一种用于高盐沙地治理的两性离子型聚合物及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种用于高盐沙地治理的两性离子型聚合物的制备方法，步骤如下：将醋酸乙烯酯和丙烯酸丁酯进行预混合得到混合单体，将引发剂溶解在一部分去离子水中得到引发剂溶液，将丙烯酰胺和两性单体溶解在一部分去离子水中得到水溶性混合单体溶液；向反应釜中加入剩余的去离子水及全部的混合乳化剂，加热升温，然后加入少量的引发剂溶液，乳化，得到混合液；将混合液加热升温，然后加入少量的混合单体及少量的水溶性混合单体溶液，反应一段时间后，缓慢滴加剩余的引发剂溶液、混合单体和水溶性混合单体溶液，保持引发剂、混合单体和水溶性混合单体溶液同步滴加完毕，滴加完成后升温，保温一段时间后，降温至室温，出料，即得两性离子型聚合物。

【技术实现步骤摘要】
一种用于高盐沙地治理的两性离子型聚合物及其制备方法
本专利技术涉及化学固沙领域，尤其涉及一种用于高盐沙地治理的两性离子型聚合物及其制备方法。
技术介绍
防止土地荒漠化和对荒漠化土地的治理，在世界范围内引起了广泛关注。而土壤盐渍化是导致土地荒漠化、进而沙漠化的主要方式之一，而且盐渍地荒漠化的趋势日益突出。全世界盐渍地分布很广，涉及五大洲近百个国家和地区。据联合国教科文组织(UNESCO)和粮农组织(FAO)不完全统计，全世界盐渍土面积为9.54×106km2左右，并且每年还在以1.0-1.5×104km2的速度增长，世界可耕地面积面临严峻考验。因此，世界各国都把遏制盐渍地荒漠化的发展作为生态环境建设和可持续发展的重要课题。我国是世界上受土地盐渍化危害最为严重的国家之一。国家林业局2011年1月发布的《中国荒漠化和沙化状况公报》中显示，截至2011年1月，我国荒漠化土地面积为262.37万平方公里，占全国土地面积的22％，且每年还在以5％的速度不断增加。在荒漠化土地中，盐渍地面积达75万平方公里，为荒漠化总面积的28.9％，遍及我国17个省、市、自治区。盐渍地荒漠化致使我国大面积可利用土地资源丧失，生态失衡，加剧了荒漠化区域人民的贫困程度，并严重威胁村镇、交通、水利、工矿设施及国防基地的安全，不断加剧的盐渍地荒漠化现状，使我国寻求经济社会持续稳定发展的目标与人口-资源-环境制约问题之间的矛盾更加突出。要抑制日益猖狂的盐渍地荒漠化势头，就必须首先进行固沙，长期以来，在采用化学固沙材料进行高盐渍地荒漠化治理的实践中，一直存在着固沙材料耐盐性能与生态效应差的问题。迄今为止，还没有可对高盐渍地荒漠化进行治理的有效材料。日本东丽公司研制的聚氨酯固沙剂，虽已应用于我国多个地区的固沙试验，但在青海高盐沙地(如青海湖畔与柴达木盆地)一直未能取得好的效果。面对我国盐渍地荒漠化面积仍在扩大的严峻态势，研究出能有效遏制高盐地荒漠化的适用材料及治理方法，是一项十分紧迫的艰巨任务。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种具有良好的耐盐性、稳定性和粘结性的用于高盐沙地治理的两性离子型聚合物，还提供了工艺简单的两性离子型聚合物的制备方法。本专利技术提供一种用于高盐沙地治理的两性离子型聚合物，由以下质量组分的原料制成：去离子水80～200份、混合乳化剂1～10份、醋酸乙烯酯10～80份、丙烯酸丁酯5～25份、两性单体0.2～8份、丙烯酰胺0.6～6份及引发剂0.01～3份。