CN109354642A - 一种吸水树脂及其制备方法和应用 - Google Patents

一种吸水树脂及其制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN109354642A
CN109354642A CN201810683117.2A CN201810683117A CN109354642A CN 109354642 A CN109354642 A CN 109354642A CN 201810683117 A CN201810683117 A CN 201810683117A CN 109354642 A CN109354642 A CN 109354642A
Authority
CN
China
Prior art keywords
parts
water
absorbing resin
potassium hydroxide
solution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810683117.2A
Other languages
English (en)
Inventor
吴雪平
崔乘幸
刘遵春
任敬天
杨慧娟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Henan Institute of Science and Technology
Original Assignee
Henan Institute of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Henan Institute of Science and Technology filed Critical Henan Institute of Science and Technology
Priority to CN201810683117.2A priority Critical patent/CN109354642A/zh
Publication of CN109354642A publication Critical patent/CN109354642A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/04—Acids; Metal salts or ammonium salts thereof
    • C08F220/06—Acrylic acid; Methacrylic acid; Metal salts or ammonium salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00—Processes of polymerisation
    • C08F2/46—Polymerisation initiated by wave energy or particle radiation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K17/00—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials
    • C09K17/40—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials containing mixtures of inorganic and organic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2101/00—Agricultural use

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Cultivation Of Plants (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

本发明公开了一种吸水树脂及其制备方法和应用。其中，吸水树脂的制备方法，具体包括：取丙烯酸55‑60份，氢氧化钾30‑35份，N,N亚甲基双丙烯酰胺0.02‑0.04份，过硫酸铵0.2‑0.4份，无机粘土1‑2份，硫酸铝0.5‑1份，表面活性剂0.4‑0.8份，增稠剂4‑8份；先取氢氧化钾溶解备用，再用氢氧化钾溶液中和丙烯酸，得到中和度为60％～80％的丙烯酸钾溶液；依次往丙烯酸钾溶液中添加硫酸铝、表明活性剂和N,N亚甲基双丙烯酰胺；继续往上述溶液中添加增稠剂、无机粘土、过硫酸铵并搅拌均匀后聚合与交联反应5分钟即得。本发明提出了一种用于育苗的吸水树脂，一种与植物相容性好，降低了吸水树脂中存在的交联剂、引发剂和单体，又能提供植物幼苗生长所需的足够的水份，保证吸水树脂适当的吸水倍率。

