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用羽毛粉制作土壤保水剂的方法

发布时间:2020-11-02 09:18:17人气:
在我国大西北等干早和半干旱地区,无论是种植农作物或是植树造林,都会遇到一个灌溉问题。由于土壤保水能力有限,降雨或浇灌带来的水分很容易由于土壤的渗透而损失。因此,一方面是植物经常面临缺水,另一方面,降雨或者灌溉水带给土壤的水分的利用效率又很低,造成相当严重的浪费。保水剂是近年开发出来的一种新型功能性高分子材料,它能充分吸收和保存灌溉或者降雨带来的水分,到了土壤干燥的时候,再将水分释放出来,就可以提高水的利用效率,同时减少灌溉次数,节约人力物力,但是目前市面上的吸水剂价格都很贵,而且不易降解,在大量使用后还会给土壤带来二次污染,本文就给大家介绍一种能节约成本,还不会带来二次污染的保水剂。这种保水剂是用羽毛粉制作,成本低廉,适合作为农林园艺和荒漠绿化。
 
该土壤保水剂是改性水解羽毛蛋白与乙烯基单体进行接枝共聚、低度交联而成的聚合物,各组分的百分比为:
 
水解羽毛蛋白  14.5~35.0
 
乙烯基单体  64.5~85.0
 
复合交联剂  0.19~0.36
 
过硫酸铵  0.08~0.18
 
亚硫酸氢钠  0.07~0.14
 
上述乙烯基单体为丙烯酰胺、丙烯酸钠和烯丙基磺酸钠中的一种或几种混合。丙烯酰胺的量越多,所得保水剂的凝胶强度越大、耐盐性较好,但生物降解性较差;丙烯酸钠和烯丙基磺酸钠的用量越多,保水剂的吸水保水性较好,但受电解质影响较大,尤其遇高价金属离子时吸水量大大降低。
 
本发明是通过自由基氧化还原引发、水溶液接枝共聚法以下方式得以实现:先将鸡、鸭等家禽的羽毛或羽绒加工后的废弃物羽毛梗粉碎而成的羽毛粉,在亚硫酸钠溶液中常温浸泡24小时,过滤;将滤渣在80~900℃下,用2%~5%的氢氧化钠溶液水解1~2小时成分子量5000~10000的水溶性蛋白,再用过氧酸进行亲水性改性制得改性水解羽毛蛋白溶液;将改性水解羽毛蛋白溶液与丙烯酰胺等乙烯基单体的水溶液混合,在氧化还原引发剂作用下,进行交联、接枝共聚反应制得吸水性凝胶;凝胶经切粒、干燥、粉碎得土壤保水剂产品。
 
具体的制备方法是:
 
先制备改性水解羽毛蛋白溶液,具体方法是:
 
1)将鸡、鸭等家禽的羽毛或羽绒加工后的羽毛梗粉碎而成的羽毛粉1000克,在30~50℃的温度下,用质量百分比为1%~2%的亚硫酸钠溶液2000克浸泡24小时,过滤;
 
2)渣用3500~5000克质量百分比为2%~5%的氢氧化钠溶液在80~900℃水解1~2小时得分子量为5000~10000的水溶性蛋白,过滤;
 
3)保持滤液温度70~800℃,加入10~25克10%的过氧酸溶液,搅拌反应15~30分钟,过氧酸可使蛋白质侧链.上的巯基氧化变成强亲水性的磺酸基,同时使蛋白质溶液漂白,增加其在聚合后的白度,制得质量百分比12%~25%的改性水解羽毛蛋白溶液。
 
再制备保水剂:
 
1)在带有搅拌的容器中加入质量百分比为12%~25%的改性水解羽毛蛋白溶液125~250克,乙烯基单体115~205克,去离子水100~235克,复合交联剂0.4~0.7克,充分搅拌至完全溶解:
 
2)加入1.0%的亚硫酸氢钠15~28克,1.0%的过硫酸铵19~37克,搅拌均匀后移入不锈钢反应盘中,保持初始温度35~450℃下反应30分钟,后升温至60~800℃继续反应1~2小时:
 
3)将聚合物凝胶切粒、1050℃烘干、粉碎、过筛得土壤保水剂。
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