高吸水樹脂的性能及農(nóng)業(yè)應(yīng)用展望

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1、—１６—江蘇農(nóng)業(yè)科學２０１４年第４２卷第４期徐磊，唐玉邦，虞利俊，等．高吸水樹脂的性能及農(nóng)業(yè)應(yīng)用展望［Ｊ］．江蘇農(nóng)業(yè)科學，２０１４，４２（４）：１６－１７．高吸水樹脂的性能及農(nóng)業(yè)應(yīng)用展望徐磊，唐玉邦，虞利俊，裴勤，王恒義（江蘇省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)設(shè)施與裝備研究所，江蘇南京２１００１４）摘要：高吸水性樹脂作為一種新型的功能高分子材料，具有大量化學親水基團，既可以吸收水分溶脹，又能保持水分，吸水能力可達自身重量的數(shù)百乃至數(shù)千倍，作為土壤保水劑不但能提高土壤保水性能，還能提高土壤的保肥能力，同時，它還能促進植物根系生長，提高出苗率和移栽成活率，

2、在農(nóng)林和園藝中被廣泛應(yīng)用。在介紹高吸水樹脂種類的基礎(chǔ)上，分析了各種吸水樹脂在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用情況，總結(jié)了國內(nèi)科研單位對高吸水樹脂的相關(guān)研究基礎(chǔ)，并對其農(nóng)業(yè)應(yīng)用進行了展望。關(guān)鍵詞：高吸水樹脂；保水；農(nóng)業(yè)應(yīng)用中圖分類號：ＴＱ３２０．７９文獻標志碼：Ａ文章編號：１００２－１３０２（２０１４）０４－００１６－０２高吸水性樹脂（ｓｕｐｅｒ－ａｂｓｏｒｂｅｎｔｐｏｌｙｍｅｒ，ＳＰＡ）又稱超強生物、聚乙烯基醚等，原料豐富易得，相關(guān)產(chǎn)品主要為改性聚吸水劑，是一種新型的功能高分子材料，吸水能力可達自身質(zhì)乙烯醇和聚丙烯酸鹽系列。量的數(shù)百乃至數(shù)千倍。與普通

3、吸水或吸濕材料（如脫脂棉、聚丙烯酸鹽類高吸水樹脂與淀粉等天然高分子接枝共聚海綿、瓊脂、硅膠、氯化鈣和活性炭等）相比，高吸水樹脂含有物相當，吸水率高，而且由于分子中沒有多糖結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品不易大量化學親水基團，具有吸收水分溶脹、保持水分不外流的優(yōu)腐敗，凝膠強度高，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，產(chǎn)品綜合性能好，具有生產(chǎn)效率異性能，吸水量大，吸水速度快、保水能力強，廣泛應(yīng)用于農(nóng)高、工藝簡單、生產(chǎn)成本低、吸水能力強、產(chǎn)品保質(zhì)期長等優(yōu)［１－５］業(yè)、林業(yè)、衛(wèi)生行業(yè)、工業(yè)堵漏材料等。近幾年來，關(guān)于高點，成為當前該領(lǐng)域的研究熱點。吸水樹脂在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用越來越受到重視，它在農(nóng)

4、林、園藝聚乙烯醇類高吸水性樹脂工藝相對復雜，成本較高，但由中作為土壤保水劑被廣泛使用，通過迅速吸收自身重數(shù)百倍于聚合物中存在親水性官能團—ＯＨ，因而除了具有一般吸水乃至千倍的水，然后從土壤中慢慢釋放出來，不僅能提高土壤性樹脂的性能外，還具有其他吸水樹脂所不具備的優(yōu)良性能，保水性能，還能提高土壤的保肥能力，既能促進植物根系的生如耐鹽性好、凝膠強度高。與其他吸水樹脂相比，聚乙烯醇類［６－９］長，又具有提高出苗率、移栽成活率等作用。美國２０世高吸水性樹脂具有的最大優(yōu)越性在于吸水后易向土壤、沙層紀７０年代開始在玉米、大豆上應(yīng)用高吸水樹脂，目前

5、已成為釋放，可保持土壤的濕潤，是解決全球性糧食問題和改造沙漠美國農(nóng)場主、林業(yè)主、苗圃商、庭園主及其“綠色”產(chǎn)業(yè)改善水問題的一種重要的可能途徑，在這方面國內(nèi)只有少數(shù)單位開分管理的重要工具；法國、英國、意大利、埃及常在干旱地區(qū)使展了相關(guān)工作。用保水劑改良土壤；日本２０世紀８０年代大量生產(chǎn)土壤保水目前，世界高吸水樹脂生產(chǎn)中聚丙烯酸鹽類占到８０％，劑，出口中東國家用于沙漠地區(qū)的種植業(yè)。我國對保水劑的該類吸水樹脂被廣泛應(yīng)用于食品、衛(wèi)生等行業(yè)，研究已相對成［１０－１３］研制與應(yīng)用較晚，目前已引起了各方面的重視。熟，但在農(nóng)業(yè)應(yīng)用方面少有成效，主要是

6、因為聚丙烯酸鹽類與土壤混合后，在短時間內(nèi)可以起到一定的保水作用，但隨著反1高吸水樹脂的分類復使用次數(shù)的增多，吸水與保水能力大幅度下降。聚乙烯醇高吸水性樹脂發(fā)展很快，種類日益增多，原料來源也相當類吸水樹脂在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用也遭遇同樣的難題。因此，合成豐富。高吸水性樹脂是一類具有親水基團和交聯(lián)結(jié)構(gòu)的大分聚合物系高吸水樹脂在工業(yè)、衛(wèi)生領(lǐng)域應(yīng)用已經(jīng)非常成熟，占子聚合物，最早由Ｆａｎｔａ等采用淀粉接枝聚丙烯腈再經(jīng)皂化據(jù)現(xiàn)有吸水樹脂的大部分市場，但在農(nóng)業(yè)上，由于其重復吸水制得，在分子結(jié)構(gòu)上帶有大量的化學親水基團，具有低交聯(lián)次數(shù)少而限制了其應(yīng)用。度，部

7、分結(jié)晶結(jié)構(gòu)不盡相同，形成了一些各自不同的特點。高１．２淀粉系高吸水樹脂吸水樹脂按原料劃分，可分為合成聚合物系、淀粉系、纖維素淀粉系高吸水性樹脂一般由天然淀粉改性處理得到。由系３大類。于天然淀粉原料來源豐富、價廉，因而受到人們的普遍關(guān)注，１．１合成高分子高吸水性樹脂這方面的研究開發(fā)也較多。為降低該類高吸水性樹脂的成合成高分子高吸水性樹脂的原料大多來源于石油化工，本，淀粉原料主要采用價位比較低的馬鈴薯淀粉、玉米淀粉如聚乙烯磺酸鹽、交聯(lián)丙烯酸鹽聚合物、聚不飽和羧酸及其衍等。淀粉改性一般進行接枝共聚改性或羧甲基化處理。在淀粉接枝共聚改性方面，

8、常與之接枝的有丙烯腈、丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯酸酯等單體，生產(chǎn)時一般需經(jīng)過糊化和堿水解等工收稿日期：２０１３－０８－０１基金項目：江蘇省農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新資金［編號：ＣＸ（１３）３０３１］。藝處理。淀粉系高吸水性樹脂按照淀粉