Description

一种吸水树脂及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种功能高分子材料的生产工艺，具体涉及一种吸水树脂及其制备方法和应用。
背景技术
吸水性树脂是一种含有羧基等强亲水性基团并具有一定交联度的水溶胀型高分子聚合物。它不溶于水，也不溶于有机溶剂，具有较强的吸水性能和保水能力。广泛应用于农林园艺、医疗卫生、建筑材料、石油工业、食品行业、日用品行业、人工智能材料等。吸水树脂在农业上主要通过与土壤混合，用于土壤的保水和改良，但很少能直接单独应用于植物的育苗栽培，主要由于部分树脂对植物幼苗的生长有抑制作用或吸水倍率太低。
CN201310390048一种吸水树脂，由下列原料按照如下的重量配比组成：丙烯酸100-220 份；碱溶液200-320份；丙烯酰胺30-150份；淀粉50-100份；引发剂：0.001-0.01份；活化剂：0.2-2份；聚合剂：25-60份；交联剂0.3-0.8份。该树脂合成方法简单，不能消除多余交联剂和引发剂带来的对植物的毒害效果，保水性太好导致水份不能释放出来供植物生长，另外丙烯酰胺单体对人体有较强的毒性，甚至有致癌作用。
CN201510875321公开了一种土壤保水剂，该土壤保水剂，其原料组成配比为：羟乙基纤维素800-1200份；磷酸180-220份；聚乙烯醇800-1200份；聚天门冬氨酸30-60份；壳寡糖2-5份。该吸水树脂虽然是适合植物生长，但吸水倍率太低。
如上所述，所制吸水树脂有些单一的提高吸水倍率，使树脂保水性太好而无法释放给植物吸收，同时由于反应方法的原因，导致引发剂和交联剂反应不充分，单体残留使得离子浓度增加进而导致对植物的毒害。有些添加丙烯酸单体过少而导致吸水倍率过低，失去吸水树脂的优势，有些树脂降解后产生对人体和环境的毒害作用较大。
发明内容
为了解决现有生产技术吸水树脂的弊端：一是所述吸水树脂由于聚合方法等原因存在对植物有毒害作用的交联剂、引发剂和单体，二是所述吸水树脂要么吸水倍率过高而对水份的束缚过大使水份无法完全被植物吸收进而影响植物生长，要么丙烯酸单体用量过少而降低吸水倍率，失去吸水树脂的优势。三是由于添加表面活性剂而降低了水的表面张力和毛细作用，增加植物对水份的吸收。
本发明提出了一种用于育苗的吸水树脂，一种与植物相容性好，降低了吸水树脂中存在的交联剂、引发剂和单体，又能提供植物幼苗生长所需的足够的水份，保证吸水树脂适当的吸水倍率。
本发明的技术方案是：一种吸水树脂的制备方法，具体包括：取丙烯酸55-60份，氢氧化钾30-35份，N,N亚甲基双丙烯酰胺0.02-0.04份，过硫酸铵0.2-0.4份，无机粘土1-2份，硫酸铝0.5-1份，表面活性剂0.4-0.8份，增稠剂4-8份；先取氢氧化钾溶解备用，再用氢氧化钾溶液中和丙烯酸，得到中和度为60％～80％的丙烯酸钾溶液；依次往丙烯酸钾溶液中添加硫酸铝、表明活性剂和N,N亚甲基双丙烯酰胺；继续往上述溶液中添加增稠剂、无机粘土、过硫酸铵并搅拌均匀后聚合与交联反应5分钟即得。
本发明的进一步改进包括：
取丙烯酸55份，氢氧化钾35份，N,N亚甲基双丙烯酰胺0.025份，过硫酸铵0.275份，无机粘土2份，硫酸铝0.8份，表面活性剂0.4份，增稠剂6.5份；先取氢氧化钾35份溶解备用，再用氢氧化钾溶液中和丙烯酸55份，得到中和度为60％～80％的丙烯酸钾溶液；依次往丙烯酸钾溶液中添加溶硫酸铝0.8份、表明活性剂0.4份和N,N亚甲基双丙烯酰胺0.025份；继续往上述溶液中添加聚乙烯醇6.5份、无机粘土2份、过硫酸铵0.275份并搅拌均匀后聚合与交联反应5分钟即得。
所述的方法中所述无机粘土为高岭土；所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠，增稠剂为聚乙烯醇。
所述的交联和聚合反应是在350w～500w的微波反应场中进行的。
所述的方法中所述聚合与交联反应具体包括：将上述配制好的混合液置于微波反应场中，调节微波功率恒定为350w～500w，5分钟后形成胶体状粘性吸水树脂，将其烘干后粉碎，吸收水份后即成育苗用吸水树脂。
本发明的另一目的在于提供了上述吸水树脂在育苗中的应用。
本发明进一步的提供了一种按照上述方法制得的吸水树脂。
本发明的有益效果，一是在350w～500w的微波反应场中进行交联和聚合反应，降低了引发剂交联剂和单体的残留，进而降低对植物的毒害作用。二是由于添加表面活性剂而降低了水的表面张力和毛细作用，增加植物对水份的吸收。吸水树脂形成了一些空洞和沟壑结构，从而提供较大的吸附表面积，提高了交换和吸附功能,空洞的形成原因是由于微波反应快速均匀，不仅使反应充分进行，而且产生的气泡导致聚合物在聚合时表面形成了大量空洞。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做详细说明。
实施例1
一种用于育苗的吸水树脂，其成分组成如下，
一种用于育苗的吸水树脂的制备方法，步骤如下：
1)原料准备：准备丙烯酸55份，氢氧化钾35份，N,N亚甲基双丙烯酰胺0.025份，过硫酸铵0.275份，无机粘土(高岭土)2份，硫酸铝0.8份，表面活性剂(十二烷基苯磺酸钠)0.4份，增稠剂(聚乙烯醇)6.5份，将原料用少量的水溶解备用。
2)原料配制：2.1)先取氢氧化钾35份溶解备用，再用氢氧化钾溶液中和丙烯酸55份，得到中和度为60％～80％的丙烯酸钾溶液；2.2)依次往丙烯酸钾溶液中添加溶硫酸铝0.8份、十二烷基苯磺酸钠0.4份和N,N亚甲基双丙烯酰胺0.025份；2.3)继续往上述溶液中添加聚乙烯醇6.5份、高岭土2份、过硫酸铵0.275份并搅拌均匀。
