《高吸水保水材料》是2005年3月化學(xué)工業(yè)出版社出版的圖書，作者是吳季懷。該書可供從事吸水性材料、復(fù)合材料和功能高分子研究和生產(chǎn)的科技人員閱讀，還可作為從事農(nóng)林、園藝、衛(wèi)生、建材、化學(xué)化工、環(huán)保、食品、生化技術(shù)、大宗商品、土壤等其他方面的研究者、技術(shù)人員、管理人員和高等學(xué)校師生等有關(guān)人員的參考書。
基本資料
書名：《高吸水保水材料》
作者：吳季懷
出版社：化學(xué)工業(yè)出版社
出版時(shí)間：2005-3-1
版 次：1頁(yè)
數(shù)：365裝
幀：平裝
內(nèi)容簡(jiǎn)介
高吸水保水材料是近四十多年來(lái)開發(fā)的新型高分子功能材料，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人們生活中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。本書系統(tǒng)地介紹了高吸水保水材料的發(fā)展?fàn)顩r、原料來(lái)源、制備方法、吸水理論、性能測(cè)試、結(jié)構(gòu)表征、加工應(yīng)用等方面的內(nèi)容，并對(duì)淀粉系、纖維素系、合成高分子系、其他天然產(chǎn)物系吸水保水材料做了較詳細(xì)的介紹。此外，結(jié)合作者多年來(lái)在此領(lǐng)域的研究，對(duì)高吸水保水復(fù)合材料做了較詳細(xì)的論述。
本書可供從事吸水性材料、復(fù)合材料和功能高分子研究和生產(chǎn)的科技人員閱讀，還可作為從事農(nóng)林、園藝、衛(wèi)生、建材、化學(xué)化工、環(huán)保、食品、生化技術(shù)、大宗商品、土壤等其他方面的研究者、技術(shù)人員、管理人員和高等學(xué)校師生等有關(guān)人員的參考書。
目錄
第一章 概論
第一節(jié) 高吸水保水材料
第二節(jié) 高吸水保水材料的發(fā)展
第三節(jié) 高吸水保水材料的分類
第四節(jié) 開發(fā)高吸水保水材料的意義
參考文獻(xiàn)
第二章 高吸水保水材料的原料
第一節(jié) 天然高分子原料
一、糖類高分子
二、淀粉
三、纖維素
第二節(jié) 合成高分子原料
一、聚丙烯酸
二、聚丙烯酰胺
保水劑
吸水原理
保水劑的吸水原理相同于一般SAPs，是聚電解質(zhì)分子鏈在水中胺基和/或羧基團(tuán)同性相斥使分子鏈擴(kuò)張力和由于交聯(lián)點(diǎn)的限制分子鏈的擴(kuò)張力而相互作用而成的。以聚丙烯酰胺為例，保水劑會(huì)有大量酰胺和羧基親水基團(tuán)，利用樹脂內(nèi)部離子和基團(tuán)與水溶液相關(guān)成分的濃度之差產(chǎn)生的滲透壓及高分子電解質(zhì)與水的親和力而可大量吸水直至濃度差消失為止。而控制保水劑達(dá)到令人滿意吸水程度的是橡膠彈力。分子結(jié)構(gòu)交聯(lián)度越高，橡膠彈力越強(qiáng)，而橡膠彈力和吸水力的平衡點(diǎn)即是其表觀吸水能力。
由于分子結(jié)構(gòu)交聯(lián)，分子網(wǎng)絡(luò)所吸水分不能用一般物理方法擠出而起到保水作用。
由此，同樣組成的聚合物交聯(lián)度越低，吸水倍率相對(duì)越高，其保水性、穩(wěn)定性和凝強(qiáng)度就越低，反之亦然。所以，國(guó)際上對(duì)于使用周期較長(zhǎng)的保水劑自然需要較高的交聯(lián)度，并不追求高吸水倍率和速率。以聚丙烯酰胺為例，其表觀倍率并不高，吸水速率也依粒徑不同差別很大，凝強(qiáng)度高的保水劑吸水后有一定形狀，不易解體，利于土壤透氣，吸放水可逆性好。因?yàn)楸Ｋ畡┮话銚饺氲叵?至15厘米，故國(guó)際上現(xiàn)在更強(qiáng)調(diào)加壓下的吸水倍率。依粒徑不同，聚丙烯酰胺型吸純水倍率150-300。
產(chǎn)品類別
目前國(guó)內(nèi)外的保水劑共分為兩大類，一類是丙烯酰胺丙烯酸鹽共聚交聯(lián)物（聚丙烯酰胺、聚丙烯酸鈉、聚丙烯酸鉀、聚丙烯酸銨等）；另一類是淀粉接枝丙烯酸鹽共聚交聯(lián)物(淀粉接枝丙烯酸鹽）。
