CN111040125A - 一种复合型黄腐酸抗菌海绵基质及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种复合型黄腐酸抗菌海绵基质及其制备方法和应用，属于材料制备和环境治理技术领域。将黄腐酸、丙烯酸、抗菌性天然大分子在引发剂、交联剂条件下聚合得到黄腐酸保水剂，将聚四氢呋喃与异氰酸酯、N甲基吡咯烷酮、催化剂、交联剂等聚合形成聚氨酯乳液，再与黄腐酸保水剂复合得到复合型黄腐酸抗菌海绵基质。保水性黄腐酸复合抗菌海绵基质所含的成分具是环境友好材料，无毒，其多孔结构及丙烯酸、聚氨酯等大量亲水性基团赋予其良好的储水能力，可以有效地将雨水储存在内并予以净化。并且抗菌大分子的加入防止海绵长期接触水的霉变、烂根等，能够在海绵城市建设中作为无土栽培基质进行广泛的应用。

Description

一种复合型黄腐酸抗菌海绵基质及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于材料制备和环境治理技术领域，具体涉及一种复合型黄腐酸抗菌海绵基质及其制备方法和应用。
背景技术
目前，人们对生态环境的美观及舒适度有着极大关注度，因此，随着海绵生态城市建设理念的提出，各种城市绿化手段层出不穷，但由于城市空间可利用绿化面积较低，没有一种适宜于城市各个界面生长植物且能够收集大量雨水保持持久水分基质。并且，目前一些小型植物工厂所用海绵基质由于长期浸泡在水中，与植物根系接触容易产生植物烂根、基质霉变等现象，导致生产成本增高，绿化率下降，人力财力损失。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种复合型黄腐酸抗菌海绵基质及其制备方法和应用，该制备方法工艺简单，原料易得，成本低，可实现大规模生产；经本方法制得的复合型黄腐酸抗菌海绵基质密度小、具有良好的吸水保水性能；将该复合型黄腐酸抗菌海绵基质作为无土栽培基质应用时，质轻环保，能够有效促进植物生长。
本发明是通过以下技术方案来实现：
本发明公开了一种复合型黄腐酸抗菌海绵基质的制备方法，以质量份数计，分为以下步骤：
1)将3-6份质量浓度为10％-20％的黄腐酸溶液、6-10份中和度为40％-60％的丙烯酸和2-4份的抗菌性天然大分子溶液混合后在50-60℃的水浴下搅拌充分溶解，继续搅拌并程序升温至70-80℃，升温过程中滴加引发剂和交联剂，反应1.5-2h后烘干粉碎，得到黄腐酸保水剂颗粒；
2)将5-10份聚四氢呋喃和15-30份N-甲基吡咯烷酮混合后加入催化剂、交联剂和扩链剂，在60-65℃水浴下搅拌充分溶解，继续搅拌并程序升温至70-80℃，升温过程中滴加4-8份异氰酸酯，反应1.5-2h后加入3-5份水和6-10份步骤1)制得的黄腐酸保水剂颗粒，搅拌均匀至小气泡冒出，然后在80-90℃下发泡25-35min后真空常温干燥，得到复合型黄腐酸抗菌海绵基质。
优选地，步骤1)中，引发剂为0.5-0.8份的过硫酸钾或过硫酸铵，交联剂为0.2-0.4份的KH550或甘油；步骤2)中，催化剂为0.3-0.5份的二月桂酸二丁基锡，交联剂为0.5-1份的三羟甲基丙烷，扩链剂为0.5-1份的N-甲基二乙醇胺。
优选地，步骤1)中，抗菌性天然大分子溶液为壳聚糖、聚赖氨酸、花生壳提取物浓缩液和椰壳提取物浓缩液中的一种或几种。
优选地，步骤1)中，滴加引发剂和交联剂前，先以1:10的质量比将引发剂和交联剂溶于水，滴加速度为1-2滴/s。