3)聚合与交联反应：将上述配制好的混合液置于微波反应场中，调节微波功率恒定为 400w，5分钟后形成胶体状粘性吸水树脂，将其烘干后粉碎，吸收水份后即成育苗用吸水树脂。
实施例2
一种用于育苗的吸水树脂，其成分组成如下，
一种用于育苗的吸水树脂的制备方法，步骤如下：
1)原料准备：准备丙烯酸55份，氢氧化钾35份，N,N亚甲基双丙烯酰胺0.025份，过硫酸铵0.225份，高岭土2份，硫酸铝0.7份，表面活性剂十二烷基硫酸钠0.5份，增稠剂海藻酸钠7份，将原料用少量的水溶解备用。
2)原料配制：2.1)先取氢氧化钾35份溶解备用，再用氢氧化钾溶液中和丙烯酸55份，得到中和度为60％～80％的丙烯酸钾溶液；2.2)依次往丙烯酸钾溶液中添加溶硫酸铝0.7份、十二烷基硫酸钠0.5份和N,N亚甲基双丙烯酰胺0.025份；2.3)继续往上述溶液中添加海藻酸钠7份、高岭土2份、过硫酸铵0.225份并搅拌均匀。
3)聚合与交联反应：将上述配制好的混合液置于微波反应场中，调节微波功率恒定为 450w，5分钟后形成胶体状粘性吸水树脂，将其烘干后粉碎，吸收水份后即成育苗用吸水树脂。
吸水树脂的表征
将实施例1中的吸水树脂烘干粉碎后进行红外表征，在波数1735cm-1处为c＝o伸缩震动吸收峰，在波数1166cm-1处为c-o-c的伸缩震动吸收峰，故推测为聚乙烯醇与丙烯酸发生反应产生酯类结构。
将实施例1中的吸水树脂烘干粉碎后进行电镜扫描，吸水树脂形成了一些空洞和沟壑结构，从而提供较大的吸附表面积，提高了交换和吸附功能,空洞的形成原因可能是由于微波反应快速均匀，不仅使反应充分进行，而且产生的气泡导致聚合物在聚合时表面形成了大量空洞。
将实施例1、2和普通吸水树脂进行对比测试，将3种树脂吸足水后置于纸杯中，种上催芽后的小麦种子，每个处理为50颗种子，不浇水，一周后测量芽长和根长，计算平均值。对小麦幼苗生长的影响如表1。
表1实施例1、2对比普通吸水树脂对小麦幼苗生长的影响
单位(cm) 芽长 根长
实施例1 8.92 4.68
实施例2 8.16 3.98
普通对比 5.92 1.87
由表1可以看出，实施例1和例2中的小麦根长和芽长平均值都明显比普通吸水树脂高。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种吸水树脂的制备方法，其特征在于，取丙烯酸55-60份，氢氧化钾30-35份，N,N亚甲基双丙烯酰胺0.02-0.04份，过硫酸铵0.2-0.4份，无机粘土1-2份，硫酸铝0.5-1份，表面活性剂0.4-0.8份，增稠剂4-8份；先取氢氧化钾溶解备用，再用氢氧化钾溶液中和丙烯酸，得到中和度为60％～80％的丙烯酸钾溶液；依次往丙烯酸钾溶液中添加硫酸铝、表明活性剂和N,N亚甲基双丙烯酰胺；继续往上述溶液中添加增稠剂、无机粘土、过硫酸铵并搅拌均匀后聚合与交联反应5分钟即得。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，取丙烯酸55份，氢氧化钾35份，N,N亚甲基双丙烯酰胺0.025份，过硫酸铵0.275份，无机粘土2份，硫酸铝0.8份，表面活性剂0.4份，增稠剂6.5份；先取氢氧化钾35份溶解备用，再用氢氧化钾溶液中和丙烯酸55份，得到中和度为60％～80％的丙烯酸钾溶液；依次往丙烯酸钾溶液中添加溶硫酸铝0.8份、表明活性剂0.4份和N,N亚甲基双丙烯酰胺0.025份；继续往上述溶液中添加聚乙烯醇6.5份、无机粘土2份、过硫酸铵0.275份并搅拌均匀后聚合与交联反应5分钟即得。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无机粘土为高岭土；所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠，增稠剂为聚乙烯醇。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的交联和聚合反应是在350w～500w的微波反应场中进行的。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述聚合与交联反应具体包括：将上述配制好的混合液置于微波反应场中，调节微波功率恒定为350w～500w，5分钟后形成胶体状粘性吸水树脂，将其烘干后粉碎，吸收水份后即成育苗用吸水树脂。
6.如权利要求1-5任一项所述吸水树脂在育苗中的应用。
7.一种吸水树脂，其特征在于，按照权利要求1-5任一项所述方法制得。
CN201810683117.2A 2018-06-28 2018-06-28 一种吸水树脂及其制备方法和应用 Pending CN109354642A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810683117.2A CN109354642A (zh) 2018-06-28 2018-06-28 一种吸水树脂及其制备方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810683117.2A CN109354642A (zh) 2018-06-28 2018-06-28 一种吸水树脂及其制备方法和应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109354642A true CN109354642A (zh) 2019-02-19

