改性玉米秸秆制备农用保水剂及其性能研究
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2021.5经验交流保水剂在丰宁万亩玉米种植示范区应用效果毛建宜(丰宁满族自治县农业农村局河北承德068350)摘要:通过万亩玉米种植区使用保水剂,在无灌溉条件下旱地玉米实现一播全苗,干旱胁迫期受旱程度减轻,易旱地块玉米长势好于往年。
可使玉米生长期延长至少7d左右,有效延长玉米灌浆期,增加粒重。
旱地玉米使用保水剂能够起到替代地膜、保摘、促进增产增收的效果。
关键词:玉米;保水剂;应用效果;保摘;增产增收河北省是一个粮食生产大省,大部分耕地面临严重水资源匮乏的局面,农作物生长过程遭受频繁的干旱胁迫,干旱缺水成为制约农民脱贫致富的主要因素,地膜的长期使用不断威胁着生的安全。
为农民,2019农业农村局:了甘肃海瑞达生科技有限公生的保水剂使用技术,在丰宁部分乡村水亩。
该项技生产应用证明,期的用,受当地干部的$1丰宁县玉米种植区基本情况大旱半湿润气候区。
全县按地貌分为坝上、坝下2。
坝上地-均海拔约1800m,坝下农区平均海拔700m左右$干旱,,,干燥$0.9-6.2#,为7,平22$,为1月,-12$。
4霜期110~1452,坝下地区有效年积温1489$。
全年日照2903.6h,昼夜温差大。
多年降水量350-550mm,近30水量446.5mm$农生产受降水量的制约,为水、用地水,水,水资源用,要地膜培等旱作农技术措施加以对。
是滦、潮河的发源地,些年受人类生产活动影响,水流失和干旱日益严重,护生成作者简介:毛宜(1976-),男,本科,高级农艺师$为旱作农业的必由之路。
示范种植区农田地貌特征为山坡地或河滩地,没有灌溉条件,适合发展旱作农,农民以养作物为主$类为潮土与褐土,质地为沙,保水肥能较差,土壤肥力为中等水平$农作物耕虽然以农业机械为主,但是管理比较粗放,获时以人工为主$为便挥效果,将春玉米使用保水:范种植区安排浅山交通相对方便的西官营乡、南关乡和王营乡,涉及西官营乡西官营村、何营村、河北沟村、王营乡门营村、南关乡长阁村、草原乡和顺店村及鱼儿山牧场,面积10058亩(表1)$其中具有代表性的行政村及水剂分布面积:西官营乡西表1海瑞达旱作农业保水剂分布统计乡镇村用量(kg)面积(亩)西官营村95442386西官营乡何营村104002600河北沟村47761194王营乡门营村49521238南关乡长阁村66961674草原乡祝艳杰2962741大滩镇元山子村500125鱼山牧场400100合计4023010058经验交流2021.5官营村2386亩、何营村2600亩、河北沟村1194亩,南关乡长阁村1674亩,王营乡门营村1238亩#2玉米品种选择与保水剂使用情况示范种植区大田作物种植均为一年一熟春玉米,播种期在4月20日左右$示范种植区对玉米品种没做统一要求,品种多为裕丰系列、先玉系列等杂交种,如裕丰303、先玉1366等,均采用机播$整地前一次性底施中盛金玉米复合肥40kg/亩(N、P2O s、K2O比例为26:12:10),土壤耕翻时保水剂随机耕撒施或与化肥混合施用,每亩施用保水剂4kg$ 3玉米生育期田间考察情况6月、8月玉米生长期间和成熟期,进行了2次田间考察$女口$3.1示范种植区未见地膜覆盖地块在春播期间玉米墻情不足的情况下为使出苗整齐,有采用地的$示范种植区在种前,种植进行,保水剂地的作用$大多均没使用地种植$3.2示范种植区玉米实现一播全苗年玉米田土壤情不足,出,不不进行种,地进行种$2019年使用保水剂的地块,在玉米播期土壤情的情况,保水剂水保水作用,地玉米一、整齐一$3.3干旱胁迫期受旱程度减轻示范种植区种植,玉米在期、期、期等时期长,出,和$成熟期玉米,为饱满$性,株高一对10~15cm,没有出现倒伏现象。
