全 文 ：摇 核 农 学 报摇 圆园员猿袁圆苑渊猿冤院园猿员缘 耀 园猿圆园允燥怎则灶葬造 燥枣 晕怎糟造藻葬则 粤早则蚤糟怎造贼怎则葬造 杂糟蚤藻灶糟藻泽
收稿日期院圆园员圆鄄园苑鄄园远摇 接受日期院圆园员猿鄄园圆鄄园源
基金项目院安徽省农业科技成果转化资金项目渊园怨员缘园猿园远园员愿冤
作者简介院陈志龙渊员怨愿愿鄄冤袁男袁湖北汉川人袁硕士研究生袁研究方向为化学工程遥 栽藻造院园缘缘员鄄圆员远园愿园园曰 耘鄄皂葬蚤造院扎澡蚤造燥灶早猿源园源岳 员远猿援 糟燥皂
通讯作者院李布青渊员怨远圆鄄冤袁男袁安徽太湖人袁研究员袁主要从事农业化学尧辐照加工技术研究遥 耘鄄皂葬蚤造院员猿怨远远苑员愿圆猿苑岳 员远猿援 糟燥皂
文章编号院员园园园鄄愿缘缘员渊圆园员猿冤园猿鄄园猿员缘鄄园远
辐照法合成农用保水剂渊中试域冤
陈志龙员袁 圆 摇 王雪原猿 摇 李布青圆 摇 葛摇 昕圆 摇 丁叶强圆 摇 刘摇 征猿
渊员安徽大学化学化工学院袁安徽 合肥摇 圆猿园园猿怨曰圆安徽省农业科学院农业工程研究所袁安徽 合肥摇 圆猿园园猿员曰
猿安徽华晶新材料有限公司袁安徽 舒城摇 圆猿员猿圆猿冤
摘摇 要院以 圆鄄丙烯酰胺基鄄圆鄄甲基丙磺酸渊圆鄄粤糟则赠造葬皂蚤凿藻鄄圆鄄酝藻贼澡赠造责则燥责葬灶藻泽怎造枣燥灶蚤糟 葬糟蚤凿袁 粤酝孕杂冤和丙烯酰胺
渊粤糟则赠造葬皂蚤凿藻袁粤酝冤为单体袁三羟甲基丙烷二烯丙基醚渊栽则蚤皂藻贼澡赠造 孕则燥责葬灶藻 阅蚤鄄葬造造赠造 耘贼澡藻则袁 栽酝孕阅耘冤为交联
剂袁碳酸钾中和袁采用水溶液辐照法袁在高吸水性树脂工业生产线上进行了农用保水剂中试试验遥 在固
定的原料配比院粤酝 员员圆园 噪早尧粤酝孕杂 猿缘缘 噪早尧水 猿源园园 噪早溶解尧交联剂 栽酝孕阅耘 源 噪早尧运圆悦韵猿员圆员 噪早条件下袁考
察了动态辐射剂量尧破胶粒径尧破胶造粒分散剂尧干燥条件对产品性能的影响遥 通过中试袁确定了工业生
产的工艺参数院动态条件下控制辐照总剂量 圆郾 园 噪郧赠袁辐照聚合后凝胶用斯潘 原圆园 酒精溶液做破胶造粒
分散剂袁破胶粒径控制在 缘皂皂袁振动流化床干燥温度控制在 员猿园益时袁产品性能较佳袁生产效率较好遥 中
试产品干燥速率可达 远缘园 噪早窑澡 原员袁合成的 粤酝孕杂 辕 粤酝 农用保水剂在蒸馏水和盐水中的吸水倍数分别达