优选地，步骤2)中，异氰酸酯为异氟尔酮二异氰酸酯或/和二苯基甲烷二异氰酸酯，异氰酸酯的滴加速度为1-2滴/s。
优选地，步骤1)中，搅拌的速度为300-500r/min；步骤2)中，第一次搅拌的速度为200-300r/min，第二次搅拌的速度为300-500r/min。
优选地，步骤1)和步骤2)中的程序升温速度均为2～4℃/min。
优选地，步骤2)中，真空常温干燥的真空度为(-0.8×105Pa-)，干燥的时间20-30min。
本发明还公开了采用上述制备方法制得的复合型黄腐酸抗菌海绵基质，密度为0.021-0.032g/cm3，孔洞均匀，最大自来水吸水倍数为362g/g，常温下10d后的最大保水倍数为189g/g。
本发明还公开了上述复合型黄腐酸抗菌海绵基质作为无土栽培基质的应用。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明的复合型黄腐酸抗菌海绵基质的制备方法，将黄腐酸、丙烯酸、抗菌性天然大分子在引发剂、交联剂条件下聚合得到黄腐酸保水剂，将聚四氢呋喃与异氰酸酯、N甲基吡咯烷酮、催化剂、交联剂等聚合形成聚氨酯乳液，再与黄腐酸保水剂复合得到复合型黄腐酸抗菌海绵基质。聚氨酯在发泡阶段会形成较大的网络孔道，可以将粉碎至一定目数的黄腐酸型保水剂颗粒束缚在网格中，进行两者的有效复合，达到具有多种功能化的海绵基质，用于多界面植物种植领域。黄腐酸是腐植酸中生物活性最高的部分，基本结构单元由苯环(也有少数脂环、萘环和杂环)骨架和多种官能团构成，包含有羧基(-COOH)、羟基(-OH)、醌(羰)基(>C＝O)、甲氧基(-CH3O)、氨基(-NH2)、烯醇基(-CH＝CH-OH)等关键作用位点。同时，黄腐酸的化学活性(吸附、离子交换、配位等)，使N、P、K和微量元素吸收量和利用率提高，正是黄腐酸的生物活性，促使作物生长、提高抗逆性、改善品质，同时安全无污染、抗菌防腐的特性也为提供了食品安全保障。将其与其它分子聚合得到的保水剂与聚氨酯多孔海绵结合，能够同时满足植物生长的多种需要，达到更好的使用效果。该方法操作简便、原料易得、对设备要求低、成本低。
进一步地，引发剂为过硫酸钾或过硫酸铵，两种引发剂在低温下半衰期基本相同，但当温度高于60℃时，过硫酸钾的半衰期低于过硫酸铵，即过硫酸钾的引发速度高于过硫酸铵，如果想加快聚合反应，用过硫酸钾，如果想提高聚合支化程度，则选择过硫酸铵，也可以两者复配，达到平衡；交联剂为KH550或甘油，交联剂能够使聚合的小分子链支化成网络结构，KH550作为交联剂能够提高复合材料的机械强度和抗老化性能等，甘油作为具有较好活性的三羟基物质，交联支化度更高，形成网络结构的效率越高；催化剂为二月桂酸二丁基锡，它是一种及其重要的聚氨酯催化剂。具有良好的热稳定剂，在加热聚合过程中不容易失去催化活性，同时能让产品表面平整光滑；交联剂为三羟甲基丙烷，具有提高树脂的坚固性、耐腐蚀性、耐热解，抗氧化、稳定性等，同时它与三羟基物质具有同等良好的反应性。扩链剂为N-甲基二乙醇胺，它是一种阳离子型乳液扩链剂，相对分子质量比较小，反应比较活泼，能有效调节反应的速率并使反应体系迅速地进行交联。
进一步地，抗菌性天然大分子溶液采用壳聚糖、聚赖氨酸、花生壳提取物浓缩液和椰壳提取物浓缩液中的一种或几种，它们不仅具有良好的抗菌成分，而且原料易得，生态环保易降解。
