一种农用高吸水性树脂是ＡＭＰＳ与ＡＭ交联聚合得到的体型高分子，两单体的摩尔百分比为１００～０．１∶０～９９．９。本树脂吸去离子水达３０００～４０００倍，吸盐水（０．９％ＮａＣｌ）达１００～２００倍，有较高的凝胶强度和耐盐性以及化学稳定性，特别是与农作物有良好的生物相容性，是农业抗旱、保水、沙漠治理的理想材料。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种功能高分子材料，特别涉及一种功能性高吸水性树脂，确切地说是一种农用高吸水性树脂。
技术介绍
高吸水性树脂(Superabsorbent，SAP)是一种功能性高分子材料，其实质是一种交联密度较低的体型高分子，在其交联的三维网络结构上有许多亲水基团，但不溶于水，却遇水膨胀，可吸收自重数百倍乃至数千倍的水，所吸的水受压时也不易被挤出，具有独特的高吸水性能和强保水能力。目前市场上高吸水性树脂主要是以丙烯酸(AA)单体或可水解为丙烯酸的单体如丙烯腈(AN)为主要原料同其他单体交联共聚得到的(《超强吸水剂》邹新禧1991.化学工业出版社)。以丙烯酸为主单体时，丙烯酸要经部分中和后聚合，虽有良好的吸水性能，但在电解质溶液中吸水率急剧下降，即耐盐性差；吸水后曝露在自然环境下，紫外线能促其降解，即化学稳定性差；特别是在农林业应用上，聚丙烯酸(盐)高吸水性树脂对植物种子萌发、幼苗的生长发育都有一定的影响，高用量时对植物幼苗生长，尤其是根系有明显抑制作用，即生物相容性差。这些固有的缺陷严重阻碍了其在农业上的应用。2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(2-Acrylamido-2-Methylpropjanesulfonic acid简称AMPS)是一种性能优异的新型磺酸系含烯基的强酸型水溶性阴离子单体，极易自聚或与其他烯类单体共聚。由于AMPS的特殊结构，赋于AMPS共聚物许多特殊的性能，如对盐的不敏感性和有较大位阻的叔丁基桥链，使AMPS共聚物具有良好的性能，使其在水处理剂、油田化学剂、合成纤维、涂料、印染助剂、吸水材料、造纸工业、粘合剂等领域获得了广泛的应用(《化工进展》1996，No.6 p50～52)。AMPS的化学式为 一方面AMPS聚合物是一种优良的功能高分子材料，另一方面，AMPS又被作为改性单体用于改善以AA为主单体的高吸水性树脂的耐盐性。如《河南化工》1996，No.1，p11～13、《石油炼制与石油加工》1998，No.12 p13～16、《化工学报》2003，No.11 p1627～1631、《郑州轻工业学院学报》(自然科学版)2004，No.1 p8～10所公开的均是AA与AMPS二元共聚得到的高吸水性树脂。如《石油与天然气化工》1998，No.3 p184～185、《化学工程师》2001，No.4 p01～03、《江苏化工》2002，No.5 p43～45、《高分子材料科学与工程》2003，No6 p84～87所公开的均是AA与AM(丙烯酰胺)和AMPS三元共聚得到的高吸水性树脂。为适应农用的需要，CN1290714A公开了以淀粉、纤维素、大豆蛋白、果胶、麦麸作为第三单体参与接枝、共聚；CN1299836A公开了淀粉、膨润土参与接枝共聚；CN1321723A公开了聚合时引入化肥、微肥和微量元素等；CN1359974A公开了AA、AM与高岭土、膨润土进行共聚；CN1560099A公开了由淀粉与AN(丙烯腈)、AMPS进行共聚。上述改性仍是以AA为主单体的改性，其生物相容性问题仍未解决。
技术实现思路
