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保水剂及其在岩石边坡生态恢复中的应用(图)
 
来源:网易园林 作者:李阿根、徐礼根、刘艳、廖乾旭 日期:[2006-4-6]

    然而,当前许多技术人员与施工人员对保水剂在认识上还存有模糊和偏见:有将保水剂当“万金油”的,也有认为“保水剂根本没有用”的。为了给有关人员提供参考,本文就对保水剂的定义、分类、特点和使用方法,特别是在岩石边坡生态恢复上的应用进行了综述。

    1、保水剂的定义

    保水剂由日文变换而来,英文名称为Water-retentionagent。首先由美国农业部北方研究所于1974年7月制取淀粉-丙烯腈接枝聚合得到吸自重约1000倍水的聚合物而令世人注目。实际上,在这之前为抗旱的需要,美国科学家已相继开发了聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸羟乙酯等土壤保水剂。由于只能吸自重的20-30倍水,售价又高,只是在园林方面有少量应用。

    此后以日本为舞台的吸水聚合物研发突飞猛进,很快大量应用于生理卫生用品等行业。由淀粉接枝转为以交联聚丙烯酸钠为主的高吸水性树脂(英文为SuperabsorbentPolymers,简写为SAPs)产业壮大起来。

    高吸水性树脂是一个大概念,保水剂是其一份子。从土壤学的角度看,交联聚丙烯酸钠显然不能拌土而大量用于农林业。故而保水剂的定义是能大量应用于农林业对土壤乃至生态无害,反而能改良土壤的一类高吸水性树脂。由于现实生活中从事化工业的人员好多并不大懂农林业,特别是土壤学方面的专业知识,而农林专家大多又不深懂化工,造成特别是象中国这样一个对产品成分神秘化的国家对保水剂的认识有许多误解。

    2、保水剂的分类

    如上所述,保水剂是高吸水性树脂SAPs中的一类,并非所有吸水剂都可作为保水剂。SAPs分类一般由其组成及合成方法来分,也有从其不溶性方法或亲水性方法、产品形态来区分。

    根据其组成成分为:纤维素系、淀粉系、合成树脂系,进而按淀粉系和纤维素系分为接枝聚合和羧甲基(CM)化,见表1。 

    按原料

    a)淀粉类:接枝聚合

    CM化

    b)纤维素类:接枝聚合

    CM化

    c)合成树脂类:聚丙烯酸盐类、聚丙烯酰胺类

    聚乙烯醇类、聚氧化乙烯类

    按不溶化方法

    a)接枝聚合

    b)与交联剂的共聚

    c)水溶性聚合物三维结构化

    d)自身交联聚合

    e)放射线辐射

    f)结晶构造的引入

    接亲水性方法

    a)亲水性单体的聚合

    b)疏水性单体的CM化反应

    c)在疏水性聚合物中进行亲水性单体的接枝反应

    d)腈基、酯基的加水分解反应

    按产品形态

    a)球形(椭球形)/颗粒/粉末/细末

    b)片状

    c)纤维状

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