进一步地，所述混合乳化剂为非离子型乳化剂与两性乳化剂的复合体系，复合体系中非离子型乳化剂与两性乳化剂的质量比为1:6～6:1；其中，非离子型乳化剂为辛基酚聚氧乙烯醇、壬基酚聚氧乙醚、聚醚L35、聚醚L45、聚醚F68、吐温20、吐温60、吐温80中的一种或多种；两性乳化剂为十二烷基二甲基甜菜碱、十六烷基二甲基甜菜碱、十二烷基乙氧基磺基甜菜碱、十二烷基二甲基羟丙基磺基甜菜碱、十二烷基二甲基磺丙基甜菜碱、十四烷酰胺丙基羟丙基磺基甜菜碱、2-氯-1,3-二甲基氯化咪唑啉中的一种或多种。进一步地，所述两性单体为4-乙烯基吡啶/对苯乙烯磺酸盐离子对、3-丙烯酰胺基-3-甲基丁基三甲基铵/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸盐离子对、甲基丙烯酰氧乙基二甲基丙磺酸铵、甲基丙烯酰氧乙基二甲基甜菜碱、丙烯酰氧乙基二甲基丙磺酸铵单体中的一种或多种。进一步地，所述引发剂为水溶性的过硫酸钾、过硫酸铵、H2O2中的任一种。本专利技术还提供一种上述两性离子型聚合物的制备方法，包括以下步骤：S1，将醋酸乙烯酯和丙烯酸丁酯进行预混合得到混合单体，将引发剂溶解在一部分去离子水中得到引发剂溶液，将丙烯酰胺和两性单体溶解在一部分去离子水中得到水溶性混合单体溶液；S2，向反应釜中加入剩余的去离子水及全部的混合乳化剂，加热升温，然后加入引发剂溶液，乳化，得到混合液；S3，将混合液加热升温，然后加入少量的混合单体及少量的水溶性混合单体溶液，反应一段时间后，缓慢滴加剩余的引发剂溶液、混合单体和水溶性混合单体溶液，保持引发剂、混合单体和水溶性混合单体溶液同步滴加完毕，滴加完成后升温，保温一段时间后，降温至室温，出料，即得两性离子型聚合物。进一步地，步骤S1中，按质量份数计，将引发剂溶解在20～60份去离子水中，将丙烯酰胺和两性单体溶解在20～60份去离子水中。进一步地，步骤S2中，加热升温的具体过程为：首先加热升温至55～65℃，反应30～60min后，继续加热升温至70～80℃；加入的引发剂溶液占引发剂溶液总质量的1/5～1/3，乳化的时间为30～60min。进一步地，步骤S3中，将混合液加热升温至80～87℃后加入少量的混合单体及少量的水溶性混合单体溶液，反应时间为30～60min，滴加的时间为2.0～8.0h，滴加完成后升温至88～95℃，保温1.5～3.0h。进一步地，步骤S3中，加入的混合单体占混合单体总质量的1/5～1/3，加入的水溶性混合单体溶液占水溶性混合单体溶液总质量的1/5～1/3。本专利技术提供的技术方案带来的有益效果是：1、本专利技术提供的制备方法采用种子乳液聚合，以来源广泛、价格低廉的醋酸乙烯酯为主单体、丙烯酸丁酯为软性单体、丙烯酰胺为辅助单体和两性单体为功能单体进行共聚，采用水溶性过氧类化合物为引发剂，以非离子和两性乳化剂为复合乳化体系制得耐盐固沙的两性离子型聚合物，不仅工艺简单，而且大幅度地降低了固沙成本；2、本专利技术通过加入两性单体极大地提高了两性离子型聚合物的耐盐性能，将其用于高盐沙地治理，能够有效缓解盐渍地沙漠化面积仍在迅速扩大的严峻态势；3、本专利技术提供的两性离子型聚合物对盐溶液具有优良的稳定性，对高盐沙地具有优异的粘结性能、抗风蚀性强、不污染环境、不影响植物生长，适合规模化生产等优点，可用于高盐沙地的沙漠化防治，能有效抑制下部水分的蒸发，增强保水性，可以与种植耐盐植物相结合，提高固沙效果，加快高盐沙漠地的生态恢复。附图说明图1为本专利技术一种用于高盐沙地治理的两性离子型聚合物的制备方法的流程示意图。图2为本专利技术实施例1制得的两性离子型聚合物的冻融稳定性测试结果图。图3为本专利技术实施例1制得的两性离子型聚合物的热老化性能测试结果图。