基于保水剂制备工艺开发及机理研究

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1、授予单位代码10459学号或申请号05321914级郑州大学硕士学位论文论作学专文题目保水剂制备工艺开发及机理研究者业科姓名:张景迅「]类:工学名称:化学工艺导师姓名、职称:汤建伟教授二零零八年四月Dissertationfo:MasterDegreeofEngineeringZhengzhouUniversityMakingTeehnologyDeveloPmentandMechanismResearchonSuPerAbsothentResin(APplyforMasterDegree)Major:ChemiealTeehnologyCandidate:ZhangJi

2、ngxun.SuPervisor:Professor毛mgJianweiSehootofChemiealEngineeringZheng劝ouUniversityP.R.ChinaAPril2008/摘要高吸水性树脂是一种交联度很低、不溶于水、高水膨胀性的高分子化合物，是近年来发展的一种新型节水技术。将其应用于土壤中，可以很好地把植物生长所需要的水分和养分吸收保存起来，干早季节通过缓释作用能有效地供给作物。保水剂不仅可以提高水资源利用率，也能大大提高肥料的利用率。针对我国农业干早缺水问题和高吸水性树脂的研究现状，本实验分别用微波和化学两种引发方式对淀粉接枝丙烯酸钠反应体系

3、进行了研究，并对其中的影响因素如淀粉质量、丙烯酸中和度、微波功率(反应温度)、反应时间、引发剂用量和离子树脂用量等设计了正交实验，进行了规律总结和工艺优化，并考察了产品的微观结构、失水性能、热稳定性和应用效果，主要研究结果如下:(1)与化学引发体系相比，微波引发体系各因素的影响情况要复杂的多，但是微波引发所需时间极短，且产品性能更优越。(2)最佳工艺条件:微波引发(淀粉质量1.009，丙烯酸中和度85%，微波功率150w，反应时间1505，引发剂用量0.9%，离子树脂用量1.009)北学引发(淀粉质量1.009，丙烯酸中和度65%，反应温度45℃，反应时间2h，引发剂用量

4、0.6%，离子树脂的质量0.209)。并对产品的重复使用性能进行测定，使用三次，吸水倍率和吸盐倍率仍能达到50%以上，重复使用效果较好。(3)在我国具有代表性的五个城市郑州、广州、兰州、哈尔滨和拉萨模拟大气中，微波引发产品失水趋势基本符合数学参数模型:F=360.55587一6.12361X+0.024752X2RZ=0.99828(X表示时间，Y表示质量);化学引发产品失水趋势基本符合数学参数模型:F=214.69617一4.83159X+0.02783X2RZ=0.9942(X表示时间，Y表示质量)。保水剂的失水率与时间的相关性在显著水平以上，其与时间呈一元二次方程关

5、系，且相关性良好。(4)通过对产品的红外谱图分析，得出了该反应过程是一个接枝自交联的过程，并证明了保水剂的结构基团仓一C=O。(5)通过对产品的差动热分析，确定了产品的使用环境温度不能超过90℃;在最佳工艺条件中，化学3和微波1的性质更稳定。(6)测定保水剂在离子型和非离子型肥料溶液中的重复吸收情况，并且与土壤和基质保水剂的重复吸收能力进行比较，所制得的产品吸收肥料溶液的能力略高，且重复性能优良。(7)把制得的产品应用于凤仙花和美洲雀稗的种植实验。加入产品与不加相比，成活天数明显增加，且生长状况有了大幅度提高。关键词:保水剂;工艺开发;机理研究;微波引发;化学引发知Abs

6、traetSuPerabsorbentresin15aPolymer，认七iehhasveryloweross一linking，doesn’tdissolvewaterandexPansessharplyafterabsothingwater.lt15anewwater-savingteelmologythatdeveloPsinrecentyears.Whenit15aPPliedtoagrieultUreinthe5011，iteanabsothandstorewaterandnutrientswellthatthePlantgrowthneed.Whenthewea

7、ther15drought，thewaterandnutrientswillreleasetobesuPPliedtothePlantseffeetively.SuPerabsorbeniresineannotoniyimProvetheutiliZationofwaterresources，buteanenhaneetheutilizationoffertilizersgreatly.Inviewofthequestionthattheagrieulture15watershortageinChinaandtheeu汁eni