一种阳离子葫芦巴胶-腐殖酸固沙剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种阳离子葫芦巴胶‑腐殖酸固沙剂，采用疏水缔合阳离子葫芦巴胶包覆腐殖酸得到，具体是：以阳离子葫芦巴胶、疏水剂为反应单体，溶于溶剂中，在碱性催化剂的作用下进行接枝反应，合成疏水缔合阳离子葫芦巴胶溶液，向疏水缔合阳离子葫芦巴胶中加入腐殖酸盐溶液，反应得到包覆物，烘干粉碎，得到固沙剂；其中疏水剂为在碱性条件下能够与羟基反应的长链有机物。本发明专利技术通过本身所带阳离子与沙粒表面的阴离子形成静电作用以达到固沙的目的；阳离子葫芦巴胶本身具有一定的亲水、保水性能，并且腐殖酸本身具有很多亲水性官能团，使固沙剂具有保水性。且腐殖酸本身可作为一种土壤调节剂，可以改善土壤的肥力，故宜于固沙应用。

【技术实现步骤摘要】
一种阳离子葫芦巴胶-腐殖酸固沙剂及其制备方法
本专利技术属于化学固沙领域，涉及一种具备保水、固沙、改良土壤环境的固沙剂，尤其涉及一种阳离子葫芦巴胶-腐殖酸固沙剂及其制备方法。
技术介绍
土地荒漠化是面临的最大环境问题之一。固沙剂具有固沙、防尘的作用而被广泛应用。在上世纪30年代开始研究化学固沙，50年代得到了较大的发展，到目前为止，已经研制出了150多种化学固沙剂，一部分投入到了实践中，用于防沙、固沙，改善沙土地。在上世纪60年代对化学固沙技术取得了一定成果。传统的固沙剂有：石油产品类、水泥浆类、水玻璃类和高分子聚合物高吸水树脂类；新型固沙剂有：无机类、有机类、有机-无机合成复合类、微生物类和生态环境类。现有化学固沙方法只是单纯的靠固沙剂与沙粒之间的粘结性进行固沙，效果差；且只是纯粹的对土壤进行固结，而没有对土壤进行改良以达到种植农作物的目的。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种阳离子葫芦巴胶-腐殖酸固沙剂及其制备方法，实现对土壤的保水、治沙、改良土壤肥力的目的。本专利技术是通过以下技术方案来实现：一种阳离子葫芦巴胶-腐殖酸固沙剂，采用疏水缔合阳离子葫芦巴胶包覆腐殖酸得到，按照质量份数计，原料包括：阳离子葫芦巴胶15～25份，溴代十二烷2.5～3.5份，溶剂28～36份，碱性催化剂0.5～1.5份，腐殖酸盐1～5份。优选的，腐殖酸盐采用腐殖酸钾或腐殖酸钠。优选的，溶剂为乙醇，碱性催化剂为氢氧化钠。一种阳离子葫芦巴胶-腐殖酸固沙剂的制备方法，以阳离子葫芦巴胶、疏水剂为反应单体，溶于溶剂中，在碱性催化剂的作用下进行接枝反应，合成疏水缔合阳离子葫芦巴胶溶液，向疏水缔合阳离子葫芦巴胶中加入腐殖酸盐溶液，反应得到包覆物，烘干粉碎，得到固沙剂；其中疏水剂为在碱性条件下能够与羟基反应的长链有机物。优选的，包括如下步骤：步骤1，合成疏水缔合阳离子葫芦巴胶溶液；将阳离子葫芦巴胶溶于溶剂，加热，并加入碱性催化剂碱化，然后加入疏水剂进行接枝反应，即得疏水缔合阳离子葫芦巴胶溶液；步骤2，包覆腐殖酸；待上述过程完成后，向疏水缔合阳离子葫芦巴胶溶液中加入腐殖酸盐溶液，使其对腐殖酸分子进行包覆，得包覆物；步骤3，烘干粉碎；将包覆物洗涤、烘干和粉碎，得到固沙剂。进一步的，步骤1中的阳离子葫芦巴胶通过以下步骤得到：将葫芦巴胶溶于溶剂中制成葫芦巴胶乳液，加热至65-75℃，调节pH为碱性，加入醚化剂溶液进行反应，产物经洗涤、干燥得阳离子葫芦巴胶。