混合菌剂配施保水剂对秸秆降解效果的研究靳雯然;王宏燕;赵伟;梁晓晶【摘要】[目的]研究保水剂配施混合菌剂降解秸秆的影响.[方法]以粉碎的玉米秸秆为原料,以实验室现有菌株(GD-11、东北农大菌株35DR4-1、纤维素降解真菌CF-C1、产表面活性剂细菌C3-6、木质素降解菌LF-W7)筛选最优复合菌剂,施入不同种类不同梯度的保水剂(聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、壳聚糖和海藻酸钠),测定其降解率、活菌数、还原糖、酶活力.[结果]添加壳聚糖0~0.067%秸秆的降解率由7.17%上升至9.12%.[结论]壳聚糖对菌剂降解微生物有显著促进作用,海藻酸钠对菌剂降解微生物有显著抑制作用.%[Objective] To study the straw degradation effect of composite microorganism added with absorbent agenl. [ Method ] With the crushed corn straw as raw materials,the composite microorganism was screened out from the strains of GD-11,35 DR4-1 ,CF-C1 ,C3-6 and LF-W7,and then different types and different concentrationsof absorbent agents,including polyacrylamide,polyving alcohol .chitosan and sodium algi-nate,were added to determine the degradation rate,viable count,reducing sugar content and enzyme activity. [Result] The degradation rate of straw by the composite microorganism added with 0 -0.067% chitogan improved from 7. 17% to 9.12%. [Conclusion] The slraw degradation by composite microorganism was effectively promoted by chitosan,while significantly inhibited by sodium alginate.【期刊名称】《安徽农业科学》【年(卷),期】2012(040)017【总页数】3页(P9427-9429)【关键词】菌剂;保水剂;秸秆;降解【作者】靳雯然;王宏燕;赵伟;梁晓晶【作者单位】东北农业大学资源与环境学院,黑龙江省哈尔滨150030;东北农业大学资源与环境学院,黑龙江省哈尔滨150030;东北农业大学资源与环境学院,黑龙江省哈尔滨150030;东北农业大学资源与环境学院,黑龙江省哈尔滨150030【正文语种】中文【中图分类】S181.3我国是农业大国,每年农作物秸秆约7亿t[1],大多数秸秆被焚烧或丢弃,造成了严重的环境污染。
一种农用保水剂的制备方法农用保水剂是一种在农业生产中广泛应用的化学物质,可以提高土壤的保水能力,减少水分蒸发和水分流失,提高植物对水分的利用效率,实现节水和增产的目的。
以下是一种农用保水剂的制备方法:材料准备:1. 高分子材料:选择具有良好吸水性和保水性能的高分子材料,如纤维素、聚丙烯酰胺等。
2. 抗坏血酸:抗坏血酸可以提高高分子材料的保水性能,减少高分子材料的降解。
3. 交联剂:选择适合高分子材料的交联剂,可以通过交联反应增强高分子材料的稳定性和保水性能。
