[00133171]环境友好型高吸水树脂的研究

任务来源：本项目是2007年度唐山市科学技术研究与发展计划项目，课题编号04364001-14应用领域和技术原理：高吸水树脂又称高吸水剂、（土壤）保水剂、保湿剂，是一种具有高吸水保水能力的轻度交联的功能高分子材料，在工业、农林园艺、食品、建筑、日用化工及人工智能水凝胶等领域获得了广泛的应用。本研究采用褐煤腐植酸钠和丙烯酸为主要原料，运用微波共聚合和超声波预混合技术研制了环境友好型高吸水树脂，研究聚合预混合方式、原料配比、丙烯酸中和工艺和中和度、微波辐射强度和时间、引发剂和交联剂用量，以及树脂粒径、环境温度对树脂吸水率、吸水速率和保水性能的影响规律。性能指标：制备的树脂吸去离子水率可达486g/g，吸盐水率达82g/g，保水率为98.1%，0.5h吸水率达到饱和吸水率的78%以上，3h后吸水达到饱和。超过项目任务合同书的性能指标（吸去离子水率达400g/g，吸盐水率达60g/g） 。与国内同类技术比较：研制的吸水树脂中含有50～55%的腐植酸，成本较国内同类产品下降25～30%，吸盐水率比同类技术高12～15%。天津市科学技术信息所查新结果表明，在检索范围内，未见与该查新项目综合技术特点相同的应用微波共聚合和超声波预混技术研制高吸水树脂的文献报道。成果创新点：在国内首次运用微波共聚合和超声波预混合技术，成功研制出以腐植酸钠为原料的环境友好型高吸水树脂，发现微波聚合条件下，腐植酸钠-丙烯酸钠交联共聚物比纯交联聚丙烯酸钠均聚物的吸水率高，尤其吸盐水效果明显，揭示了腐植酸钠－丙烯酸钠共聚物接枝聚合的机理。作用意义：水是维持生态系统功能和支撑社会经济发展不可替代的资源，但近年来因环境污染造成的水资源灾难严重以及许多地区由于持续干旱造成地下水严重超采浪费，使水资源供需矛盾也日益突出。本成果可在农业、林业、水利等领域发挥抗旱保苗、增产增收、改良土壤、防风固沙、水土保持、沙漠化治理等多种功能作用，为水资源的合理高效利用提供有效途径。另外本成果以褐煤腐植酸钠为原料，为煤炭综合利用、腐殖酸产业深入发展提供理论和技术支撑，具有显著的经济效益、环境效益和社会效益。推广应用前景与措施：推广应用范围：经过唐山市丰南区稻地镇和小集镇的蔬菜移栽试验，施用SHAA1型高吸水性树脂可使作物有水供应，显著提高发芽率、出苗率，移栽成活率高达100%，并可缩短缓苗期，增强抗逆性，同时消除久旱后暴雨或浇灌水突然增多所造成的裂果损失，预计可实现粮棉果蔬增产20～45%，显著提高种植收入。本成果还可以作为油田处理剂（如钻井处理剂）、有毒或（贵）重金属离子吸附剂、污泥固化剂，以及推广到止水、隔水、堵水制剂和建筑物的防火灭火材料、城市园林建设，抑尘等领域中。我国煤炭储量丰富，煤炭腐植酸含高，特别是褐煤中腐植酸含量更高，与丙烯酸复制备高吸水性树脂，能蓄水保肥，减少氮、磷养分挥发流失，在促进植物生长方面和节约水资源方面有显著的作用；同时由于腐植酸微天然有机资源，价格低廉，来源广泛，应用前景广阔。