进一步地，滴加引发剂和交联剂前，先以1:10的质量比将引发剂和交联剂溶于水，为了有效反应，需要缓慢滴加引发剂进行自由基引发，进而聚合交联，这两者作为固体需溶于水进行溶液聚合的引发，但是水含量过多会影响原料之间的聚合效率，因此按照其溶解度将水降至最低加入。滴加速度为1-2滴/s，主要是为了降低引发速率，避免因局部过热引起的自动加速效应，导致爆聚凝胶。
进一步地，控制异氰酸酯的滴加速度为1-2滴/s，能够防止聚氨酯因猛烈反应导致的团聚引起实验失败。
进一步地，控制步骤1)中的搅拌速度，目的在于搅拌速度对分子量是有影响的，合适且稳定的搅拌速度能够让自由基聚合物短链在转动过程中有效扩链增长，分子量分布较窄，速度过快容易导致分子量分布较宽或者容易导致实验失败；控制步骤2)中的搅拌速度，目的在于控制反应平稳进行，搅拌速度过快，容易使反应液起沫，瓶壁易结膜，导致整个预聚体分子链运动速度不一致，发生爆聚凝胶，实验失败，搅拌过慢不利于聚合，成本增加。
进一步地，程序升温的速率为2～4℃/min，让催化剂达到催化温度，缓慢引发反应，防止内部过热引起的黄变。
进一步地，在该真空度下常温干燥，在烘箱发泡阶段聚氨酯海绵具有部分闭孔，内部气体未冲破成开孔，因此需要在负压下利用压强差将闭孔冲开，使得孔洞更疏松均匀。
采用上述方法制得的复合型黄腐酸抗菌海绵基质，由于基体是聚氨酯发泡材料，很少的乳液达到的发泡体积很大，因此具有质量轻的优势，并且经过折叠挤压，形变可恢复，便于运输及储藏。在发泡过程中，将黄腐酸型聚合树脂加入到聚氨酯乳液，一定量的水与聚氨酯中未反应的-NCO发生反应产生二氧化碳气体，导致体积迅速膨胀，二氧化碳气体可以将泡孔冲开排出去，得到连通的均质孔道，进而将黄腐酸型保水剂颗粒均匀分散到聚氨酯海绵孔中，能够赋予海绵体良好的吸水保水性、黄腐酸对植物生物刺激效应、抗菌性等功能，通过孔洞中聚氨酯的亲水基和保水剂的亲水基进行锁水。同时黄腐酸还具有良好的吸附络合作用，将水中的有害金属离子或污染物络合固定，减少对植物根系的损害。
将上述复合型黄腐酸抗菌海绵基质作为无土栽培基质时，具有环保、抗霉变、无害、可回收、轻质、保水、吸附等特点，适宜于多种空间界面的植物生长，可对雨水进行储存和净化，对植物无伤害，不产生污染成分、粉尘等，是一种高效环保，多功能的环境友好产品。本发明具有能被植物根、茎、叶吸收，促进生根、营养元素吸收，提高呼吸作用、叶绿素含量，促进光合作用。减少叶片气孔开张度，降低作物蒸腾，调节某些酶的活性，如促进过氧化氢酶，抑制吲哚乙酸氧化酶等生理功效。保水性黄腐酸复合抗菌海绵基质所含的成分具是环境友好材料，无毒，其多孔结构及丙烯酸、聚氨酯等大量亲水性基团赋予其良好的储水能力，可以有效地将雨水储存在内并予以净化。并且抗菌大分子的加入防止海绵长期接触水的霉变、烂根等，能够在海绵城市建设中作为无土栽培基质进行广泛的应用。
附图说明
图1为黄腐酸与聚氨酯乳液分子反应机理图；
图2为本发明制得的复合型黄腐酸抗菌海绵基质的SEM图；
图3为本发明制得的复合型黄腐酸抗菌海绵基质的实物图。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。所有用量按质量份数计。
实施例1