4. 溶剂:根据高分子材料的性质选择适当的溶剂,如水或有机溶剂。
制备步骤:1. 将高分子材料加入适量的溶剂中,搅拌均匀,使高分子材料溶解。
2. 加入适量的抗坏血酸,搅拌均匀,促进高分子材料的吸水性能和保水性能。
3. 将交联剂加入高分子材料溶液中,搅拌均匀。
交联剂的加入可以通过交联反应增强高分子材料的稳定性和保水性能。
4. 将溶液放置静置一段时间,使交联反应充分进行。
5. 将制备好的农用保水剂通过过滤或离心的方式获得纯净的溶液。
6. 将获得的溶液进行干燥处理,可以采用自然风干或辅以低温烘干的方法,得到干燥的保水剂。
实验注意事项:1. 在制备过程中,要保持环境的清洁和无尘,防止杂质的混入。
2. 搅拌的方式可以采用机械搅拌或手工搅拌的方式,搅拌均匀即可。
3. 交联剂的添加量要控制在适量范围内,过多会导致产物的硬度增加,过少则会影响保水效果。
4. 在溶液干燥处理时,要注意温度不要过高,以免高分子材料降解。
通过上述制备方法,可以得到一种具有良好保水性能的农用保水剂。
在农田中使用该保水剂,可以有效减少水分的流失和蒸发,提高土壤的保水能力,为农作物的生长提供更好的水分环境,实现节水和增产的目的。
同时,该保水剂具有稳定性好的特点,可以在一定时间范围内持续释放水分,进一步提高植物对水分的利用效率。
第1篇一、实验背景随着全球气候变化和水资源短缺问题的日益突出,提高农业用水效率、减少水分流失成为我国农业可持续发展的重要课题。
农用保水剂作为一种新型节水材料,能够显著提高土壤水分利用率,缓解干旱、水土流失等农业灾害。
本实验旨在对比分析两种农用保水剂(有机-无机复合营养型保水剂与无磷保水剂)在土壤水分保持、作物生长及土壤改良等方面的效果,为我国农业节水技术的研究与应用提供参考。
二、实验材料与方法1. 实验材料(1)有机-无机复合营养型保水剂:由中科院长春应化所研制,含有氮、磷、钾等营养元素。
(2)无磷保水剂:市售无磷保水剂,主要成分包括pH调节剂、亲水物质和食盐。
(3)实验土壤:肥力中等的沙壤土。
(4)作物:小麦。
2. 实验方法(1)实验设计:将实验土壤分为四组,分别施加有机-无机复合营养型保水剂、无磷保水剂、未施加保水剂和施加等量化学肥料的土壤作为对照组。
(2)实验步骤:① 将实验土壤均匀混合,装入实验盆中。
② 在每盆土壤中施加不同类型的保水剂或化学肥料。
③ 播种小麦,并保持相同的栽培管理措施。
④ 定期测量土壤水分、作物生长指标和土壤理化性质。
三、实验结果与分析1. 土壤水分保持效果(1)有机-无机复合营养型保水剂组:土壤水分含量较未施加保水剂组和化学肥料组显著提高,表明该保水剂具有良好的保水性能。
(2)无磷保水剂组:土壤水分含量与有机-无机复合营养型保水剂组相似,说明无磷保水剂也具有良好的保水效果。
2. 作物生长指标(1)有机-无机复合营养型保水剂组:小麦株高、叶片数、生物量等生长指标均优于未施加保水剂组和化学肥料组,表明该保水剂对作物生长具有促进作用。
(2)无磷保水剂组:小麦生长指标与有机-无机复合营养型保水剂组相似,说明无磷保水剂对作物生长也具有促进作用。
3. 土壤理化性质(1)有机-无机复合营养型保水剂组:土壤pH值、有机质含量、速效氮、磷、钾等指标均得到改善,表明该保水剂具有改良土壤的作用。
保水剂在农业生产应用上的研究进展一、保水剂简介保水剂是一种能够吸收和保持大量水分或水分分子的材料。
它可以通过与水分子发生作用,形成水凝胶,从而增加土壤的含水量,提高土壤保水能力。
目前市场上常见的保水剂主要有有机保水剂和无机保水剂两种。
有机保水剂多为生物聚合物或有机物质,如淀粉、木质素等,主要通过表面吸附和内部吸附水分来提高土壤保水能力;无机保水剂多为矿物质或无机盐类,如硅酸盐类、聚合物凝胶等,主要通过储存水分和增加土壤毛细管吸力来提高土壤保水能力。
