CN103554358B - 一种耐盐性好、低吸水倍率农业抗旱型保水剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了属于农业抗旱保水技术领域的一种，制备农业抗旱保水剂的技术。该技术的主要特点在于：在低压加热的条件下，采用纳米二氧化硅与过硫酸铵复合体系来引发丙烯酸及丙烯酰胺单体聚合。采用该技术制备出来的保水剂具有较强的耐盐性（吸生理盐水70～120倍），适中的吸水能力（300～500倍），在土壤中起到抗旱保水作用的同时不与植物争夺水分，不板结，可广泛应用于农业及治沙领域的抗旱保水。
Description
技术领域
本发明属于农业抗旱技术领域，特别涉及利用纳米改性剂的一种耐盐性好、低吸水倍率农业抗旱型保水剂的制备方法。
背景技术
保水剂是一种新型功能高分子材料，它能够吸收其自身重量几百至数千倍的纯水，水被吸入保水剂内部后即使加压力也不脱出，还可以反复吸水，缓慢释水。因此，在农业、林业、园艺、化工、环保等领域得到了广泛的应用。
20世纪九十年代以来，世界上“绿色地球计划”“治理沙漠计划”等宏伟工程相继出台，高吸水树脂在农业节水，沙漠治理等领域逐渐发挥出越来越重要的地位。
保水剂具有较高的吸水倍率，较低的吸盐水倍率，由于土壤中含有较多的盐分，所以提高保水剂耐盐性的研究受到了越来越多的关注和研究。通过科研工作者的大量研究，保水剂的耐盐性能得到了很大的提高（吸生理盐水的质量为自身重量的50-100倍），在提高耐盐性的同时也极大地提高了其吸去离子水能力（自身重量的1000倍以上）。存在的问题是：过高的吸水能力使保水剂内部具有较高的渗透压，植物不能吸收及利用其内部的水分；吸水后形成水凝胶具有较低的强度，容易形成板结。所以我国农林用保水剂标准NY-886-2010规定，农用保水剂的吸生理盐水倍率应在30倍以上，吸去离子水的倍率须在100-700倍之间，所以开发高耐盐性，适当吸水倍率的高吸水树脂对农业保水意义重大。
发明内容
本发明的目的是提供一种耐盐性好、适当吸水倍率农业抗旱型保水剂的制备方法，其特征在于，该保水剂以丙烯酰胺和纳米硅改性剂为原料，以硫酸铵作引发剂和N-N，交联剂制备农业抗旱保水剂，制备步骤如下：
1）将氢氧化钠完全溶于蒸馏水中，并在冷水浴中缓慢滴加蒸馏水体积的2-10分之一的丙烯酸；
2）取步骤1）中的混合溶液，依次加入丙烯酰胺和纳米二氧化硅改性剂，并在50～90℃下低压反应0.5～1h并取出；
3）向步骤2）中依次加入过硫酸铵引发剂和N-N，交联剂，并在50～70℃下低压反应4h后在70℃条件下干燥，便可制得农业抗旱保水剂。
所述氢氧化钠:丙烯酰胺的质量比为1：(5-10)。
所述纳米二氧化硅改性剂、过硫酸铵引发剂和N-N二亚甲基双丙烯酰胺交联剂的质量比为（1～2）：（0.08～1）：1
所述将引发剂过硫酸铵溶于蒸馏水，浓度为1～5wt%。
所述N-N交联剂为N-N二亚甲基双丙烯酰胺，溶于蒸馏水，浓度为1～5wt%。
所述纳米二氧化硅改性剂为：粒径在2～100nm的纳米二氧化硅。
该保水剂是采用纳米材料为改性剂，特殊的制备工艺方法使之具有独特的微观结构及性质特点，具有较强耐盐性，适当的吸水能力，吸水后形成的水凝胶具有较高的强度。制备出一种耐盐性好、吸水倍率适中的农业抗旱型保水剂。采用该技术制备出来的保水剂具有较强的耐盐性（吸生理盐水70～120倍），适中的吸水能力（300～500倍），在土壤中起到抗旱保水作用的同时不与植物争夺水分，可广泛应用于农业及治沙领域的抗旱保水。