图4为本专利技术实施例1制得的两性离子型聚合物的保水性能测试结果图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地描述。本专利技术的实施例提供了一种用于高盐沙地治理的两性离子型聚合物，由以下质量组分的原料制成：去离子水80～200份、混合乳化剂1～10份、醋酸乙烯酯10～80份、丙烯酸丁酯5～25份、两性单体0.2～8份、丙烯酰胺0.6～6份及引发剂0.01～3份；其中，引发剂为水溶性的过硫酸钾、过硫酸铵、H2O2中的任一种；两性单体为4-乙烯基吡啶/对苯乙烯磺酸盐离子对、3-丙烯酰胺基-3-甲基丁基三甲基铵/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸盐离子对、甲基丙烯酰氧乙基二甲基丙磺酸铵、甲基丙烯酰氧乙基二甲基甜菜碱、丙烯酰氧乙基二甲基丙磺酸铵单体中的一种或多种；混合乳化剂为非离子型乳化剂与两性乳化剂的复合体系，复合乳化体系中非离子型乳化剂与两性乳化剂的质量比为1:6～6:1，非离子型乳化剂为辛基酚聚氧乙烯醇、壬基酚聚氧乙醚、聚醚L35、聚醚本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于高盐沙地治理的两性离子型聚合物，其特征在于，由以下质量组分的原料制成：去离子水80～200份、混合乳化剂1～10份、醋酸乙烯酯10～80份、丙烯酸丁酯5～25份、两性单体0.2～8份、丙烯酰胺0.6～6份及引发剂0.01～3份。

【技术特征摘要】
1.一种用于高盐沙地治理的两性离子型聚合物，其特征在于，由以下质量组分的原料制成：去离子水80～200份、混合乳化剂1～10份、醋酸乙烯酯10～80份、丙烯酸丁酯5～25份、两性单体0.2～8份、丙烯酰胺0.6～6份及引发剂0.01～3份。2.如权利要求1所述的用于高盐沙地治理的两性离子型聚合物，其特征在于，所述混合乳化剂为非离子型乳化剂与两性乳化剂的复合体系，复合体系中非离子型乳化剂与两性乳化剂的质量比为1:6～6:1；其中，非离子型乳化剂为辛基酚聚氧乙烯醇、壬基酚聚氧乙醚、聚醚L35、聚醚L45、聚醚F68、吐温20、吐温60、吐温80中的一种或多种；两性乳化剂为十二烷基二甲基甜菜碱、十六烷基二甲基甜菜碱、十二烷基乙氧基磺基甜菜碱、十二烷基二甲基羟丙基磺基甜菜碱、十二烷基二甲基磺丙基甜菜碱、十四烷酰胺丙基羟丙基磺基甜菜碱、2-氯-1,3-二甲基氯化咪唑啉中的一种或多种。3.如权利要求1所述的用于高盐沙地治理的两性离子型聚合物，其特征在于，所述两性单体为4-乙烯基吡啶/对苯乙烯磺酸盐离子对、3-丙烯酰胺基-3-甲基丁基三甲基铵/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸盐离子对、甲基丙烯酰氧乙基二甲基丙磺酸铵、甲基丙烯酰氧乙基二甲基甜菜碱、丙烯酰氧乙基二甲基丙磺酸铵单体中的一种或多种。4.如权利要求1所述的用于高盐沙地治理的两性离子型聚合物，其特征在于，所述引发剂为水溶性的过硫酸钾、过硫酸铵、H2O2中的任一种。5.一种权利要求1～4任一项所述的两性离子型聚合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，将醋酸乙烯酯和丙烯酸丁酯进行预混合得到混...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚伟，李美兰，刘白玲，
申请(专利权)人：商洛学院，
类型：发明
国别省市：陕西,61