保水剂可以提高土壤的水分利用效率,减少水分的流失,提高植物的生长速度和产量,对于缓解水资源紧缺和改善农田土壤质量具有重要意义。
二、保水剂在农业生产中的应用1. 提高农作物产量和质量保水剂的主要作用是增加土壤的保水能力,减少水分的流失,提供持续的水分供应给植物。
在农业生产中广泛应用保水剂可以有效提高农作物的产量和质量。
研究表明,在干旱地区使用保水剂可以显著减少农作物的需水量,提高水分利用效率,从而增加产量和改善品质。
保水剂还可以提高土壤的保肥能力和抗旱能力,降低土壤的侵蚀和破坏,为农业生产提供更加健康和稳定的环境。
2. 减少水资源浪费农业生产是水资源的主要消耗者,因此如何有效利用水资源成为当前农业发展的重要课题。
保水剂的应用可以显著减少水资源的浪费,提高土壤的含水量和保水能力,降低灌溉水量。
这对于缓解水资源紧缺和改善灌溉水利用效率具有重要意义。
3. 提升土壤质量土壤是农业生产的基础,土壤质量的好坏直接影响着作物的生长和产量。
保水剂的应用可以提高土壤的保水能力和肥力,改善土壤的结构和通气性,减轻土壤板结和结壳现象,促进土壤微生物的生长和活动,从而提升土壤质量,为农作物的生长提供更加健康的土壤环境。
1. 保水剂种类的丰富随着科技的发展,保水剂的种类和配方不断丰富和完善。
目前已经开发出了多种功能性的保水剂,如水凝胶、缓释保水剂、抗盐碱保水剂等,能够根据不同的土壤类型和气候条件进行选择和应用。
两种保水剂的制备及其在盐碱地改良中的应用两种保水剂的制备及其在盐碱地改良中的应用盐碱地是指土壤含有过多的盐分和碱性物质,对农作物的生长有很大的限制。
如何改良盐碱地,提高土壤质量和农作物产量一直是土壤学和农业科学领域的热点问题之一。
近年来,一种有效的改良方法是利用保水剂提高盐碱地的水分保持能力和土壤结构,从而改善根系通气和促进养分的吸收,提高作物的抗旱能力和增产效果。
本文将介绍两种常见的保水剂——聚合物和天然保水剂的制备方法,并讨论它们在盐碱地改良中的应用。
聚合物是一类高分子化合物,具有极强的吸水能力和保水能力。
聚丙烯酰胺是常见的水溶性聚合物,也是制备保水剂的常用原料。
制备聚丙烯酰胺保水剂的方法有多种,最常见的是聚合反应。
首先,将丙烯酰胺溶解在水中,然后加入引发剂和交联剂,在一定的温度下进行反应。
通过改变引发剂和交联剂的种类和用量,可以调整保水剂的吸水性能和稳定性。
制备出的保水剂可以在盐碱地中形成一种类似海绵的结构,能够吸附和固定水分,并逐渐释放给作物根系。
天然保水剂主要来源于植物或动物的产物。
其中,糖类和蛋白质是常见的天然保水剂。
糖类保水剂如玉米淀粉和甘露醇等,具有良好的保水能力和降低土壤渗透性的效果。
制备方法相对简单,可以通过植物原料的提取和纯化获得。
蛋白质保水剂则是利用动物骨胶、角蛋白等进行提取和改性得到的。
它们能够吸附和固定大量的水分,并形成稳定的凝胶结构,使土壤保持湿润状态,提高作物的水分利用效率。
聚合物和天然保水剂在盐碱地改良中的应用具有重要的意义。
它们能够增加土壤的持水能力,减少水分的蒸发和渗漏,提高土壤透气性和团聚性。
这种改良效果对于根系的生长和养分吸收非常有利,适用于农作物的种植和生长。
此外,保水剂还能够降低土壤的盐碱度,减少盐分和碱性物质对作物的伤害。
保水剂可以用于盐碱地的直播和覆膜种植,或者直接与土壤混合使用。
通过与化肥、生物肥料等配合使用,可以进一步提高作物的抗旱能力和产量。
第28卷第5期2009年 10月四 川 环 境SI CHUAN ENV I RONMENTVol 128,No 15Oct ober 2009・试验研究・收稿日期:2009201222基金项目:重庆市科技攻关重点项目(CSTC2009AB7027)。
作者简介:刘江国(1984-),男,云南曲靖人,西南大学环境工程专业2008级在读硕士研究生,主要从事水污染控制研究。