称取10％的黄腐酸溶液3份，中和度为50％的丙烯酸6份，抗菌性天然大分子壳聚糖溶液2份，加入到50℃水浴温度的三口烧瓶中，搅拌充分溶解，继续以300r/min的转速搅拌并以2℃/min的速度升温至70℃，同时以1滴/s的速度滴加7份事先溶解好的含0.5份过硫酸钾和0.2份KH550的水溶液，反应2h后烘干粉碎成粒径小于1mm的黄腐酸保水剂颗粒。另称取5份聚四氢呋喃和15份N-甲基吡咯烷酮混合后加入0.3份二月桂酸二丁基锡，0.5份三羟甲基丙烷、0.5份N-甲基二乙醇胺加入到干燥三口烧瓶中，在65℃水浴下加热搅拌10分钟使其充分溶解，开动搅拌装置以200r/min的转速搅拌并以2℃/min的速度升温至75℃，缓慢滴加4份异氟尔酮二异氰酸酯，反应1.5h小时后，加入3份水和6份黄腐酸保水剂颗粒，以300r/min的转速快速搅拌均匀至小气泡冒出，并移至80℃烘箱下进行发泡25min，后移至真空度为-0.8×105Pa的干燥箱中，常温干燥20min，得到复合型黄腐酸抗菌海绵基质。
实施例2
称取12％的黄腐酸溶液4份，中和度为50％的丙烯酸7份，抗菌性天然大分子为壳聚糖2份，加入到水浴温度为50℃的三口烧瓶，继续以300r/min的转速搅拌并以2℃/min的速度升温至70℃，同时以1滴/s的速度滴加8份事先溶解好的含0.6份过硫酸钾和0.2份KH550的水溶液，反应1.5h后烘干粉碎成粒径小于1mm的的颗粒的黄腐酸保水剂颗粒。另称取6份聚四氢呋喃、15份N-甲基吡咯烷酮、0.3份二月桂酸二丁基锡，0.5份三羟甲基丙烷、0.6份扩链剂加入到干燥三口烧瓶中，在65℃水浴下加热搅拌10分钟使其充分溶解，开动搅拌装置以200r/min的转速搅拌并以2℃/min的速度并升温至75℃，缓慢滴加4份异氟尔酮二异氰酸酯，反应1.5h小时后，加入3份水和7份黄腐酸保水剂颗粒，以300r/min的转速快速搅拌均匀至小气泡冒出，并移至80℃烘箱下进行发泡30min，后移至真空度为-0.8×105Pa的干燥箱中，常温干燥25min,得到保水型黄腐酸复合抗菌海绵基质，记为产品2。
实施例3
称取15％的黄腐酸溶液6份，中和度为40％的丙烯酸10份，4份质量比为2:1:1的壳聚糖、花生壳提取物、椰壳提取物浓缩液抗菌性天然大分子，加入到55℃水浴温度的三口烧瓶中，搅拌充分溶解，继续以400r/min的转速搅拌并以2℃/min的速度升温至75℃，同时以1滴/s的速度滴加8份事先溶解好的含0.5份过硫酸钾和0.3份KH550的水溶液，反应1.5h后烘干粉碎成粒径小于1mm的黄腐酸保水剂颗粒。另称取6份聚四氢呋喃和18份N-甲基吡咯烷酮混合后加入0.5份二月桂酸二丁基锡，0.6份三羟甲基丙烷、0.8份N-甲基二乙醇胺加入到干燥三口烧瓶中，在65℃水浴下加热搅拌10分钟使其充分溶解，开动搅拌装置以200r/min的转速搅拌并以3℃/min的速度升温至75℃，缓慢滴加6份异氟尔酮二异氰酸酯，反应2h小时后，加入3份水和9份黄腐酸保水剂颗粒，以400r/min的转速快速搅拌均匀至小气泡冒出，并移至85℃烘箱下进行发泡30min，后移至真空度为-0.8×105Pa的干燥箱中，常温干燥20min，得到复合型黄腐酸抗菌海绵基质。
实施例4
称取18％的黄腐酸溶液5份，中和度为45％的丙烯酸8份，抗菌性大分子聚赖氨酸溶液3份，加入到50℃水浴温度的三口烧瓶中，搅拌充分溶解，继续以400r/min的转速搅拌并以3℃/min的速度升温至75℃，同时以2滴/s的速度滴加8份事先溶解好的含0.5份过硫酸铵和0.3份KH550的水溶液，反应2h后烘干粉碎成粒径小于1mm的黄腐酸保水剂颗粒。另称取6份聚四氢呋喃和18份N-甲基吡咯烷酮混合后加入0.5份二月桂酸二丁基锡，0.6份三羟甲基丙烷、0.8份N-甲基二乙醇胺加入到干燥三口烧瓶中，在65℃水浴下加热搅拌10分钟使其充分溶解，开动搅拌装置以300r/min的转速搅拌并以2℃/min的速度升温至75℃，缓慢滴加6份二苯基甲烷二异氰酸酯，反应2h小时后，加入3份水和9份黄腐酸保水剂颗粒，以400r/min的转速快速搅拌均匀至小气泡冒出，并移至80℃烘箱下进行发泡30min，后移至真空度为-0.9×105Pa的干燥箱中，常温干燥20min，得到复合型黄腐酸抗菌海绵基质。