进一步的，醚化剂为3-氯-2羟丙基三甲基氯化铵。进一步的，葫芦巴胶乳液中葫芦巴胶的质量分数为35-45％，醚化剂溶液中醚化剂的质量分数为65-70％。优选的，疏水剂为溴代十二烷。优选的，接枝反应的反应温度为35℃～55℃，反应时间为3.5h～4.5h。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：本专利技术所述的阳离子葫芦巴胶-腐殖酸固沙剂，采用疏水缔合阳离子葫芦巴胶包覆腐殖酸得到。通过本身所带阳离子与沙粒表面的阴离子形成静电作用以达到固沙的目的，相比靠单纯的粘结作用固沙效果更好。葫芦巴胶是一种高分子天然产物，其本身具有粘性，再给其接枝疏水基团，使其粘性增加，可以让固沙剂更好地与土壤粘结在一起，进一步提高固沙效果。阳离子葫芦巴胶本身具有一定的亲水、保水性能，并且腐殖酸本身具有很多亲水性官能团，使固沙剂具有保水性。且腐殖酸本身可作为一种土壤调节剂，包覆腐殖酸是让其具有一定的肥料特性，随着阳离子葫芦巴胶的不断降解，腐殖酸也慢慢暴露出来，可以改善土壤的肥力，故宜于固沙应用。本专利技术的固沙剂，无毒性，可生物降解。本产品具有较好的稳定性、粘结性、保水性能够满足实际固沙应用中的要求，可以作为很好地固沙材料，具有很好的应用前景。本专利技术采用葫芦巴胶接枝阳离子和疏水基团形成阳离子聚合物，其粘性大，可与沙粒表面阴离子形成静电作用来达到固沙的目的，制备工艺简单，成本低廉，使用方便。附图说明图1为本专利技术固沙剂与沙粒之间的作用示意图。具体实施方式下面结合具体的实施例对本专利技术做进一步的详细说明，所述是对本专利技术的解释而不是限定。本专利技术所述的阳离子葫芦巴胶-腐殖酸固沙剂的制备方法，是以阳离子葫芦巴胶、疏水剂为反应单体，氢氧化钠为催化剂，乙醇为溶剂，进行接枝反应，合成疏水缔合阳离子葫芦巴胶溶液，以腐殖酸盐为溶质，以水为溶剂，制备腐殖酸盐溶液，让得到的疏水缔合阳离子葫芦巴胶对腐殖酸(HA)分子进行包覆，最后将得到的包覆物进行烘干粉碎，可得固沙剂。其中，疏水剂为在碱性条件下能够与羟基反应的长链有机物，本专利技术中采用溴代十二烷。具体包括以下步骤，所有物质均为质量份数：(1)葫芦巴胶的阳离子改性取葫芦巴胶，用乙醇和水配成的乙醇溶液制成葫芦巴胶乳液，倒入四口烧瓶中，搅拌，水浴加热至65-75℃，以0.075mol/L氢氧化钠乙醇溶液调葫芦巴胶乳液pH为碱性，滴加以3-氯-2羟丙基三甲基氯化铵和水制成的醚化剂，同时用0.075mol/L氢氧化钠乙醇溶液控制体系pH恒定，反应结束后，用2.0mol/L盐酸将体系pH调制5.5～7.0，经脱水、醇洗、干燥、筛分得季铵盐型阳离子葫芦巴胶产品。反应机理如下所示，其中，R-OH表示含疏水基团的葫芦巴胶。(2)合成疏水缔合阳离子葫芦巴胶溶液向带有搅拌装置的三口烧瓶中加入干燥过的阳离子葫芦巴胶和的乙醇，水浴加热，分次加入氢氧化钠，在恒温下碱化2h后，缓慢滴加溴代十二烷，滴加完毕后进行接枝反应，即得疏水缔合阳离子葫芦巴胶溶液。反应机理如下所示。(3)包覆腐殖酸待上述过程完成后，对其滴加去离子水溶解的腐殖酸盐，使其对腐殖酸分子进行包覆。(4)烘干粉碎待上述包覆完成后，用无水乙醇润洗抽滤数次后，把产物放入烘箱，在80℃下干燥12h后，并粉碎，既得高分子固沙剂。步骤(1)中，葫芦巴胶乳液中葫芦巴胶的质量分数为35-45％，醚化剂溶液中醚化剂的质量分数为65-70％。