聚丙烯酰胺--聚丙烯酰胺呈白色顆粒晶體狀，主要成分為：丙烯酰胺65%-66%+丙烯酸鉀23%-24%+水8%-10%+交聯(lián)劑0.5%-1.0%。在國(guó)際上，法國(guó)、德國(guó)、日本、美國(guó)和比利時(shí)等國(guó)所生產(chǎn)的保水劑大多屬于這類成分的產(chǎn)品。該產(chǎn)品的特點(diǎn)是：使用周期和壽命較長(zhǎng)，在土壤中的蓄水保能力可維持4年左右，但其吸水能力會(huì)逐年降低。據(jù)黃土區(qū)造林試驗(yàn)觀察，使用該類保水劑造林后的當(dāng)年，其吸水倍率維持在100-120倍，第二年吸水倍率降低20%-30%，第三年降低約40%-50%，第四年降低更多。
聚丙烯酸鈉--聚丙烯酸鈉為白色或淺灰色顆粒狀晶體，主要成分有：聚丙烯酸鈉88%（其中含鈉24.5%)+水8%-10%+交聯(lián)劑0.5%-1.0%。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的保水劑大多是這種成分的產(chǎn)品。其主要特點(diǎn)是：吸水倍率高，吸水速度快，但保水性能只能保持2年有效。據(jù)造林試驗(yàn)觀測(cè)，這類產(chǎn)品的吸水能力和吸水速率明顯高于聚丙烯酰胺產(chǎn)品，在土壤中如遇充分給水，0.5-1.0小時(shí)后便迅速吸收自重的130-140倍的水分；但第二年的吸水倍率要降低約60%左右。由于聚丙烯酸鈉會(huì)造成土壤中鈉離子含量的遞增，林業(yè)和農(nóng)業(yè)用保水劑的生產(chǎn)廠家大多改為生產(chǎn)聚丙烯酸鉀或聚丙烯酸。
淀粉接枝丙烯酸鹽--淀粉接枝丙烯酸鹽為白色或淡黃色顆粒狀晶體，主要成分為：淀粉18%-27%+丙烯酸鹽62%-71%+水10%+交聯(lián)劑0.5%-1.0%。這種產(chǎn)品在用于造林地蓄水保墑時(shí)，使用壽命一般只能維持1年多的時(shí)間，但吸水倍率和吸水速度等性狀極佳。據(jù)實(shí)驗(yàn)室對(duì)黃土浸提液的吸水對(duì)比試驗(yàn)，該類保水劑在遇水后的15-20分鐘內(nèi)即可吸收自重150-160倍的水分。
聚丙烯酰胺
聚丙烯酰胺（聚丙烯酰胺）為水溶性高分子聚合物，不溶于大多數(shù)有機(jī)溶劑，具有良好的絮凝性，可以降低液體之間的磨擦阻力，按離子特性分可分為非離子、陰離子、陽(yáng)離子和兩性型四種類型。
產(chǎn)品特性
1，無(wú)毒。安全環(huán)保，無(wú)毒無(wú)味，不污染植物，土壤和地下水，果樹花卉，植樹造林，無(wú)土栽培，植物保鮮運(yùn)輸，大田作物等.
土壤保水劑和防水土流失劑到最終分解物為二氧化碳，水，氨態(tài)氮和鈉或鉀離子，無(wú)任何殘留.
2，保墑省水?？捎行б种扑终舭l(fā)，防止水土流失，即使在有灌溉的條件下，仍然可省水50%以上.
3，改善土壤結(jié)構(gòu)。使粘重土壤，漏水肥的沙土和次生鹽堿土壤得以改良。同時(shí)促進(jìn)土壤微生物發(fā)育，提高土壤有機(jī)化合物的周轉(zhuǎn)利用效率.
4，使用壽命長(zhǎng)。集多種聚合物之特性，可反復(fù)吸水膨脹和釋放收縮，在生產(chǎn)中使用壽命可達(dá)6年以上，是目前市場(chǎng)上使用壽命最長(zhǎng)的土壤保濕產(chǎn)品.
5，吸水速度快。一般自然水吸至飽和最長(zhǎng)時(shí)間約為15-40分鐘，最快0.4分鐘.
6，水肥利用率高。土地保水劑在土壤中形成的"小水庫(kù)"接受施肥，灌溉（或降雨）造成淋溶流失的微量元素減少1/3，保護(hù)環(huán)境；當(dāng)再次干旱時(shí)，吸足水的保水劑使周圍的土壤保持潮濕，以供給植物根系水分。即使在沙漠地區(qū)和極端的干旱氣候，在年降雨量達(dá)200mm時(shí)，也可種草植樹.
7，蓄水不爛根吸足似水的保水劑分子膨脹成為水凝膠晶體，即使緊靠植物根系也不會(huì)爛根.
8，性能穩(wěn)定即使是極端的干旱，也不會(huì)倒吸植物水分.
