本發明涉及保水劑技術領域,尤其涉及一種淀粉改性抗菌農用草坪保水營養劑及其制備方法。
背景技術:
近年來,隨著新原料的選用,高分子材料的復合化,高吸水樹脂呈現多元化趨勢,現研究主要的復合類型有,高吸水樹脂與無機物的復合、高吸水樹脂與有機物的復合、高吸水樹脂與高吸水樹脂的共混型復合。其中,高吸水樹脂與高吸水樹脂的復合物主要包括不同高吸水樹脂的互穿網絡聚合和不同親水性聚合物的交聯以及不同高吸水樹脂之間的共混等;
高吸水性樹脂具有高效的吸水、保水性能,因此在農業的應用上,逐漸被作為緩釋肥料的載體。我國農業化肥的有效利用率低,所施用的肥料大部分通過不同途徑損失,不能被農作物吸收,且造成了嚴重的環境的污染。以高吸水樹脂作為緩釋肥料的載體,利用高吸水樹脂的吸水保水性能,對肥料進行吸附與緩慢釋放,作為載體材料,即可有效提高肥料的利用率,又減少環境的污染,充分發揮了保水保肥作用。但現有的化學合成高吸水樹脂,在土壤中不能生物降解,這造成了土壤環境污染。因此,可降解的高吸水樹脂成為現該領域的研究熱點,成為緩釋肥料的載體,現有的緩釋肥料研究功能比較單一,單純的添加尿素或者磷肥,不能充分發揮高吸水樹脂的優勢。因此,功能化的改進成為現研究亟待解決的問題;
隨著人們環保意識的增強,利用天然高分子材料制備高吸水樹脂,正逐步取代傳統的化學聚合合成,天然淀粉、纖維素都是資源豐富的可再生能源,具有價格低廉、可再生等優點,但淀粉系高吸水樹脂的傳統合成方法復雜且過程不易控制,產物的耐鹽性差,而合成樹脂系高吸水樹脂吸水倍率較高,但耐鹽性差,降解率低,對環境產生污染。
技術實現要素:
本發明目的就是為了彌補已有技術的缺陷,提供一種淀粉改性抗菌農用草坪保水營養劑及其制備方法。
本發明是通過以下技術方案實現的:
一種淀粉改性抗菌農用草坪保水營養劑,它是由下述重量份的原料組成的:
丙烯酸24-30、丙烯酰胺31-40、玉米淀粉20-30、甲基異噻唑啉酮0.1-0.2、聚乙烯吡咯烷酮7-10、油菜秸稈170-200、N,N’-亞甲基雙丙烯酰胺0.8-2、過硫酸銨0.2-0.4、甘氨酸0.01-0.02、賴氨酸0.01-0.02、蜂蠟1-2、木質素磺酸鈉0.7-1、殼聚糖0.2-0.3、交聯劑taic0.3-1、聚乳酸6-7、椰油酸二乙醇酰胺0.1-0.2。
一種淀粉改性抗菌農用草坪保水營養劑的制備方法,包括以下步驟:
(1)先將油菜秸稈粉碎,加入到濃度為10-14%的氫氧化鈉中,在70-80℃下蒸煮50-60分鐘,過濾出料,再加入到1.8-2mol/l的硝酸中,在87-90℃下保溫攪拌40-50分鐘,過濾出料,水洗3-4次,常溫干燥,得預處理秸稈粉;
(2)取上述木質素磺酸鈉,加入到其重量100-110倍的去離子水中,攪拌均勻,加入甲基異噻唑啉酮,升高溫度為57-60℃,加入上述玉米淀粉,保溫攪拌18-20分鐘,得糊化淀粉液;
(3)將上述蜂蠟加入到聚乙烯吡咯烷酮中,送入80-90℃的水浴中,保溫攪拌20-30分鐘,加入聚乳酸,繼續保溫4-6分鐘,出料,加入上述椰油酸二乙醇酰胺,攪拌至常溫,得高分子分散液;
(4)將上述糊化淀粉液、高分子分散液混合,攪拌條件下加入交聯劑taic,在60-65℃下保溫攪拌1-2小時,得改性淀粉液;
(5)取質量比為1.8-2:1的10-15的氫氧化鈉、20-23%的尿素混合,攪拌均勻,得堿溶液;
(6)取丙烯酸,在攪拌條件下滴加上述堿溶液,調節pH為7-8,依次加入丙烯酰胺與上述預處理秸稈粉,升高溫度為50-60℃,加入過硫酸銨、甘氨酸、賴氨酸,保溫攪拌20-30分鐘,加入改性淀粉液與剩余各原料,100-200轉/分攪拌10-20分鐘,過濾,將沉淀在100-105℃下干燥1-2小時,即得。
本發明的優點是:
本發明利用天然廢棄稻稈,接枝聚合合成纖維素系高吸水樹脂,作為土壤保水劑的基礎物質,改進其吸水率、耐鹽性,提高在土壤中的降解率,不僅可以有效利用廢棄資源,減少環境污染,還可以降低制備成本,提高吸水樹脂性能,其中還加入了甲基異噻唑啉酮等抗菌物質,加入了殼聚糖、甘氨酸、賴氨酸等作為營養物質,進一步提高了成品的綜合性能。
具體實施方式
一種淀粉改性抗菌農用草坪保水營養劑,它是由下述重量份的原料組成的:
丙烯酸24、丙烯酰胺31、玉米淀粉30、甲基異噻唑啉酮0.2、聚乙烯吡咯烷酮7、油菜秸稈200、N,N’-亞甲基雙丙烯酰胺0.8、過硫酸銨0.4、甘氨酸0.01、賴氨酸0.01、蜂蠟2、木質素磺酸鈉0.7、殼聚糖0.2、交聯劑taic0.3、聚乳酸7、椰油酸二乙醇酰胺0.2。
一種淀粉改性抗菌農用草坪保水營養劑的制備方法,包括以下步驟:
(1)先將油菜秸稈粉碎,加入到濃度為14%的氫氧化鈉中,在80℃下蒸煮50分鐘,過濾出料,再加入到1.8mol/l的硝酸中,在90℃下保溫攪拌50分鐘,過濾出料,水洗3次,常溫干燥,得預處理秸稈粉;
(2)取上述木質素磺酸鈉,加入到其重量110倍的去離子水中,攪拌均勻,加入甲基異噻唑啉酮,升高溫度為60℃,加入上述玉米淀粉,保溫攪拌20分鐘,得糊化淀粉液;
(3)將上述蜂蠟加入到聚乙烯吡咯烷酮中,送入90℃的水浴中,保溫攪拌20分鐘,加入聚乳酸,繼續保溫4分鐘,出料,加入上述椰油酸二乙醇酰胺,攪拌至常溫,得高分子分散液;
(4)將上述糊化淀粉液、高分子分散液混合,攪拌條件下加入交聯劑taic,在65℃下保溫攪拌1小時,得改性淀粉液;
(5)取質量比為1.8:1的15的氫氧化鈉、23%的尿素混合,攪拌均勻,得堿溶液;
(6)取丙烯酸,在攪拌條件下滴加上述堿溶液,調節pH為7,依次加入丙烯酰胺與上述預處理秸稈粉,升高溫度為60℃,加入過硫酸銨、甘氨酸、賴氨酸,保溫攪拌30分鐘,加入改性淀粉液與剩余各原料,200轉/分攪拌10分鐘,過濾,將沉淀在105℃下干燥2小時,即得。
性能測試:
0.9 wt%NaCl溶液中的吸水率達到69g/g。