Family

ID=65349632

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810683117.2A Pending CN109354642A (zh) 2018-06-28 2018-06-28 一种吸水树脂及其制备方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109354642A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113943393A (zh) * 2021-09-30 2022-01-18 盐城工学院 一种超吸水耐盐型钾离子基高分子吸水树脂及其制备方法和应用
CN115109441A (zh) * 2022-06-24 2022-09-27 陕西新兴热喷涂技术有限责任公司 一种耐热涂料和表面涂层

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012031292A (ja) * 2010-07-30 2012-02-16 Nippon Shokubai Co Ltd ポリアクリル酸（塩）系吸水性樹脂およびその製造方法
CN103496877A (zh) * 2013-09-16 2014-01-08 深圳大学 一种混凝土内养护剂、其制备方法及使用方法
CN104193895A (zh) * 2014-08-21 2014-12-10 湖南省核农学与航天育种研究所 一种用于花卉无土栽培的吸水树脂及其制备方法
CN104744711A (zh) * 2015-03-25 2015-07-01 华南理工大学 一种高白度丙烯酸高吸水树脂及其制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012031292A (ja) * 2010-07-30 2012-02-16 Nippon Shokubai Co Ltd ポリアクリル酸（塩）系吸水性樹脂およびその製造方法
CN103496877A (zh) * 2013-09-16 2014-01-08 深圳大学 一种混凝土内养护剂、其制备方法及使用方法
CN104193895A (zh) * 2014-08-21 2014-12-10 湖南省核农学与航天育种研究所 一种用于花卉无土栽培的吸水树脂及其制备方法
CN104744711A (zh) * 2015-03-25 2015-07-01 华南理工大学 一种高白度丙烯酸高吸水树脂及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
汪多仁: "《绿色农药与化肥中间体》", 30 April 2009, 科学技术文献出版社 *
高学伟等: ""膨润土接枝丙烯酸高吸水性树脂的抑尘性能研究"，", 《环境污染与防治》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113943393A (zh) * 2021-09-30 2022-01-18 盐城工学院 一种超吸水耐盐型钾离子基高分子吸水树脂及其制备方法和应用
CN115109441A (zh) * 2022-06-24 2022-09-27 陕西新兴热喷涂技术有限责任公司 一种耐热涂料和表面涂层

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7459501B2 (en) Superabsorbent polymers in agricultural applications
JP5190116B2 (ja) ポリアクリル酸（塩）系吸水性樹脂を主成分とする植物育成用粒子状吸水剤
DE102005021221A1 (de) Superabsorber mit anorganischen und organischen Ballast- und Zusatzstoffen
CN105112071B (zh) 一种颗粒状腐殖酸型土壤保水剂
CN109354642A (zh) 一种吸水树脂及其制备方法和应用
CN109762571B (zh) 一种土壤抗旱保水剂及制备方法及使用方法
CN110586645A (zh) 一种适用于酸性农田土壤的重金属污染土壤修复剂
JP7471681B2 (ja) 種子の水分刺激コーティングに適した超吸収剤ベースの懸濁液および懸濁液で種子をコーティングする方法
CN111328816A (zh) 富里酸保水植物种子生长添加剂及其制备方法
CN109054844B (zh) 多功能保水剂及制备方法
WO2020150813A1 (en) A system for providing nutrients to plantlets
US20220250033A1 (en) Eco-friendly water retention natural polymer and method thereof
JP6120202B2 (ja) 水耕栽培用苗の栽培培地
JP4694810B2 (ja) 吸水性樹脂を主成分とする植物育成用保水材
CN110373209A (zh) 一种甘薯专用保水剂及节水栽培甘薯的方法
CN105859966B (zh) 一种含有锌元素的高吸水性树脂及其制备方法
CN108911857A (zh) 一种多功能缓释有机菌肥
CN103374105A (zh) 大豆浸种抗旱剂的制备方法
JPH0822185B2 (ja) 水稲育苗法およびこれに使用する床土組成物
JP2010088388A (ja) 植物育成用包材、及びこれを用いた播種方法
CN1545879A (zh) 一种农用抗旱拌种剂的制备方法
KR100348859B1 (ko) 이산화탄소와 수분을 흡수하는 중합체 분말, 그것을제조하는 방법 및 그것을 흡수제로 포함하는 고흡수용품
Ray et al. A water-absorbent hydrogel prepared with arabinoxylans from flaxseed (Linum usitatissimum) and galactomannans from subabul (Leucaena leucocephala) impacts the growth and composition of cherry tomatoes in potted experiments
JP2023070222A (ja) 植物用生育補助剤及び植物用生育補助剤を用いる植物の生育方法
CN102057948A (zh) 一种抗旱保水增产剂及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20190219

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication