新型麥草秸稈基高吸水性樹脂的合成及其應用.pdf

1、高吸水性樹脂是一類新型的功能高分子材料。它能吸收相當于自身總量幾千倍的水分，并且具有良好的保水性能，即使在較大的壓力作用下也不容易釋水。由于其優(yōu)良的性能，它被廣泛的應用于各個領域。
　　 本文以小麥秸稈為原料，通過引發(fā)劑和交聯(lián)劑的作用，與丙烯酸、丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化銨發(fā)生接枝共聚反應，合成一種新型的麥草秸稈基高吸水性樹脂(WS-SAB)。通過單因素實驗和正交實驗系統(tǒng)地探討了各個合成因素對合成效果的影響，確定了最佳的合成工

2、藝。利用多種現(xiàn)代分析技術，如元素分析技術、紅外光譜技術和掃描電鏡技術對合成產(chǎn)品進行了表征。研究表明合成WS-SAB的最佳條件為:反應溫度為50℃，反應時間為5h，單體與小麥秸稈之間的質(zhì)量比為:m（小麥秸稈）∶m（丙烯酸）∶m（丙烯酰胺）∶m（二甲基二烯丙基氯化銨）=1∶4∶2∶1，引發(fā)劑和交聯(lián)劑的用量分別為單體總質(zhì)量的1％和0.2％，AA的中和度為85％。在此最佳合成條件下，WS-SAB具有最佳的吸水能力:在蒸餾水中是133.76g/g

3、，在0.9％的氯化鈉溶液中是33.83g/g。
　　 本文系統(tǒng)地探討了WS-SAB的吸水和釋水性能。研究了在不同pH值、溫度、顆粒粒徑等條件下，WS-SAB在水溶液中的吸水動力學和釋水動力學。研究表明外部條件如溫度、pH值對高吸水性樹脂的吸水和釋水性能有顯著的影響。溫度越高，WS-SAB的平衡吸水量越小，達到平衡所需的時間越短。當pH值為6時，有最大的吸水能力。鹽離子對其吸水能力的影響大小為:Na+＞K+＞Mg2+＞Ca2+和C

4、l-＞SO42-。WS-SAB樹脂的顆粒粒徑越小，達到吸水平衡的時間越短，吸水量越大。同時WS-SAB具有很好的重復吸水能力。
　　 為了考察WS-SAB對N、P元素的吸附性能，本文研究了在水溶液條件下，WS-SAB對銨根離子和磷酸根離子的吸附過程。通過動力學模型和吸附平衡模型的擬合對其吸附機理進行了簡單的探討。研究發(fā)現(xiàn)WS-SAB對銨根離子和磷酸根離子的吸附作用都能在4h內(nèi)達到平衡，當pH值在4-10范圍內(nèi)時，WS-SAB對銨

5、根離子和磷酸根離子的吸附效果保持在一個較高的水平，銨根離子和磷酸根離子在WS-SAB上的吸附過程都符合偽二級吸附動力學模型，F(xiàn)reundlich吸附模型能對NH4+離子在高吸水性樹脂上的吸附數(shù)據(jù)進行很好的擬合，而對于PO43-離子在高吸水性樹脂上的吸附，F(xiàn)reundlich模型能進行更好的擬合。
　　 通過模擬試驗，本文研究了WS-SAB對土壤理化性質(zhì)和土壤中氮、磷元素的影響。結(jié)果表明土壤的容重、pH值、電導率和水穩(wěn)性團聚體含量