代,美国农业部首先利用玉米制成淀粉接枝聚丙烯脂类保水剂,作为“改善水分状况的重要工具”在西部干旱地区推广应用,并取得了良好的效果。随后又研制开发了以“TAB”为代表的保水剂并进行了一系列实验,发现TAB用于地面撒施可节约用水50%～85 %[2,3]。70年代以后,保水剂的研究与应用日益普及,日本在沙漠绿化、英国在水土保持、法国在土壤改良、俄罗斯在节水农业等方面保水剂的应用都取得了明显效果。 收稿日期：2006-05-22 修订日期：2006-10-12 基金项目：中国科学院知识创新工程重要方向项目（KZCX3-SW-444）, 西北农林科技大学科技专项 (Z24015400,08080239) 作者简介：庄文化（1982—），男，江苏连云港人，中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心，博士研究生。主要从事高分子保水剂的农业应用方面研究，E-mail: whzhuang04@https://www.doczj.com/doc/3215322954.html, 通讯作者：冯浩, 研究员, 主要研究方向为土壤学。杨凌中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心,712100
如何使用保水剂 随着干旱天气的增多，农业生产上使用保水剂抗旱已越来越广泛，应用在花卉、果树、蔬菜、烟草等多种作物的栽培中。使用土壤保水剂可达到节水增产和显著抗旱的效果。保水剂又称土壤保水剂、高吸水剂、保湿剂、高吸水性树脂、高分子吸水剂等，是利用强吸水性树脂制成的一种超高吸水保水能力的高分子聚合物。 随着干旱天气的增多，农业生产上使用保水剂抗旱已越来越广泛，应用在花卉、果树、蔬菜、烟草等多种作物的栽培中。使用土壤保水剂可达到节水增产和显著抗旱的效果。 认识保水剂保水剂又称土壤保水剂、高吸水剂、保湿剂、高吸水性树脂、高分子吸水剂等，是利用强吸水性树脂制成的一种超高吸水保水能力的高分子聚合物。它能迅速吸收自身体重数百倍甚至上千倍的去离子水、数十倍甚至近百倍的含盐水分，且具有反复吸水功能，吸水后可膨胀为水凝胶，再缓慢释放水分供花卉及各种作物吸收利用，从而增强土壤保水性，改良土壤结构，减少水的深层渗漏和土壤养分流失，提高水分利用率。保水剂是调节土壤水、热、气状况，改善土壤结构，提高土壤肥力的有效手段。 保水剂的使用方法 1、以干品形态拌土拌土一般以耕作层干土重量的0.05%到0.1%拌匀，再浇透水；或让保水剂吸足水成饱和凝胶，再以与饱和凝胶体积比的5%到15%拌匀，它适合于经济价值较高的园艺业。 如在春秋季栽植园林苗木时，可将保水剂充分浸泡（用大容器），使之充分吸水呈饱和凝胶状，然后拌土使用。如需同时添加肥料，应将饱和凝胶拌土混匀后再掺入肥料，用量为每株40克到80克。 2、植入树苗植入前，可在其旁挖3个到5个穴，直径为20厘米到30厘米。或在株间树木两侧各挖一个穴，规格为直径50厘米到60厘米，深度40厘米到50厘米。将穴底部土壤与充分吸水后的保水剂、肥料拌匀，回填到穴内并压实，在呈凹状部位上覆盖薄膜，每穴可施入5克到10克的保水剂。 亦可采用喷洒法。如在雨前施入时，需将保水剂与肥料混合均匀后洒在地表，深翻土壤10厘米到20厘米。每株施用量为10克到150克，每亩用量为2公斤到4公斤，均可收到节水抗旱的效果。 整地前，可将保水剂以每平方米60克的施用量喷于地表，并翻耕入土，翻耕深度以20厘米到30厘米为宜。苗木在栽植后，需浇透水。此外，也可采取打穴法施用。
