基于小麦秸秆纤维素的互穿聚合物的制备 材料学专业VIP专享VIP免费

1基于小麦秸秆纤维素的互穿聚合物的制备摘要通过溶液聚合制备了一种基于小麦秸秆纤维素-g-聚丙烯酸网络（WSC-g-PAA）和线性聚乙烯醇（PVA）的互穿聚合物网络（IPNs），并将该超吸水性树脂（SAR）与尿素和磷酸氢二钾复合得到高吸水缓释肥料（WSC-g-PAA/PVA/NP）。利用红外光谱（FTIR）、电镜（SEM）、热重（TGA）对IPNsSAR进行表征，研究了不同条件下的吸水性和WSC-gPAA/PVA/NP的缓释性能。在优化条件下合成的IPNsSAR不仅在蒸馏水中表现出198.5g/g的优异的吸水性、在质量分数为0.9%NaCl溶液中表现出26.3g/g的优异的吸水性，也可以显著减少肥料的浸出损失并提高土壤的保水能力。实验结果表明：WSC-g-PAA/PVA/NP具有吸水缓释性能，在农业和园艺中具有很大的潜力。关键字麦秸；IPN；缓慢释放；吸水性；肥料PreparationofInterpenetratingPolymersBasedonWheatStrawCelluloseAbstractAinterpenetratingpolymernetwork(IPNs)foundonwheatstrawcellulose-g-polyacrylicacidnetwork(WSC-g-PAA)andlinearpolyvinylalcohol(PVA)waspreparedbysolutionaggregation，andthenUreaanddipotassiumhydrogenphosphatewerecombinedwithsuperabsorbentresin(SAR)toobtaintheslowreleasefertilizerwithsuperabsorbent(WSC-g-PAA/PVA/NP).ThenewIPNsSARwascharacterizedbyFTIR,SEMandTGA.Thewaterabsorptionindiversecaseandthesustained-releasepropertiesofWSC-g-PAA/PVA/NPwerestudied.Thesemi-IPNsSARsynthesizedunderoptimizedconditionsexhibitedexcellentwaterabsorptionof198.5g/gindistilledwaterandexhibitedexcellentwaterabsorptionof26.3g/gin0.9%NaClsolution,inadditionsignificantlyreducedFertilizerlossandimprovedsoilwaterretentioncapacity.Fromthisexperiment,wecanconcludethatproductswithsustained-releaseperformancearegoodfortheenvironmentandhavegreatpotentialinagricultureandhorticulture.Keywords：Wheatstraw；IPNs；Slowrelease；Waterabsorbency；21Fertilizer前言肥料和水对现代农业生产起着重要作用，因此提高水资源和肥料养分的利用率是非常重要的。导致全球气候变化的最主要的问题之一是干旱，土壤退化是限制中国农业可持续发展的重要因素[1]。充足的供水是缓解这种情况的关键方法之一。此外，化肥在作物生产中也有着至关重要的作用，是保证作物产量的重要投入物。最近，与常规肥料应用相关的各种环境和经济问题已经成为全世界关注的焦点。超级吸收剂复合材料的应用是一种解决方法，其表现出优于常规类型的许多优点，例如减少灌溉水的消耗、减少肥料损失率、降低施用频率，可持续地供应营养物，尽量减少因营养物过量而引起的负面影响，是减少水肥肥料损失的一种途径[2]。最近，关于使用超吸收性复合材料作为水和肥料缓释载体用于干旱和沙漠环境的更新的研究已经引起越来越多的关注。超吸收树脂是具有网络结构的松散交联的亲水性聚合物，其具有巨大的吸水性，并且吸收的溶液是在一定压力下几乎不可移动。在这些性质的基础上，它已广泛应用于农业和园艺，旨在减少灌溉频率和改善土壤的物理性质。IPN系统表明由一些直链或支链大分子在其网络分子规模上的渗透，通常表现出比单独聚合物更好的性能。具有IPN的超吸收剂可用于增强聚合物复合材料的机械强度。研究证明通过简单的方法合成制备的SAR，纤维素和淀粉[3]表现出优异的性能。然而，合成聚合物SAR非常难以降解而且随时间累积而造成新型污染，并且淀粉接枝的SAR在耐霉性方面性能不是很好，限制了它们在农业中的应用。由纤维素制备的SAR在这些方面表现出良好的性能。纤维素接枝的SAR显示出生态友好性和优异的生物降解性，由于纤维素丰富的资源和巨大的潜力降低生产成本，在学术和工业领域越来越受欢迎。小麦秸秆（WS）是作物生产的副产物之一，并含有40-60％的天然纤维素，具有低成本，丰富的可生物降解和可再生的优点。聚乙烯醇（PVA）具有无毒，非致癌，生物粘合性能和优异的耐化学性等优点，已被广泛作为水溶性聚合物用于许多生物医学和制药领域[4,5]。此外，32PVA也是一种生物相容的聚合物，可从水或有机溶剂...