具体实施方式
本发明提供一种耐盐性好、低吸水倍率农业抗旱型保水剂的制备方法，下面结合实施例予以说明。
实施例1
将0.5g 氢氧化钠与10ml 蒸馏水混合，并在冷水浴中缓慢滴加5ml 丙烯酸；依次加入5g 丙烯酰胺和0.1g纳米二氧化硅改性剂，并在70℃下低压反应0.5h；取出混合液，依次加入0.005g过硫酸铵引发剂和0.05g N-N二亚甲基双丙烯酰胺交联剂,并在70℃下低压反应4h，在70℃条件下干燥，便可制得农业抗旱保水剂。
实施例2
将1g 氢氧化钠与20ml 蒸馏水混合，并在冷水浴中缓慢滴加7ml 丙烯酸；依次加入7g 丙烯酰胺和0.8ml质量浓度为1wt%纳米二氧化硅改性剂，并在70℃下低压反应0.5h；取出混合液，依次加入0.4ml质量浓度为1wt%的过硫酸铵溶液和6ml质量浓度为1wt%的N-N二亚甲基双丙烯酰胺交联剂,并在70℃下低压反应4h，在70℃条件下干燥，便可制得农业抗旱保水剂。
从结构与性能的关系出发，通过调节纳米硅改性剂、N- N二亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸铵及丙烯酰胺的用量，调整丙烯酸的中和度和改变反应温度，使树脂的耐盐性得到最大优化。
Claims (5)
1.一种耐盐性好、低吸水倍率农业抗旱型保水剂的制备方法，其特征在于，该保水剂以纳米硅改性剂、过硫酸铵引发剂和N-N二亚甲基双丙烯酰胺交联剂的质量份数比为（1～2）：（0.08～1）：1为原料制备农业抗旱保水剂，制备步骤如下：
1）将氢氧化钠完全溶于蒸馏水中，并在冷水浴中缓慢滴加蒸馏水体积的2-10分之一的丙烯酸；其中，氢氧化钠:丙烯酰胺的质量比为1：(5-10)；
2）取步骤1）中的混合溶液，依次加入丙烯酰胺和纳米二氧化硅改性剂，并在50～70℃下低压反应0.5～1h；
3）向步骤2）中依次加入过硫酸铵引发剂和N-N二亚甲基双丙烯酰胺交联剂，并在50～70℃下低压反应4小时，并在70℃条件下干燥，便可制得农业抗旱保水剂。
2.根据权利要求1所述耐盐性好、低吸水倍率农业抗旱型保水剂的制备方法，其特征在于，所述过硫酸铵引发剂为过硫酸铵溶于蒸馏水，浓度为1～5wt%。
3.根据权利要求1所述耐盐性好、低吸水倍率农业抗旱型保水剂的制备方法，其特征在于，所述N-N二亚甲基双丙烯酰胺交联剂溶于蒸馏水，浓度为1～5wt%。
4.一种耐盐性好、低吸水倍率农业抗旱型保水剂的制备方法，其特征在于，具体制备如下：将0.5g 氢氧化钠与10ml 蒸馏水混合，并在冷水浴中缓慢滴加5ml 丙烯酸；依次加入5g 丙烯酰胺和0.1g纳米二氧化硅改性剂，并在70℃下低压反应0.5h；取出混合液，依次加入0.005g过硫酸铵引发剂和0.05g N-N二亚甲基双丙烯酰胺交联剂,并在70℃下低压反应4h，在70℃条件下干燥，便可制得农业抗旱保水剂。
5.一种耐盐性好、低吸水倍率农业抗旱型保水剂的制备方法，其特征在于，具体制备如下：将1g 氢氧化钠与20ml 蒸馏水混合，并在冷水浴中缓慢滴加7ml 丙烯酸；依次加入7g 丙烯酰胺和0.8ml质量浓度为1wt%纳米二氧化硅改性剂，并在70℃下低压反应0.5h；取出混合液，依次加入0.4ml质量浓度为1wt%的过硫酸铵溶液和6ml质量浓度为1wt%的N-N二亚甲基双丙烯酰胺交联剂,并在70℃下低压反应4h，在70℃条件下干燥，便可制得农业抗旱保水剂。
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