改性玉米秸秆吸附去除废水中四环素的研究刘江国1,李杰霞1,3,陈玉成1,2,毕春伟1(1.西南大学资源环境学院,重庆 400716;2.重庆市农业资源与环境研究重点实验室,重庆 400716;3.重庆市江津区环境保护局,重庆 402260) 摘要:应用平衡吸附法,研究了不同投加量(改性玉米秸秆)、温度及pH 条件下,改性玉米秸秆对水体中四环素的吸附作用,并利用等温曲线及吸附动力学方程对试验结果进行了拟合。
结果表明:在吸附剂用量014g,温度30℃,振荡时间30m in,pH 值7的条件下,对水体中四环素浓度为501136mg/L 的吸附率可达9314%。
四环素废水吸附均符合Lang muir 及Freundlich 等温模式,但Lang muir 方程拟合得较好,El ovich 方程能更好地拟合改性玉米秸秆对水体中四环素的吸附动力学曲线。
关 键 词:改性玉米秸秆;四环素废水;吸附率;吸附动力学中图分类号:X703 文献标识码:A 文章编号:100123644(2009)0520012204Adsorpti on of Tetracycli n e i n W a stewa ter by M od i f i ed Corn St a l ks L IU J iang 2guo 1,L I J ie 2xia1,3,CHEN Yu 2cheng 1,2,B I Chun 2wei1(1.College of R esources &Environm ent,Southw est U niversity,Chongqing 400716,China;2.Chongqing Key L aboratory of A gricultural Resources &Environm ent,Chongqing 400716,China;3.The Environm ental Proection B ureau of J iangjin D istrict,Chongqing 402260,China ) Abstract:Equilibriu m ads or p ti on was app lied t o research ads orbing tetracycline (TTC )with modified corn stalks at conditi onsof different quantity of s orbent,temperature and pH.The results were fitted using is other mal curve and equati on of ads orbent kinetics .It showed that at the conditi ons of 014g 2s orbent,30℃2te mperature,30m in 2oscillati on ti m e and pH 7,the ads or p ti on rate of tetracycline with concentrati on of 501136mg/L in water reached 9314%.The abs or p ti on of tetracycline in waste water coincided with the is other m abs or p ti on of Lang muir and Freundlich,and the f or mer fitted better .The El ovich equati on can fit kinetic curves better f or the ads or p ti on of TTC in water using modified corn stalks .Keywords:Modified corn stra w;tetracycline waste water;ads or p ti on rate;ads or p ti on kinetics 四环素(tetracycline,TT C )是我国目前使用量最大的一类抗生素[1],在疾病预防和促进畜牧业发展中做出了巨大的贡献[2]。