高吸水性树脂的制备 ：伟然学号：0908010121 摘要：本文介绍了高吸水性树脂的分类、性能及在各面的应用。对高吸水性树脂的合成法进行了综述。 关键词：高吸水性合成树脂；合成法 Abstract: This paper introduces the way to classify super absorbent polymers and the application and properties of super absorbent polymers. Summarizing means about synthetizing super absorbent polymers. Key words: super absorbent polymers; means about synthetizing 1 高吸水性树脂的简介 高吸水性树脂也称超强吸水性聚合物(Super absorbent polymers)，简写为SAP。它是一种含有羧基、羟基等强亲水性基团，并具有一定交联度的水溶胀型的高分子聚合物，不溶于水也不溶于有机溶剂，能够吸收自身重量的几百倍甚至上千倍的水，且吸水膨胀后生成的凝胶具有良好的保水性和耐候性，一旦吸水膨胀成水凝胶，即使加压也难以将水分离出来。 1.1 SAP的分类 按原料来源可分为淀粉类、纤维素类、合成树脂类和其它天然高分子类。按亲水化法可分为四大系列，分别是亲水性单体的聚合物，疏水性聚合物的羧甲基化反应物，疏水性聚合物接枝聚合亲水性单体共聚物，含腈基、酯基、酰胺基的高分子水解反应物。按交联法分类为用交联剂进行网状化反应、自交联网状化反应、放射线照射网状化反应和水溶性聚合物导入疏水基或结晶结构等四种。按亲水基团的种类可分为含有羧酸、磺酸、磷酸类的阴离子系，叔胺、季铵类的阳离
保水剂在水土保持中的应用及研究进展王芳琴 发表时间：2018-01-10T14:59:48.843Z 来源：《建筑学研究前沿》2017年第21期作者：王芳琴 [导读] 保水剂是一种能保水、固土、保肥的高分子化合物。 志丹县水土保持工作队陕西延安 717500 摘要：保水剂是一种能保水、固土、保肥的高分子化合物。它主要出现在干旱、降水较少的地区，通过缓慢释放水分来实现水土保持的目的，为作物的生产提供充足的水分。文章通过介绍保水剂的功能以及保水剂在水土保持中的作用，并指出保水剂现目前存在的问题，并提出保水剂在水土保持中的具体使用方法，让保水剂在水土保持中发挥更大作用。 关键词：保水剂；水土保持；应用；研究 1保水剂在水土保持中的作用机理 保水剂的功能主要体现在保水上，它是一类聚合的高分子化合物，它能够大量的吸收地表上的水分，然后通过化学机理缓慢的释放水分到土壤中，时刻保持土壤长期处于湿润的状态，为农作物的生长提供充足的水分。我们在分析保水剂的化学结构时不难看出它的整体结构呈三维网状。在保水剂吸收水分过程中，能够通过网链上的电解质，使网络内部溶液与外部水分之间产生巨大的渗透势差，以此保证外部水分能够不断进入分子内部结构中。从保水剂在水土保持中的主要功能来看，其主要的作用就是保水、保土和保肥。 1.1保水功效 保水剂的保水效果主要是通过其内部的分子结构来实现的，当期沿着地表进入到松软的土壤中后，它能够迅速的吸收周围的水分并缓慢的释放，帮助实现保水功效。保水剂的作用更能够在暴雨天气中体现出来，当降水充足时，它能够将很大一部分水分吸收存储起来，使得地表径流减少，防止水流过程中顺便带走地面的土壤，起到固化土壤的作用。 1.2保土功效 保水剂作为一种高吸水性树脂，它兑土壤中的土粒具有很强的吸附性，这样就能够起到很好的固定土壤的作用。同时，当保水剂充分吸水后体积增大，能够吸附更多的土壤形成块状聚集，防止扬尘等带走地表上的小颗粒土粒，降低土壤之间的缝隙，改善土壤内部的结构，能够抵御风沙和雨水的侵蚀。 