实施例5
称取18％的黄腐酸溶液6份，中和度为50％的丙烯酸9份，3份质量比为2:1的壳聚糖溶液和花生壳提取物浓缩液，加入到55℃水浴温度的三口烧瓶中，搅拌充分溶解，继续以400r/min的转速搅拌并以4℃/min的速度升温至80℃，同时以1滴/s的速度滴加9份事先溶解好的含0.6份过硫酸钾和0.3份甘油的水溶液，反应2h后烘干粉碎成粒径小于1mm的黄腐酸保水剂颗粒。另称取7份聚四氢呋喃和20份N-甲基吡咯烷酮混合后加入0.3份二月桂酸二丁基锡，0.5份三羟甲基丙烷、0.6份N-甲基二乙醇胺加入到干燥三口烧瓶中，在65℃水浴下加热搅拌10分钟使其充分溶解，开动搅拌装置以200r/min的转速搅拌并以3℃/min的速度升温至75℃，缓慢滴加6份异氟尔酮二异氰酸酯，反应1.5h小时后，加入3份水和6份黄腐酸保水剂颗粒，以400r/min的转速快速搅拌均匀至小气泡冒出，并移至90℃烘箱下进行发泡30min，后移至真空度为-0.8×105Pa的干燥箱中，常温干燥20min，得到复合型黄腐酸抗菌海绵基质。
实施例6
称取20％的黄腐酸溶液5份，中和度为45％的丙烯酸9份，抗菌性天然大分子壳聚糖溶液4份，加入到水浴温度为60℃的三口烧瓶中，搅拌充分溶解，继续以500r/min的转速搅拌并以3℃/min的速度升温至70℃，同时以2滴/s的速度滴加12份事先溶解好的含1份过硫酸钾和0.2份KH550的水溶液，反应2h后烘干粉碎成粒径小于1mm的黄腐酸保水剂颗粒。另称取8份聚四氢呋喃和25份N-甲基吡咯烷酮混合后加入0.4份二月桂酸二丁基锡，0.8份三羟甲基丙烷、1份N-甲基二乙醇胺加入到干燥三口烧瓶中，在65℃水浴下加热搅拌10分钟使其充分溶解，开动搅拌装置以300r/min的转速搅拌并以3℃/min的速度升温至80℃，缓慢滴加6份异氟尔酮二异氰酸酯，反应2h小时后，加入4份水和8份黄腐酸保水剂颗粒，以500r/min的转速快速搅拌均匀至小气泡冒出，并移至85℃烘箱下进行发泡30min，后移至真空度为-0.9×105Pa的干燥箱中，常温干燥25min，得到复合型黄腐酸抗菌海绵基质。
实施例7
称取20％的黄腐酸溶液5份，中和度为45％的丙烯酸9份，抗菌性天然大分子壳聚糖溶液4份，加入到水浴温度为50℃的三口烧瓶中，搅拌充分溶解，继续以500r/min的转速搅拌并以4℃/min的速度升温至75℃，同时以2滴/s的速度滴加10份事先溶解好的含0.6份过硫酸钾和0.4份甘油的水溶液，反应2h后烘干粉碎成粒径小于1mm的黄腐酸保水剂颗粒。另称取8份聚四氢呋喃和25份N-甲基吡咯烷酮混合后加入0.4份二月桂酸二丁基锡，0.8份三羟甲基丙烷、1份N-甲基二乙醇胺加入到干燥三口烧瓶中，在65℃水浴下加热搅拌10分钟使其充分溶解，开动搅拌装置以300r/min的转速搅拌并以4℃/min的速度升温至75℃，缓慢滴加6份二苯基甲烷二异氰酸酯，反应2h小时后，加入4份水和8份黄腐酸保水剂颗粒，以500r/min的转速快速搅拌均匀至小气泡冒出，并移至85℃烘箱下进行发泡30min，后移至真空度为-1×105Pa的干燥箱中，常温干燥25min，得到复合型黄腐酸抗菌海绵基质。
实施例8