改性玉米秸秆制备农用保水剂及其性能研究苗永刚,刘作新,尹光华,王振营摘要:为了研究环保高分子,本次试验通过化学方法将麦秸秆制备为材料。
同时高吸水凝胶的合成是通过麦秸秆(CMPWS)和丙烯酸(AA)水溶液化学修饰。
影响因素如:AA对CMPWS的质量比,引发剂和交联剂的用量、温度和中和度对高吸水性树脂吸收能力的影响分析。
另外,通过红外光谱和热失重分析表明高吸水性树脂达到预期聚合结构和良好的热稳定性。
该材料的形态特征是由SEM 图像表征的。
制得的树脂的吸收性能为吸蒸馏水417g/g,吸生理盐水45g/g.关键词:吸水共聚物;溶胀比;活化剂;网状结构1.简介保水剂又称高吸水性树脂,是一种由具有化学亲水基团的有机碳链相互交联形成的三维网状树脂胶体。
它能够吸收几十到几千倍自重的水分而变成水凝胶,在一定压力下水凝胶中的水分也不容易释放出来。
新型保水剂制备多采用天然材料,如淀粉、纤维和多糖类物质,新型保水剂胶体因为具有高亲水性,低毒和可生物降解性能而备受青睐。
但是,如果保水剂应用于农业,要求保水剂具备较好的吸保水性能,生产成本低廉,并且具有良好的生物兼容性,这仍然是一项难题。
目前,玉米秸秆被当作农业废弃物焚烧,不仅污染环境,而且造成了生物资源浪费。
但是。
玉米秸秆中含有40%~60%的纤维素、半纤维素和木质素类天然长碳链高分子物质。
其中,纤维和部分半纤维成分经化学改性后可以作为接枝交联的骨架材料加以利用。
羧甲基纤维素钠和羧甲基半纤维素钠碳链在引发剂和交联剂作用下,能够与丙烯酸单体交联聚合形成有利于水分吸收贮存的网状胶体。
同时,原料和配剂用量和反应温度会对保水剂的性质产生影响。
本项研究以玉米秸秆为原料,通过化学方法加以处理,改性并分离玉米秸秆中天然纤维,与丙烯酸单体交联聚合研制新型农用保水剂,并考察了影响其吸水性能因素,降低保水剂生产成本,提高保水剂吸水性能并避免环境污染。
2.材料与方法2.1原料及仪器试剂与原料:丙烯酸(AA),化学纯。
中国天津克密欧化工厂,使用前减压蒸馏;过硫酸铵(APS),优级纯,中国西安化学试剂厂,使用前在水溶液中重结晶;N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(MBA),化学纯,上海化学试剂厂;玉米秸秆。
主要仪器:旋转蒸发仪、Nicolet傅立叶红外光谱仪、DXS-10A扫描电镜等。
2.2新型保水剂的制备前处理:剪碎玉米秸秆后水洗,80℃烘干8小时去除水分,粉碎、过筛为0.32mm2、浸人浓碱2000ML,20%氢氧化钠溶液搅拌均匀,30℃搅拌45 min。
向溶液中加入一定量75%乙醇溶液。
后加入定量氯乙酸,80℃下反应4.5 h,95%乙醇过滤、水洗待用。
滤渣转移到15%氢氧化钠溶液的烧杯中,然后混入由氯乙酸和正搅拌,水浴加热70℃,1小时。
在此之后,用75%乙醇溶液洗涤混合溶液,然后将化学修饰后的小麦粉秸秆(CMPWS)干燥。
2. 3聚丙烯酸-CMPWS超强吸水复合材料的制备不同配方的一系列样品:不同分量的小麦秸秆粉(CMPWS),N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(MBA),过硫酸氨(APS)与丙烯酸(AA)以及不同程度的中和度有以下制备程序:将处理后的秸秆(MPCS)放入有30毫升水溶液的500毫升四颈烧瓶加水搅拌至溶液均匀,并开动搅拌器,连接回流冷凝器,并向系统内持续吹人一定流量氮气驱除系统中的氧气,升温水浴,加入中和后的20.00g丙烯酸溶液。
