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高吸水性树脂具有高吸水性能和高保水性能,在国民经济的各个领域得到广泛应用。目前高吸水性树脂主要以石油提炼的下游产品及少量纤维素材料、淀粉等为原料,石油提炼的下游产品受化石资源的短缺限制,且以其为主要原料合成的吸水树脂分解性差,长期使用会引发严重的环境问题；而纤维素、淀粉等材料的价格虽然低,但开发应用于生产的较少。因此,为降低高吸水性树脂对化石原料的依赖,开发引入其它非化石原料的高吸水性树脂生产工艺势在必行。水葫芦繁衍速度快,常对生态造成破坏,但它富含纤维素,通过化学改性可以作为生产高吸水性树脂的原料,这样既可降低高吸水性树脂的生产成本,降低其对化石原料的依赖,又可缓解水葫芦的生态危害,而且高吸水性树脂引入纤维素材料后,又可提高吸水树脂的生物分解性能,具有现实意义。基于此,本文研究设计了以水葫芦纤维素为原料,经过醚化反应制得水葫芦羧甲基纤维素,在羧甲基纤维素分子结构中引入-COOH,-NH3,-SO3H亲水基团,制备并表征了水葫芦纤维素基高吸水性树脂,具体工作如下：首先以水葫芦纤维素为原料,85%乙醇为溶剂,氢氧化钠作碱化剂,氯乙酸为醚化剂,在超声微波条件下制备化学活性较强的羧甲基纤维素(CMC),使用傅里叶红外光谱FT-IR对CMC的化学结构进行表征,SEM扫描电镜对CMC的表面形貌进行表征。分别对合成条件、反应机理和反应的影响因素进行了分析,对反应的工艺条件进行考查,结果表明：在超声微波频率40kHZ的条件下,使用两次氢氧化钠加碱法,两次碱量之比为3：1,第一次常温下碱化1h,氯乙酸含量(与纤维素的物质的量之比)为1：1,70℃下醚化反应1h后,二次加碱反应1h,CMC的取代度可达1.28。采用反相悬浮法,环已烷和span-60为油相,使用过硫酸钾(KPS)作引发剂,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(NMBR)作偶联剂,以制备的CMC为骨架,在CMC的分子结构上引入丙烯酸(AA),丙烯酸(AA)/丙烯酰胺(AM),丙烯酸(AA)/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS),丙烯酸(AA)/丙烯酰胺(AM)/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)四种组合单体,合成水葫芦基农用吸水树脂。使用傅里叶红外光谱FT-IR,X-衍射线XRD,元素分析法,电子扫描SEM对所制备的水葫芦基农用高吸水性树脂进行表征。对反应的工艺条件进行考查,发现：反应温度为70℃,充氮排氧条件下,油水之比为3：1,丙烯酸中和度为80%,KPS占单体之和的2%,NMBR占单体之和的0.2%,四种吸水树脂单体组合与CMC之比为：CMC:AA=1:8,CMC:AA:AM=1:4:4,CMC:AA:AMPS=1:6:3,CMC:AA:AM:AMPS =1:6:1:2,所得吸水树脂对应的吸去离子水率分别是：950.3g/g,652.7g/g, 1206.7g/g,831.7g/g；吸盐水率分别是：80.2g/g,72.1g/g,105.5g/g 63.1g/g.对浓度为50ml.L-1的PO43-溶液和NO3-溶液的去除率分别是42.4%,27.2%,61.3%,29.4%；39.9%,19.5%,44.7%,26.8%。利用XRD测试了水葫芦基吸水树脂的结晶性能,结果显示共聚物是无定型结构,这种结构特征的共聚物有利于生物降解。差热分析法DSC分析表明水葫芦吸水树脂存在两处相转变,容易发生降解。对树脂使用黑霉菌和枯草杆菌对对共聚物的生物降解性能进行测试,结果表明：CMC-co-AA/AMPS吸水树脂表面菌落数比AA/AMPS的吸水树脂菌落数多,60d后,黑曲霉菌对水葫芦吸水树脂及未添加水葫芦吸水树脂的降解率分别是59.3%及52.2%,枯草杆菌对水葫芦吸水树脂及未添加水葫芦吸水树脂的降解率分别是48.5%和43.7%。并用FT-IR对降解前后的CMC-co-AA/AMPS和AA/AMPS树脂进行表征,比较发现水葫芦基吸水树脂性能良好,能为缓解水葫芦泛滥问题提供一种资源化利用的方法依据。