保水功能
1,保水。保水劑不溶于水，但能吸收相當(dāng)自身重量成百倍的水。保水劑可有效抑制水分蒸發(fā)。土壤中滲入保水劑后，在很大程度上抑制了水分蒸發(fā)，提高了土壤飽和含水量，降低了土壤的飽和導(dǎo)水率，從而減緩了土壤釋放水的速度，減少了土壤水分的滲透和流失，達(dá)到保水的目的。還可以刺激作物根系生長(zhǎng)和發(fā)育，使根的長(zhǎng)度增加、條數(shù)增多，在干旱條件下保持較好長(zhǎng)勢(shì)。
2，保肥。因?yàn)楸Ｋ畡┚哂形蘸捅Ｐ钏值淖饔茫虼丝蓪⑷苡谒械幕?，農(nóng)藥等農(nóng)作物生長(zhǎng)所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)固定其中，在一定程度上減少了可溶性養(yǎng)分的淋溶損失，達(dá)到了節(jié)水節(jié)肥，提高水肥利用率的效果.
3，保溫。保水劑具有良好的保溫性能。施用保水劑之后，可利用吸收的水分保持部分白天光照產(chǎn)生的熱能調(diào)節(jié)夜間溫度，使得土壤晝夜溫差減小。在砂壤土中混有0.1%～0.2%的保水劑，對(duì)10厘米土層的溫度監(jiān)測(cè)表明，對(duì)土溫升降有緩沖作用，使晝夜溫差減少為11～13.5℃，而沒有保水劑的土壤為11～19.5℃.
4，改善土壤結(jié)構(gòu)。保水劑施入土壤中，隨著吸水膨脹和失水收縮的規(guī)律性變化，可使周圍土壤由緊實(shí)變?yōu)槭杷桑紫对龃?，從而在一定程度上改善土壤的通透狀況.
應(yīng)用范圍
草業(yè)
⑴,草坪：在新建草坪上的應(yīng)用極為廣泛：出苗率高，成坪快，保濕時(shí)間長(zhǎng)，施工簡(jiǎn)便。多用于高爾夫球場(chǎng)，足球場(chǎng)。
方法A在整地時(shí)將保水劑按比例（根據(jù)土壤類型和保墑情況每平方米播撒20-50g）撒在碎土地表，用鐵齒耙梳理拌勻整平，灌足水即可等待播種；
方法B將保水劑與草種按上述比例混播，但播后需覆上表土，方能撒水澆透。如灌溉不便的干旱地段，在澆水時(shí)干撒或噴灑（用量：乳狀0.2-0.4kg/畝，干粉0.08-0.15kg），以減少水分蒸發(fā).
方法C在已成坪的草坪上施用保水劑，將草修剪至5cm以下并清理干凈后，按比例每平米不超過(guò)40g（可與草坪肥混播），之后用鐵齒耙松土，使其能與土壤充分結(jié)合均勻，灌水即可.
方法D公路護(hù)坡，巖石綠化通常采用高壓罐車噴播（該方法僅限于使用），根據(jù)噴播載體性質(zhì)增減用量或搭配比例?；旌蠂姴ビ昧可?，成本低. 護(hù)坡（中性沙壤土為例）每平方米使用干粉6-10g;
巖石綠化（又稱植被混凝土）的載體多為人工混凝土骨架，受養(yǎng)分和水資源的約束，混合比例略有提高每平方米使用干粉9-15g.
⑵，牧草：在年降雨量不足200mm的荒漠或純沙地惡劣地帶，一般選種較為抗旱的豆料，菊科牧草品種居多，可以用MP3005S進(jìn)行種子"保濕包衣",簡(jiǎn)便節(jié)省，能有效促進(jìn)種子發(fā)芽，提高發(fā)芽率；山地，平原種植牧草，將保水劑與種子混合播種，在年降雨量200mm以上可不用灌溉.
植樹
⑴，蘸根——根據(jù)需要蘸根的苗木數(shù)量，將保水劑攪入30升水中（視水的硬度適量增減)，充分?jǐn)嚢枞芙夂蠹纯山圃裕筛鶕?jù)苗木根系情況，按比例加入已經(jīng)稀釋的生根劑，以促進(jìn)根系生長(zhǎng)）.如需長(zhǎng)途運(yùn)輸，用塑料薄膜包扎根部或密封保鮮運(yùn)輸，以防止干枯，提高成活率.
⑵，灑根——在移栽幼苗時(shí)（在沙地，沙壤土的情況下），在回填熟土至苗根處，按15-25g/株撒入保水劑，充分與碎土拌勻，填土灌足水即可；如是土壤粘性較強(qiáng)，需要成比例挖大坑穴，沙拌土回填至苗根下10cm處，將事先吸足水的保水劑與土壤（最好再加少量沙）充分混合回填壓實(shí)，地表覆土.
⑶，挖溝拌土——三年以上的大樹，在其樹冠投影垂直約2/3處環(huán)繞挖溝（寬25cm，深不超過(guò)40cm，但要防止傷根），將保水劑與碎土混合（按0.3‰加保水劑）回填，覆土后留出凹槽，灌水再覆土（若是山地或其它無(wú)法灌溉的地區(qū)可吸足水后使用）.
⑷，沙漠植樹時(shí)直接用保水劑襁褓。大樹移栽方法同"2",數(shù)量按比例增加.
參考資料 >
高吸水保水材料.豆瓣.2021-09-03