称取20％的黄腐酸溶液6份，中和度为40％的丙烯酸10份，抗菌性天然大分子壳聚糖溶液4份，加入到水浴温度为50℃的三口烧瓶中，搅拌充分溶解，继续以400r/min的转速搅拌并以3℃/min的速度升温至70℃，同时以2滴/s的速度滴加10份事先溶解好的含0.6份过硫酸铵和0.4份KH550的水溶液，反应2h后烘干粉碎成粒径小于1mm的黄腐酸保水剂颗粒。另称取10份聚四氢呋喃和30份N-甲基吡咯烷酮混合后加入0.5份二月桂酸二丁基锡，1份三羟甲基丙烷、1份N-甲基二乙醇胺加入到干燥三口烧瓶中，在65℃水浴下加热搅拌10分钟使其充分溶解，开动搅拌装置以300r/min的转速搅拌并以3℃/min的速度升温至80℃，缓慢滴加8份异氟尔酮二异氰酸酯，反应2h小时后，加入5份水和10份黄腐酸保水剂颗粒，以400r/min的转速快速搅拌均匀至小气泡冒出，并移至90℃烘箱下进行发泡30min，后移至真空度为-0.8×105Pa的干燥箱中，常温干燥30min，得到复合型黄腐酸抗菌海绵基质。
图1为黄腐酸酸与聚氨酯乳液分子反应机理图，黄腐酸与丙烯酸以及抗菌大分子在引发剂的作用下形成三维网络结构的吸水保水树脂，将其烘干粉碎成粒径小于1mm的黄腐植酸型保水剂颗粒。聚氨酯乳液由于聚合交联扩链等反应，形成了树脂状大分子，在发泡过程中由于产生二氧化碳气体，迅速膨胀固化，在此阶段将黄腐酸型保水剂加入聚氨酯乳液，形成了聚氨酯包覆黄腐酸型保水颗粒的复合海绵基质。
图2为本发明制得的复合型黄腐酸抗菌海绵基质的SEM图，聚氨酯海绵体外观大孔肉眼可见，SEM图中的微观小孔是大孔内壁的孔洞，说明是一种大孔套小孔的结构，聚氨酯海绵部分表面平整，表面附着了黄腐酸型保水剂颗粒，海绵骨架的多孔洞是水分子进入通道，随水分子的增多，黄腐酸保水剂可以开始吸水胀大，同时也能更长时间的保水，达到持久供水的功能。
图3为本发明制得的复合型黄腐酸抗菌海绵基质的实物图，实物图能看出，黄腐酸型保水剂均匀分散与聚氨酯海绵孔道内，应用于植物种植后，在吸水保水的同时，还能够刺激作物根系生长和络合固定水质中有害物质。
为了进一步说明本发明的效果，对上述实施例1～8得到的复合型黄腐酸抗菌海绵基质进行吸水、保水、密度、孔洞均匀性对比研究，以及植物在相同大小海绵基质中的出苗及生长状况进行对比：
黄腐酸海绵基质材料吸水保水性能的测试：分别剪取孔洞均匀，体积相近，质量相同的2g上述实施例1～8制得的海绵基质，放入8个1000mL的烧杯中，加入1000g的自来水并让其吸水饱和，拿出放置滤完多余水分后，将海绵基质进行称重。吸水或保水倍数按公式：Q＝(m2/3-m1)/m1计算，Q为吸水或保水倍数，m1为产品吸水前重量，m2为吸水后重量，m3为常温干燥10d后的称重。测试结果见表1。
表1
Figure BDA0002342379440000111
注：*表示均匀；**表示非常均匀。
从表1可以看出实施例5制得的黄腐酸型保水抗菌海绵基质具有最大的吸水和保水性，且孔洞均匀，密度较小，最大吸自来水倍率为362g/g，具有较好的保水效果，10天后保水率为52.3％。
植物生长种植试验结果如下：
黄腐酸保水抗菌海绵基质材料的植物生长测试：分别取孔洞均匀，质量相同的8块实施例1～8制得的海绵基质和一小盆普通土壤作为对比例进行奶油生菜的种植。海绵基质经过1h吸水处理，花盆浇水，每块海绵基质在等分的四个小块正中间进行十字开孔法进行开口，在1.5cm深处放两粒奶油生菜种子，7天观察出苗率，后每隔14天进行叶片宽度、长度、高度的测量与记录，观测2个周期(出苗后28天，相同浇水量)进行各实施例的对比分析。
表2出苗后14天生菜外观状态
