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吸水保水树脂是一种三维网络结构聚合物,由于亲水基团的存在,具有良好的吸水和保水能力,在相对较短的时间内能够吸收自身重量数十至数千倍的液体,在受压情况下仍可具有良好的保水性能,可广泛应用于农林园艺、医药卫生、石油化工等领域。然而,目前主流使用的合成系吸水保水树脂,是以有限的石油资源为原料,生产成本相对较高,且不易生物降解,其大量使用必将造成环境污染等隐患。天然纤维素具有来源丰富,可循环再生,易生物降解等优点。为响应我国发展循环经济政策,充分合理利用自然资源,采用麻纺工业废弃的亚麻纱线为骨架原料,合成纤维素基吸水保水树脂因此具有重要的科学意义和环保价值。本文拟以亚麻纤维素接枝合成的吸水保水树脂为研究对象,系统探求其制备方法及结构性能。论文从均相和非均相两个方面针对纤维素基吸水保水树脂的合成工艺进行研究,重点考察其均相聚合体系,并对优化工艺条件下的合成产物进行了性能表征。具体研究内容如下:1.亚麻纤维素非均相接枝丙烯酸吸水保水树脂的制备研究通过化学脱胶的方法从废弃的亚麻纱线中获取高纯度的纤维素,采用水溶液接枝聚合制备纤维素基吸水保水树脂。采用单因素实验分析了工艺条件对吸水保水树脂吸水性能的影响,得出了合成温度,单体、引发剂、交联剂用量对产物的吸水率、接枝率和接枝效率的影响规律。实验体系下得出的最佳制备工艺条件为:反应温度70℃,单体、引发剂和交联剂用量5、0.1、0.04g/g纤维素,合成时间3h;在此条件下,得到的产物吸去离子水658g/g,吸自来水382g/g,吸0.9wt%盐水65g/g;纤维素接枝率和单体接枝效率分别为129.7%和32.4%。同时测定了其在不同温度下的保水性能:室温(25℃)条件下自然风干12d,失水率25.7%,保水率74.3%;鼓风干燥箱内30℃放置10h,保水率81.2%,60℃放置10h,保水率26.4%。以上数据充分说明实验合成的吸水保水树脂具有良好的保水性能。2.亚麻纤维素均相接枝丙烯酸-丙烯酰胺吸水保水树脂的制备研究在工作1的基础上,将亚麻纤维素溶于NaOH/Urea混合溶液,并与丙烯酸和丙烯酰胺两种单体进行接枝共聚,采用正交实验和单因素法综合分析了合成因素对吸水保水树脂性能的影响,并对最佳制备条件下的合成产物在土壤中的吸水、保水、尿素吸附和释放及可生物降解性等各项性能进行了表征。结果表明:其最佳制备工艺条件为:反应温度70℃,单体量、引发剂和交联剂用量4、0.1和0.03g/g纤维素,合成时间3h;在此条件下,得到的产物吸去离子水875g/g,吸雨水490g/g,吸0.9wt%盐水90g/g。产物具有吸附尿素的功能,可在相对长的时间内实现尿素缓释。其可生物降解性优于合成系树脂,90天可降解47.4%。。因此,该吸水保水树脂有望作为农林保水保肥剂进行产业化推广。同时使用红外光谱、热重仪和扫描电镜分析了1、2两类产物的形态结构,认为该纤维素基吸水保水树脂的热稳定性良好,共聚物的组成对产物的分解温度和表面形态影响较大。本研究利用麻纺工业废弃物成功制备了可生物降解的吸水保水树脂,实现了工业废弃资源的循环利用,符合国家发展循环经济政策,同时制备产品具有切实的应用潜力和明确的市场前景,有望实现其相关领域内的产业化推广。