1.3保肥功效 保水剂还具有离子交换以及吸附作用。植物在生长过程中需要大量的尿素，尿素溶解到水中时就会分解除很多的铵根离子，这时它们就会被很好的锁定在保水剂分子中，进而为植物的生长锁住更多的肥料。通过试验数据得到，保水剂的吸肥量与地表的铵分子数的含量成正比。 2保水剂在水土保持中应用涉及因素 2.1关于保水剂类型的选用 目前市场上的保水剂有很多种类型，它们的应用场合不同，对于水土保持的倾向性也不尽相同，因此所取得成效也不尽相同。通常情况，针对于荒漠降水不足的地区，需要使用高吸水和高速率吸水的保水剂，同时还需要考虑到这部分地区的保水剂循环使用的要求。除此之外，我们往往还会考虑到水剂的吸水倍率、耐盐性、稳定性以及持水性等多重特性考虑在内。 2.2关于保水剂在水土保持中的施用方法 我国在保水剂的使用要主要是以农业生产为主，水土保持方面应用较少。保水剂在农业方面的使用方式存在多种多样，这与国外的存在明显的差异，国外主要是将保水剂应用于水土保持方面，因为针对使用的场景不同，所选择的方法也不尽相同。 2.3关于保水剂的施用量 保水剂视不同地区的实际情况来进行设置，没有明确的规定用量。将保水剂用于水土流失治理，原则上是施用量越大越好，但从经济角度出发，通常都会使用产投比高的保水剂。在不同的使用场景中下用量也存在一定的差异，诸如像在抗旱造林中不需要大范围的使用保水剂；干旱较为严重的地区可调整保水剂的施用量，达到保持水土的作用；针对于周期性干旱变化的地区，也不易大量的使用保水剂。 2.4关于保水剂施用范围 保水剂在水土保持中发挥的作用还需要效应时间以及效应空间。影响保水剂吸水性能的因素有很多，包括它自身以及外部环境的一些影响因素在内的，这是我们需要结合实际的使用场景，来对保水剂的用量以及适用范围进行界定。因为我国幅员辽阔，土壤类型也非常多，所以需要选取适合土壤类型的保水剂类型。 2.5保水剂的使用时间选择 水土保持建设施工时间比较长，而不同的季节中降雨量也不同，需要针对季节变化的特点选择不同的保水剂[1]。如果地区干旱少雨，土壤含水量严重不足，可以先将保水剂放到水中浸泡，待其贮存充足的水分，再加入土壤中混和使用。如果不这样处理就会造成植物中水分倒流的问题出现，加重植物根系缺水的状况最终使其枯死。虽然浸泡环节浪费了部分时间，但是保水效果却更加显著。采用这种先浸后混的方式，材料释水后就有了充足的膨胀空间，能够顺利的吸水，土壤空隙的通气性也会得到强化，对植物的生长是非常有利的。雨季来临之前，保水剂不需要沿着每一个植物穴的逐个使用，可以采取统一整地的方式。在这一过程中保水剂与土壤的混合，雨季到来时储存足够的水分，让植物在秋季与冬季也能够健康的生长，避免水资源的浪费。 3保水剂在应用过程中的建议 应该科学的选择保水剂，确保使用过程安全可靠。当前制作保水剂所使用的原料以及合成的方法上比较多样化。虽然保水剂实际应用具有较大的广泛性，但也不是一种可以任意使用材料类型，在选择与使用中一旦出现不规范的情况，就容易对植物及土壤造成不同程度的损害。通常农林业发展中可以采用钾盐或铵盐类的保水剂，避免使用合聚丙烯酸盐，这类保水剂导致土壤板结或农作物死亡。比如要想达到储水、蓄水的效果，就需要选择大颗粒、凝胶强度高的保水剂；为了提升树木成活率，就需要选择粉状、凝胶强度较弱的保水剂类型，能起到降低成本的作用。另外，保水剂的运用还应符合因地制宜的原则，当前阶段，市场中的保水剂多种多样、类型混杂，保水剂具体的构成成分、原料、结构形式等存在不同。品牌及组成材料不同的保水剂应用后对土壤造成的影响有较大差别。使用前需要向相关销售者或