将N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)溶液,过硫酸铵(APS)溶液和10ml 去离子水通过小漏斗加入四口瓶中,搅拌均匀。
水浴锅升温到70℃,反应一小时后,溶液出现粘稠爬杆现象,转移到托盘中。
用蒸馏水反复冲洗,并在70℃的烘箱中烘干,粉碎过筛为0.42mm左右,得到褐色固体颗粒即为保水剂胶体。
2.4.吸水性测试红外光谱测定和电镜分析取少量秸秆粉末(CS)、改性秸秆粉末和保水剂胶体(SAP)粉碎过筛,用溴化钾压片法进行红外光谱分析;取粉碎过筛后的三种粉末,固定于观测台,喷金后采用扫描电子显微镜进行扫描。
吸液能力测定在室温下称取过筛的干燥样品,将样品分别浸入蒸馏水和0.9%生理盐水溶液中,达到吸胀平衡后,用0.25mm2的筛网滤除未吸收得水称重,计算吸水率,公式为:式中,Q为保水剂的吸液率;m1为保水剂吸液前的重量;m2为保水剂吸胀平衡后的重量,由此可计算保水剂达吸胀平衡后的吸液倍数。
2.5.结构分析样品的红外光谱分析,采取KBr包裹然后使用红外光谱仪。
在一层很薄的铝合金涂层上用扫描电子显微镜对表面凝胶的形态进行了研究。
在温度范围为25–800 C,加热速度为10 C/min并通入流速为50 ml/min氮气的TGA-7热重分析仪上对样品进行了热稳定性的研究。
3.结果和讨论3.1.丙烯酸与改性玉米秸秆配料率对吸液倍率的影响在图1中丙烯酸与改性玉米秸秆配料率范围为1到15,随着单体用量提高,凝胶的吸水能力随着单体AA:MPCS配料率增加而增加,在10左右达到最大值分别吸收蒸馏水425g/g,吸收0.9 wt% NaCl溶液44g/g接枝率和支链长度增加,进一步增加单体AA:MPCS配料率吸水能力下降。
可有以下解释:随着单体AA:MPCS配料率增加,单体AA浓度增加亲水集团如-COO-和-COOH基团数目就增加,是的饱和吸水量得到提高。
另外,有利于胶体理想网络结构形成,宏观表现为吸液倍率增加;当单体在反应物申比例过大时,网络结构过于紧密,不利于液体吸收,吸液倍率反而下降。
丙烯酸与改性玉米秸秆配料率图1 丙烯酸与改性玉米秸秆配料率对吸液倍率的影响3.2.引发剂对保水剂吸水率的影响图2表示了引发剂,过硫酸铵(APS)对水高吸水复合材料的影响进行了分析。
在APS为1.1 wt%,得到最大的吸收量(蒸馏水407g/ g和0.9 wt% NaCl 39 g/g)在APS由0.54 wt% 到1.1 wt%时吸收能力随APS数量的增加而增加。
当进一步增加APS的量使其高于最佳点(1.1 wt%)时高吸水树脂的膨胀的能力下降。
可以看出,引发剂用量对聚合物吸水性能有较大的影响。
这是与引发剂浓度对平均链长的影响是相关的。
这也可以是由于产生自由基的数目少于应有的水平。
聚合物骨架的分子的量随着引发剂浓度的增加而减少,并且造成链终止。
因此,在引发剂含量处于0.54-1.1 wt%这个最佳值时吸水量明显增加。
据报道,聚合物链终止不能提高高吸水树脂的吸水性。
所以进一步将引发剂浓度从 1.1wt%增加到1.8wt%是吸水能力减少的原因。
过硫酸铵含量图2 引发剂对保水剂吸水率的影响3.3.交联剂对吸液倍率的影响在这项研究中,交联剂的影响因素是通过研究改变N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)的用量对吸水能力的影响,如图3。
当MBA浓度为0.15 wt%时吸水能力达到最大值:蒸馏水413g/g,0.9wt%NaCl溶液42 g/g。
交联剂的用量,根据Flory 网络理论,也是对水凝胶的交联密度、液体的吸湿性的一个重要因素的影响。
