丙烯酸-腐植酸复合高吸水树脂的紫外引发制备与性能研究

摘要

高吸水性树脂是一种高吸水高保水性功能性高分子材料，在农林园艺、卫生用品、建筑材料、废水处理和煤脱水等领域均有应用。聚丙烯酸盐类高吸水树脂具有吸水倍率高、吸水速度快等优点，一经问世就得到大力推广。但其大量依赖于石油制品导致其成本较高，生物降解性较差，这大幅度限制了其在各方面的应用。腐植酸是自然界中一种来源丰富的天然高分子，具有优良的降解性和可再生性，而且其对植物生长有诸多的促进作用，将其大量引入到树脂中可以起到降低成本，改善树脂结构等功能。紫外光引发聚合是一种生产工艺简单、固化速度快、能源利用率高、无三废污染、固化产物性能优异的一种聚合技术。本论文将紫外光引发聚合和在树脂网络中引入大量腐植酸这两方面作为切入点，进行了以下四个方面的工作：
　　1)以丙烯酸(AA)和腐植酸钠(SH)为原料，制备了聚丙烯酸/腐植酸钠(PAA/SH)复合高吸水树脂。当所用SH占AA的质量分数分别为10%，20%，30%和40%时，以过硫酸铵(APS)为热引发剂，2,2-二甲氧基-苯基甲酮(BDK)为光引发剂， N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂，合成了一系列的不同腐植酸钠含量的复合高吸水树脂。在各自最佳合成条件下，吸去离子水率分别为1844 g/g，1425 g/g，1053 g/g和827 g/g。采用红外光谱(IR)、扫描电镜(SEM)及热重分析(TG)对树脂进行表征。树脂具有较好的吸水可逆性、土壤保水性和降解性，还制备了一种高吸水树脂/海藻酸钙/尿素复合材料，其在土壤中能有效的延缓尿素的释放。
　　2)将腐植酸钠换成腐植酸。当所用腐植酸占AA的质量分数分别为50%，60%，70%和80%时，以APS和BDK为协同引发剂，以MBA为交联剂，以十二烷基硫酸钠(SDS)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)复配做分散剂，合成了一系列腐植酸基复合吸水树脂。在各自最佳合成条件下，吸去离子水率分别为783 g/g，523 g/g，467 g/g和423 g/g。
　　3)为了增大腐植酸的水溶性及耐盐性，将腐植酸进行了磺甲基化改性(SHA)，通过正交试验和电导率测定方法确定了腐植酸的最佳磺甲基化条件。以占AA质量分数为60%的磺甲基化腐植酸为原料，以APS和BDK为协同引发剂，以MBA为交联剂，制备了PAA/SHA-60，并在此最佳合成条件下合成了SHA含量为50%、70%和80%的树脂。所得的腐植酸复合高吸水树脂相对于上一章产品来说，吸水率有所下降，但耐盐性稍有提高。
　　4)将不同用量高吸水树脂应用于室内草坪草四季青的种植实验中，分析树脂的施加对四季青发芽快慢、发芽率、株高等的影响。结果表明在四季青出苗和生长过程中施用PAA/SH-20，可以有效地提高植株水分利用率，促进植物的发芽率和生长过程。

目录

第一章 文献综述

1.1 引言

1.2 高吸水树脂综述

1.3 腐植酸简介

1.4 光聚合技术简介

1.5 课题研究意义、目的及研究内容

1.6 本论文的创新点

第二章 腐植酸钠与丙烯酸共聚高吸水树脂的紫外光引发制备及其性能

2.1 引言

2.2 实验部分

2.3 结果及讨论

2.4 本章小结

第三章 腐植酸与丙烯酸共聚高吸水树脂的紫外光引发制备及其性能

3.1引言

3.2 实验部分

3.3 结果及讨论

3.4 本章小结

第四章 磺甲基化腐植酸与丙烯酸共聚复合树脂的紫外光引发制备及其性能

4.1引言

4.2 实验部分

4.3 结果与讨论

4.4 本章小结

第五章 高吸水树脂对草坪草生长的影响

5.1 引言

5.2 室内种植实验

5.3不同树脂施加量对草坪草发芽率和株高的影响

5.4 结论

第六章 结论与展望

参考文献

在读期间论文发表与整理情况

致谢

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