专利名称：秸秆原纤维接枝聚丙烯酸/盐类农用保水材料的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种可降解秸杆纤维接枝丙烯酸盐农用保水材料的生产工艺，由秸杆原纤维与部分中和的丙烯酸和交联剂通过本体聚合制成的高吸水性树脂，该材料能够改善土壤水分条件，同时成本低、可降解，适于在农业上推广使用。
背景技术：
已有的技术多采用溶液法，纤维素前处理复杂，纤维素首先要在氢氧化钠的水溶液中进行溶涨，洗涤，会造成很大的环境污染，另外，聚合反应是在水相中进行的，聚合产物是亲水性的，产物干燥非常困难、生产能耗高，吸收性能高但耐盐性不好。有关专利US3889678；US4105033；GB1501239；GB927122。
纤维素在碱的水溶液中溶涨，洗涤；溶涨后的纤维，碱水中聚合或碱水与有机溶剂中进行反相聚合；脱去溶剂；烘干；该生产工艺严重污染；成本高，在我国难以推广；另外该工艺破坏了秸杆的营养成份。
发明内容
本发明的目的在于，聚丙烯酸盐类高吸水材料在农林业中的使用的有效在国内外的研究资料中均已得到证实，但由于目前这类材料的成本太高，在我国还不能得到广泛的实践应用。本发明的目的是要开发一种成本低，生产与施用均对环境无污染，吸水性好、吸盐率高并且能够充丰利用天然营养成分的农用新型高吸水材料。
本发明的目的是这样实现的本发明提供的新的技术路线为1.将秸杆粉碎成干粉(常温)，干粉颗粒直径＜0.2厘米；2.加入粉状碱(NaOH/KOH/K2CO3)交换秸杆纤维粉中的氢原子使其溶涨(温度控制在35～150℃)；
3.将丙烯酸、丙烯酰氨、N，N-二亚甲基双丙烯酰亚胺按重量比为100/(5～30)/(0.05～0.2)混合；4.将步骤2处理好的秸杆纤维粉和引发剂(过硫酸铵/过硫酸钾/高锰酸钾/过氧化氢)混匀，混合时纤维粉与引发剂的重量比为100/(0.01～0.5)；5.将步骤3得到的混合物加到经步骤4处理好的秸杆纤维粉中，重量比为1∶2～2∶1；6.在室温下搅拌2-4小时，加入助引发剂(硫酸亚铁/亚硫酸氢钠/草酸)在室温下搅拌2-4小时；在60-80度保温2小时然后烘干，得到本发明的农用新型高吸水材料。
本发明提供的材料，其用法为施于植物根部土壤，提高根部土壤水分含量，作用期后通过降解化为作物的有机肥，用于改善农作物和林木的种植环境，提高植物的产量成活率。
使用效果一、降低土壤蒸腾作用，防止水分的渗漏和流失，高效利用自然降雨，提高作物根部土壤含水量，提高植物抗旱能力；二、使用期过后，可以被土壤中微生物降解成为有机肥，促进植物的特长。本材料保水作用可达2～3个月，且成本低廉，对于提高作物产量、快速恢复植被有明显效果。
本发明的特点在于，原料便宜，以粉碎的秸杆和丙烯酸主要原料，充分利用了天然材料的环境友好性和易得性，明显降低了生产成本。
工艺简单，反应中只使用少量水，反应体系为固态，丙烯酸单体分散在秸杆纤维上进行反应，放热均匀，反应中同时进行造粒，反应产物不需粉碎、烘干，可直接用田间。
可降解，本材料主体为秸杆纤维，在自然条件下可被分解为有机物，成为有机肥。
本发明技术的先进性表现在以下几点1.固相化学反应；2.本体聚合；3.无溶剂化学反应；
4.绿色化学过程工程；5.本方法制备含有秸杆中的其它营养成分，施于田间，有益于植物的生长；6.在自然界容易降解，降解产物是有机肥。
7.丙烯酸单体分散在秸杆纤维上进行反应，放热均匀，反应中同时进行造粒，反应产物不需粉碎、烘干，可直接用田间。
8.成本低，容易在我国推广。
具体实施例方式
实施例1将重量比为8份的NaOH粉末，加入100份棵粒直径小于0.2厘米的秸杆干粉中，用搅拌器混匀，在40～50℃下放置1小时，再加入(0.02～0.05)份过硫酸铵，混合均匀；将丙烯酸50份、丙烯酰氨10份、N，N-二亚甲基双丙烯酰亚胺0.05～0.1份混合均匀，加入到上述秸杆粉中，混合均匀。加入0.001～0.005份亚硫酸氢钠在室温下搅拌2-4小时；在60-80度保温2小时然后烘干，出料即可。
实施例2将重量比为12份K2CO3粉末，加入100份棵粒直径小于0.2厘米的秸杆干粉中，用搅拌器混匀，在30～50℃下放置1小时，再加入(0.01～0.03)份高锰酸钾，混合均匀；将丙烯酸50份、丙烯酰氨20份、N，N-二亚甲基双丙烯酰亚胺0.05～0.1份混合均匀，加入到上述秸杆粉中，混合均匀。加入0.001～0.002份草酸在室温下搅拌2-4小时；在60-80度保温2小时然后烘干，出料即可。
权利要求
1.一种秸杆原纤维接枝聚丙烯酸/盐类农用保水材料的制备方法，包括以下步骤(1)将秸杆粉碎成干粉(常温)，干粉颗粒直径＜0.2厘米；(2)加入粉状碱(NaOH/KOH/K2CO3)交换秸杆纤维粉中的氢原子使其溶涨(温度控制在35～150℃)；(3)将丙烯酸、丙烯酰氨、N，N-二亚甲基双丙烯酰亚胺按重量比为100/(5～30)/(0.05～0.2)混合；(4)将步骤2处理好的秸杆纤维粉和引发剂(过硫酸铵/过硫酸钾/高锰酸钾/过氧化氢)混匀，混合时纤维粉与引发剂的重量比为100/(0.01～0.5)；(5)将步骤3得到的混合物加到经步骤4处理好的秸杆纤维粉中，重量比为1∶2～2∶1；(6)在室温下搅拌2-4小时，加入助引发剂(硫酸亚铁/亚硫酸氢钠/草酸)在室温下搅拌2-4小时；在60-80度保温2小时然后烘干，得到本发明的农用新型高吸水材料。
全文摘要
本发明是关于一种可降解秸秆纤维接枝丙烯酸盐农用保水材料的生产工艺，由秸秆原纤维与部分中和的丙烯酸和交联剂通过本体聚合制成的高吸水性树脂，该材料能够改善土壤水分条件，同时成本低、可降解，适于在农业上推广使用。
文档编号C08F251/00GK1408740SQ0113133
公开日2003年4月9日 申请日期2001年9月24日 优先权日2001年9月24日
发明者任天瑞 申请人:中国科学院过程工程研究所