步骤(2)中，接枝反应的反应温度为35℃～55℃，反应时间为3.5h～4.5h。按照质量份数计，各物质用量为：阳离子葫芦巴胶15～25份，溴代十二烷2.5～3.5份，溶剂28～36份，碱性催化剂0.5～1.5份，腐殖酸盐溶液10～50份，按腐殖酸盐计为1～5份。步骤(2)中，按照质量百分比计，各物质用量为：阳离子葫芦巴胶为32.6％～37.9％，乙醇为54.5％～60.9％，溴代十二烷为5.3％～5.4％，氢氧化钠为1.1％～2.3％。腐殖酸盐采用腐殖酸钾或腐殖酸钠，腐殖酸的来源为褐煤(或风化煤)经碱溶酸提法提取。实施例1(1)淀粉阳离子改性称取20份的淀粉，用25.5份乙醇和4.5份水配成的乙醇溶液制成淀粉乳液，倒入四口烧瓶中，搅拌，水浴加热至70℃，以0.075mol/L氢氧化钠乙醇溶液调淀粉乳液pH为碱性，滴加以1.4份3-氯-2羟丙基三甲基氯化铵和0.6份水制成的醚化剂，同时用0.075mol/L氢氧化钠乙醇溶液控制体系pH恒定，反应结束后，用2.0mol/L盐酸将体系pH调制6，经脱水、醇洗、干燥、筛分得季铵盐型阳离子淀粉产品。(2)合成疏水缔合阳离子淀粉溶液向带有搅拌装置的三口烧瓶中加入15份干燥过的阳离子淀粉和28份的乙醇，水浴加热至45℃，分次加入0.5份的氢氧化钠，在恒温下碱化2h后，缓慢滴加2.5份的溴代十二烷，滴加完本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种阳离子葫芦巴胶‑腐殖酸固沙剂，其特征在于，采用疏水缔合阳离子葫芦巴胶包覆腐殖酸得到，按照质量份数计，原料包括：阳离子葫芦巴胶15～25份，溴代十二烷2.5～3.5份，溶剂28～36份，碱性催化剂0.5～1.5份，腐殖酸盐1～5份。

【技术特征摘要】
1.一种阳离子葫芦巴胶-腐殖酸固沙剂，其特征在于，采用疏水缔合阳离子葫芦巴胶包覆腐殖酸得到，按照质量份数计，原料包括：阳离子葫芦巴胶15～25份，溴代十二烷2.5～3.5份，溶剂28～36份，碱性催化剂0.5～1.5份，腐殖酸盐1～5份。2.根据权利要求1所述的阳离子葫芦巴胶-腐殖酸固沙剂，其特征在于，腐殖酸盐采用腐殖酸钾或腐殖酸钠。3.根据权利要求1所述的阳离子葫芦巴胶-腐殖酸固沙剂，其特征在于，溶剂为乙醇，碱性催化剂为氢氧化钠。4.一种权利要求1-3任一项所述的阳离子葫芦巴胶-腐殖酸固沙剂的制备方法，其特征在于，以阳离子葫芦巴胶、疏水剂为反应单体，溶于溶剂中，在碱性催化剂的作用下进行接枝反应，合成疏水缔合阳离子葫芦巴胶溶液，向疏水缔合阳离子葫芦巴胶中加入腐殖酸盐溶液，反应得到包覆物，烘干粉碎，得到固沙剂；其中疏水剂为在碱性条件下能够与羟基反应的长链有机物。5.根据权利要求4所述的阳离子葫芦巴胶-腐殖酸固沙剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，合成疏水缔合阳离子葫芦巴胶溶液；将阳离子葫芦巴胶溶于溶剂，加热，并加入碱性催化剂碱化，然后加入疏水剂进行接枝反应，即得...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晨，牛育华，杨通，马展，费贵强，秋列维，朱晓斌，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61