Figure BDA0002342379440000121
表3出苗后28天生菜外观状态
Figure BDA0002342379440000122
Figure BDA0002342379440000131
根据植物出苗率叶片外观、高度、健康指数(绿色叶片越多，越健康)更佳可知，实施例5较其他实施例效果更佳，种植生菜效果基本达到普通土壤对比例的种植效果，进一步优化可作为替代土壤的海绵基质。

Claims (10)

1.一种复合型黄腐酸抗菌海绵基质的制备方法，其特征在于，以质量份数计，分为以下步骤：
1)将3-6份质量浓度为10％-20％的黄腐酸溶液、6-10份中和度为40％-60％的丙烯酸和2-4份的抗菌性天然大分子溶液混合后在50-60℃的水浴下搅拌充分溶解，继续搅拌并程序升温至70-80℃，升温过程中滴加引发剂和交联剂，反应1.5-2h后烘干粉碎，得到黄腐酸保水剂颗粒；
2)将5-10份聚四氢呋喃和15-30份N-甲基吡咯烷酮混合后加入催化剂、交联剂和扩链剂，在60-65℃水浴下搅拌充分溶解，继续搅拌并程序升温至70-80℃，升温过程中滴加4-8份异氰酸酯，反应1.5-2h后加入3-5份水和6-10份步骤1)制得的黄腐酸保水剂颗粒，搅拌均匀至小气泡冒出，然后在80-90℃下发泡25-35min后真空常温干燥，得到复合型黄腐酸抗菌海绵基质。
2.根据权利要求1所述的复合型黄腐酸抗菌海绵基质的制备方法，其特征在于，步骤1)中，引发剂为0.5-0.8份的过硫酸钾或过硫酸铵，交联剂为0.2-0.4份的KH550或甘油；步骤2)中，催化剂为0.3-0.5份的二月桂酸二丁基锡，交联剂为0.5-1份的三羟甲基丙烷，扩链剂为0.5-1份的N-甲基二乙醇胺。
3.根据权利要求1所述的复合型黄腐酸抗菌海绵基质的制备方法，其特征在于，步骤1)中，抗菌性天然大分子溶液为壳聚糖、聚赖氨酸、花生壳提取物浓缩液和椰壳提取物浓缩液中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的复合型黄腐酸抗菌海绵基质的制备方法，其特征在于，步骤1)中，滴加引发剂和交联剂前，先以1:10的质量比将引发剂和交联剂溶于水，滴加速度为1-2滴/s。
5.根据权利要求1所述的复合型黄腐酸抗菌海绵基质的制备方法，其特征在于，步骤2)中，异氰酸酯为异氟尔酮二异氰酸酯或/和二苯基甲烷二异氰酸酯，异氰酸酯的滴加速度为1-2滴/s。
6.根据权利要求1所述的复合型黄腐酸抗菌海绵基质的制备方法，其特征在于，步骤1)中，搅拌的速度为300-500r/min；步骤2)中，第一次搅拌的速度为200-300r/min，第二次搅拌的速度为300-500r/min。
7.根据权利要求1所述的复合型黄腐酸抗菌海绵基质的制备方法，其特征在于，步骤1)和步骤2)中的程序升温速度均为2～4℃/min。
8.根据权利要求1所述的复合型黄腐酸抗菌海绵基质的制备方法，其特征在于，步骤2)中，真空常温干燥的真空度为(-0.8×105Pa-)，干燥的时间20-30min。
9.根据权利要求1～8任意一项所述制备方法制得的复合型黄腐酸抗菌海绵基质，其特征在于，密度为0.021-0.032g/cm3，孔洞均匀，最大自来水吸水倍数为362g/g，常温下10d后的最大保水倍数为189g/g。
10.根据权利要求9所述的复合型黄腐酸抗菌海绵基质作为无土栽培基质的应用。
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