根据Flory的理论,在交联剂含量为0.02-0.15 wt%时,吸水能力会随交联剂用量的增加而明显增加。
网络节点和交联密度是有利于到高吸水树脂的吸收能力和保水能力这是由于聚合物网络不能完全形成,而且存在水溶性的物质。
然而,由图3可知在0.15-0.27 wt%内增加的交联剂含量造成吸水能力的降低。
这是因为在聚合物网络中交联剂剂产生过多的节点,并导致了高交联度、刚性结构而不能膨胀保留更多的水。
N,N'-亚甲基双丙烯酰胺含量图3 交联剂对吸液倍率的影响3.4.反应温度对保水剂吸水率的影响图4表示了系统反应温度对胶体吸液倍率的影响,由于在50-90 _C时升高温度提高聚合速率吸水树脂吸水能力增加。
最大吸液量分别是蒸馏水417g/g和0.9wt%NaCl溶液45 g/g(温度为75时)。
温度继续升高,吸水能力下降。
容易使引发剂分解成单体,同时使单体分子运动加速,链反应更快。
但如果温度过高。
则反应速度太快,会出现暴聚现象,同时大量的聚合热,导致胶体聚合不充分,吸液倍率下降。
如果温度太低则共聚树脂的三维网络结构无法形成,胶体吸液倍率同样降低温度图4 反应温度对保水剂吸水率的影响3.5.丙烯酸中和度对保水剂吸水率的影响在PAA-g-CMPW聚合系统中亲水基团如-COOH, -COONH2和-COO-对吸水能力有明显的影响,而且可以通过不同的中和度调节亲水基团。
图5表明了AA 中和度对高吸水树脂吸水能力的影响。
从图5可知,当中和度小于80%时聚合物的吸水能力随中和度的增加而增加,但是随着进一步增加中和度到90%时,吸水能力随中和度的增加而减小。
在中和度为80%时出现最佳吸水点,蒸馏水405g/g 和0.9 wt% NaCl溶液46g/g。
这是因为,在低中和度条件下.丙烯酸单体反应活性大,聚合速度快,发生自交联,形成高度交联的聚合物。
吸水率反而降低;同时低中和度使聚合胶体网络上的离子浓度较小,产生的渗透压小,同样导致吸水率降低。
中和度图5 丙烯酸中和度对保水剂吸水率的影响3.6.红外光谱图6红外光谱分析表征了PWS(A),CMPWS(B)和CMPWS-g-PAA(C)高吸水树脂的性能。
从图6(A)和(B)可以看出,在3400cm,1592 cm_1和1 412 cm-1(羰基吸收峰)。
1 068cm-1(纤维素ß一1,4糖苷键)和2942 cm-1和 2 860 cm-1(亚甲基吸收峰)处的吸收仍然存在。
这些突出了纤维素的特征;而在1600和1736 cm.1处的吸收峰减弱,表明浓碱蒸煮处理能较好地去除木质素和部分半纤维素成分。
比较改性后的秸秆粉末红外光谱图,接枝聚合产物在2540 crn-1(酰胺基的伸缩振动峰)。
1719 cm-1和1575 cm-1(酰胺基的特征吸收峰)处特征吸收峰明显,表明纤维素链上出现酰胺特征结构,由此可以推测聚合反应已经发生波束图6 红外光谱3.7.热稳定性热重分析(TGA)的聚丙烯酸接枝CMPWS结果超强吸水复合材料是用来表征所得到的接枝共聚物热性能和它如图所示。
7。
实线和分割线描述PAA的比例为10 CMPWS和12日分别。
该减肥过程中表现出3个步骤,随着温度的增加从室温至437?长这两种聚丙烯酸接枝CMPWS(10)和聚丙烯酸接枝CMPWS (12)为4%以下的重量损失102摄氏度,这意味着在吸收和结合水损失水凝胶网络。
从大约102至343摄氏度,既复合材料也同样有12.5%的显着重量损失(343摄氏度)和12%(338摄氏度),分别提出复杂包括脱水过程和碳水化合物链中C - O - C的破坏纤维素链的糖苷键。
随后复合材料的分解造成的两个尖锐的重量亏损面14.2%,亏损为聚丙烯酸接枝CMPWS(10)和14.4%,亏损帕格- CMPWS (12)与来自343或进一步升温338至437?长但是,有显着差异两个超级吸收剂在更高的温度范围。