申请人在新型吸水材料用于沙漠治理的研究中(国家863计划，项目编号2004AA32G060)，一方面真实地观察到以丙烯酸(盐)为单体的吸水材料生物相容性差的现象，同时也发现了以AMPS和丙烯酰胺(AM)交联共聚(AM/AMPS)或者AMPS交联均聚得到的高吸水性树脂有良好的生物相容性。本专利技术所称的农用高吸水性树脂就是AMPS和AM交联聚合得到的体型高分子，包括AMPS与AM的交联共聚物和AMPS的交联均聚物。两单体AMPS与AM的摩尔百分比为100～0.1∶0～99.9；当AM为零时，即是AMPS的交联均聚物。当以AMPS为主单体、AM为共聚单体时，AMPS与AM的摩尔百分比为100～50∶0～50，优选95～60∶5～40，较佳的摩尔百分比为85～75∶15～25；当以AM为主单体、AMPS为共聚单体时，AM与AMPS的摩尔百分比为99.9～50∶0.1～50，优选98～70∶2～30，较佳的摩尔百分比为95～85∶5～15。本吸水树脂的制备可使用经典的化学交联剂和化学引发剂采用公知的水溶液聚合，或者反相悬浮聚合，或者乳液聚合，或者在水溶液中辐射聚合。无论采用何种聚合方法，对交联剂也无特定的要求。各种常用的双官能团或多官能团的交联剂均可使用，也可以多种不同类型的交联剂联合使用，甚至可在聚合后交联。辐射聚合时可不加交联剂，利用高剂量辐射交联，也可以加入适量交联剂，低剂量强化辐射交联聚合。当使用长链、柔性交联剂时(参见申请人的另一件专利ZL02113108.2)可制备得到性能较好的超高吸水性树脂。众所周知，交联度与树脂的吸水性能反相关、与树脂的凝胶强度正相关，应据应用场合的要求确定。单体AMPS可以不经中和直接用于聚合；也可以经全部或部分中和后参与聚合，中和时用碱金属氢氧化物或者碱金属碳酸盐或酸式碳酸盐，优选钾或铵的碳酸盐或碳酸氢盐。本高吸水性树脂吸去离子水达3000～4000倍，吸盐水达(0.9％NaCl)100～200倍，有较高的凝胶强度和耐盐性以及化学稳定性，与植物，特别是农作物有良好的生物相容性，这对营造适于植物、特别是农作物根系生长发育的微环境十分有利，是农业抗旱保水、沙漠治理的理想材料。四附图说明附图所示为甘草播种后25天的生长情况。A杯内为AMPS/AM共聚高吸水树脂与沙的混合物，B杯内为AA高吸水树脂与沙的混合物，树脂的混合比例均为1％。甘草的生长发育A杯明显优于B杯。五具体实施例方式非限定实施例叙述如下(一)、辐射聚合1、取AMPS 0.75mol和AM 0.25mol，投入辐射瓶中加水溶解并调节单体总浓度后，通氮脱氧后置钴源室内预定剂量率处辐射一定时间，当辐射剂量达到3.5～5.5KGy时聚合完成，取出胶状物破碎，干燥后粉碎即得产品。2、取AMPS 0.6mol和AM 0.4mol投入辐射瓶中，加水溶解后加入1.5％的交联剂PEGDA(聚乙二醇双丙烯酸酯，使用5％的水溶液)，加水调节单体总浓度后，通氮脱氧后置钴源室内预定剂量率处辐射一定时间，当辐射总剂量达1.0～2.0KGy时聚合完成，取出胶状物破碎、干燥后粉碎即得产品。3、将AMPS加水溶解，用碱中和(若用碱金属氢氧化物需用水冷却)至中性，用水调AMPS盐浓度至20～30％，取一定量上述单体溶液，加0.2％交联剂Bis(N、N‘-亚甲基双丙烯酰胺，使用3％的水溶液)，加水调节单体总浓度后，通氮脱氧后置钴源室内预定剂量率处辐射一定时间当幅射总剂量达1.0～2.0KGy时聚合完成，取出胶状物破碎、干燥后粉碎得到产品。产品吸水率去离子水3600～4000g/g，盐水(0.9％NaCl)180～200g/g。(二)、水溶液化学聚合4、取AMPS 0.85mol和AM 0.15mol，加入溶解后加入2％交联剂Bis和0.05～0.25％的引发剂KPS(过硫酸钾，使用5～10％的水溶液)，用水调节单体总浓度后，搅拌下通氮脱氧，在40～60℃条件下引发交联共聚反应约0.5～1.5小时(无明显放热)后升温至80℃保持2～4小时，冷却后取出胶状物，破碎、干燥后粉碎即得产品。5、取AM 0.85mol，加水溶解，取AMPS盐0.1本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种农用高吸水性树脂，以２－丙烯酰胺基－２－甲基丙磺酸（ＡＭＰＳ）和丙烯酰胺（ＡＭ）为单体交联聚合得到的体型高分子，其特征在于：ＡＭＰＳ与ＡＭ的摩尔百分比为１００～０．１∶０～９９．９。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李布青，杨剑波，郭肖颖，吴李君，余增亮，
申请(专利权)人：安徽省农业科学院原子能农业应用研究所，
类型：发明
国别省市：34[中国|安徽]
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