专利名称：一种提高高分子类化学固沙剂固沙层渗水速率且降低吸水率的聚合物、制备方法及应用的制作方法
技术领域：
本发明属于高分子材料领域，涉及一种(甲基)丙烯酸及丙烯酰胺和(甲基)丙烯酸氟代烷基酯的聚合物，利用此聚合物水溶液喷洒高分子类化学固沙剂固沙层，可以提高固沙层的渗水速率且降低其吸水率，同时在聚合物水溶液中加入水溶性多价金属盐，可以提高高分子类化学固沙剂固沙层的耐水性。
背景技术：
高分子类化学固沙材料是20世纪60年代以来发展起来的新型化学固沙材料， 使用高分子聚合物固定流沙，施工简便，可改善劳动条件和缩短工期，其效力较其它化学材料显著和稳定。其中脲醛树脂是目前价格最为低廉的合成高分子材料，国外曾将其改性材料作为土壤稳定剂中的分散剂组分(Plastic Materialfor Stabilizing Soils :US， 19703495412 [P])。脲醛胶粘剂本身粘度较大且水溶性差，难以均勻方便地施用在沙土中， 因此并不是实用的固沙材料。聚丙烯酰胺可以提高土壤的聚集度，防止水土流失，在美国西部，应用聚丙烯酰胺作为土壤改良剂已推广到20万公顷。基于聚丙烯酰胺在沙土稳定方面取得的成功，人们利用分子设计的原理制备了 PVA、PAA、PVAc，以及一些新型高分子聚合物， 试验表明，它们都具有一定的固沙效果(生物质化学工程，2006,40 (3)，pp44-47)。1980年， 中国科学院兰州沙漠研究所(中国地质灾害与防治学报，2004，15 ), pp78-81)选用PVA、 PAA、PVAc、PAN进行了固沙研究工作，认为PVA、PVAc乳液是较优良的化学固沙材料。由兰州大学开发研制的LD系列新型高分子岩土胶结材料，具有粘度低，凝胶时间易控制，无毒性，遇水可无限稀释的优点，还有良好的物理、力学性能及很宽的形成条件。韩致文(环境科学，2000，2 (5)，pp86-88)等研制了 4种不同品种和配方的高分子材料固沙剂LVA、LVP, WBS、STB，并结合塔里木沙漠公路的沙害环境，对固沙剂理化性能、粘结体力学性能和抗风蚀性能等进行了测试。测定结果表明，4种固沙剂有良好的适应性，在现场初步固沙试验中， 固沙剂喷洒后固结速度快，固结层强度较高，固沙效果明显，是理想的优良固沙材料。王银梅等(岩石力学与工程学报，2003，22(增幻，pp^83-2887)通过大量的室内试验，研制了 SH新型高分子化学固沙材料，研究了其固化沙体的强度及相关特征，并采用红外光谱、扫描电镜结合电子能谱等现代分析方法，从微观上探讨了 SH固沙强度形成的机理。但是目前的一些化学固沙材料仅仅只能够起到固沙的作用，而为了尽快地恢复植被生物，固沙剂需要有良好的水渗透性以及防止水蒸发的作用。这个功能是目前高分子类化学固沙剂所不具备的，这样就会导致沙漠植被因缺水而无法存活，从而影响到植物的生长。
发明内容
本发明提出了一种新的化学固沙思路。针对沙漠蒸发特点，从改进传统高分子类化学固沙剂的性能出发，利用高分子类化学固沙剂将沙层固定，然后用(甲基)丙烯酸及丙烯酰胺和(甲基)丙烯酸氟代烷基酯的聚合物为功能化处理剂，在固化的沙粒团聚体的孔隙间形成疏水的通道，让降水快速地渗透到保水层以下。同时，这种疏水涂层也可以阻止沙漠深层的水分通过毛细作用向蒸发层的运动，以在实现固沙的同时，充分地利用降水。本发明所述的一种提高高分子类化学固沙剂固沙层渗水速率且降低吸水率的 (甲基)丙烯酸及丙烯酰胺和(甲基)丙烯酸氟代烷基酯的聚合物的结构可以用下式表示
权利要求
1. 一种提高高分子类化学固沙剂固沙层渗水速率且降低吸水率的聚合物，其特征在于，所述的聚合物的结构式如下
2.权利要求1所述的聚合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤将(甲基)丙烯酸及丙烯酰胺单体、(甲基)丙烯酸氟代烷基酯单体以及引发剂溶于丁酮中，采用自由基聚合方法，引发剂采用过氧类或偶氮类自由基引发剂，含氟单体的摩尔浓度含量为0. 5% 50%,(甲基)丙烯酸及丙烯酰胺的摩尔浓度含量为50% 99.5%。
3.权利要求1所述的聚合物的用于提高固沙层渗水速率且降低吸水率的应用方法其特征在于，将含氟聚合物溶于水中，配成质量浓度为0. 5% 10%的溶液，喷洒于或浸润高分子类化学固沙剂固结的沙层。
4.按照权利要求3的方法，请特征在于，含氟聚合物溶于水中还含有含氟聚合物质量 1 20%的水溶性多价金属盐作为交联剂。
全文摘要
本发明公开了一种提高高分子类化学固沙剂固沙层渗水速率且降低吸水率的聚合物、制备方法及应用，属于高分子材料领域。聚合物的结构式为其中R`为氢原子或甲基，R为氢原子或甲基，n和m为整数，n＝1～3，m＝0～6，x、y、z为整数，其中x(x+y+z)＝0.5％～50％。将含氟聚合物溶于水中，配成质量浓度为0.5％～10％的溶液，喷洒于或浸润高分子类化学固沙剂固结的沙层。可以在沙粒表面形成疏水层，从而能够提高高分子类化学固沙剂固结沙层的渗水速率并降低其吸水率。多价金属盐水溶液浸润含聚合物的固结沙层，提高高分子类化学固沙剂固沙层的耐水性，减缓高分子类化学固沙剂的流失。
文档编号C08F220/06GK102206298SQ201110101020
公开日2011年10月5日 申请日期2011年4月21日 优先权日2011年4月21日
发明者杨万泰, 苏鹏, 马育红 申请人:北京化工大学