到 缘愿园尧苑愿袁抗紫外时间 员远缘皂蚤灶遥
关键词院丙烯酰胺曰圆 原丙烯酰胺基 原 圆 原甲基丙磺酸曰农用保水剂曰辐照曰中试曰生产工艺
杂赠灶贼澡藻泽蚤泽 燥枣 杂怎责藻则葬遭泽燥则遭藻灶贼 遭赠 酝藻葬灶泽 燥枣 陨则则葬凿蚤葬贼蚤燥灶
渊孕蚤造燥贼 杂糟葬造藻 耘曾责藻则蚤皂藻灶贼葬贼蚤燥灶域冤
悦匀耘晕 在澡蚤鄄造燥灶早员袁圆 摇 宰粤晕郧 载怎藻鄄赠怎葬灶猿 摇 蕴陨 月怎鄄择蚤灶早圆 摇 郧耘 载蚤灶圆
阅陨晕郧 再藻鄄择蚤葬灶早圆 摇 蕴陨哉 在澡藻灶早猿
渊员悦燥造造藻早藻 燥枣 悦澡藻皂蚤泽贼则赠 驭 悦澡藻皂蚤糟葬造 耘灶早蚤灶藻藻则蚤灶早袁 粤灶澡怎蚤 哉灶蚤增藻则泽蚤贼赠袁 匀藻枣藻蚤袁 粤灶澡怎蚤摇 圆猿园园猿怨曰
圆 陨灶泽贼蚤贼怎贼藻 燥枣 粤早则蚤糟怎造贼怎则葬造 耘灶早蚤灶藻藻则蚤灶早袁 粤灶澡怎蚤 粤糟葬凿藻皂赠 燥枣 粤早则蚤糟怎造贼怎则葬造 杂糟蚤藻灶糟藻袁 匀藻枣藻蚤袁 粤灶澡怎蚤摇 圆猿园园猿员曰
猿粤灶澡怎蚤 匀怎葬躁蚤灶早 晕藻憎 酝葬贼藻则蚤葬造 悦燥援 袁造贼凿袁 杂澡怎糟澡藻灶早袁 粤灶澡怎蚤摇 圆猿员猿圆猿冤
粤遭泽贼则葬糟贼院栽澡藻 责蚤造燥贼 藻曾责藻则蚤皂藻灶贼 燥枣 泽赠灶贼澡藻泽蚤泽 燥枣 泽怎责藻则葬遭泽燥则遭藻灶贼袁 怎泽蚤灶早 贼澡藻 粤酝孕杂 葬灶凿 粤酝 葬泽 皂燥灶燥皂藻则泽袁 贼澡藻 栽酝孕阅耘 葬泽
糟则燥泽泽鄄造蚤灶噪蚤灶早 葬早藻灶贼袁 运圆 悦韵猿 葬泽 灶藻怎贼则葬造蚤扎藻则袁 葬灶凿 葬凿燥责贼蚤灶早 贼澡藻 蚤则则葬凿蚤葬贼蚤燥灶 皂藻贼澡燥凿 蚤灶 憎葬贼藻则 泽赠泽贼藻皂袁 憎葬泽 糟葬则则蚤藻凿 燥怎贼 燥灶责则燥凿怎糟贼蚤燥灶 造蚤灶藻援 栽澡藻 蚤灶枣造怎藻灶糟藻泽 燥枣 凿赠灶葬皂蚤糟 蚤则则葬凿蚤葬贼蚤燥灶 凿燥泽藻袁 早藻造 遭则藻葬噪蚤灶早 责葬则贼蚤糟造藻 泽蚤扎藻袁 贼赠责藻 燥枣 凿蚤泽责藻则泽葬灶贼 葬灶凿 凿则赠蚤灶早
糟燥灶凿蚤贼蚤燥灶 燥灶 责则燥凿怎糟贼 责藻则枣燥则皂葬灶糟藻泽 憎藻则藻 蚤灶增藻泽贼蚤早葬贼藻凿 怎灶凿藻则 贼澡藻 则葬憎 皂葬贼藻则蚤葬造 则葬贼蚤燥 贼澡葬贼 员员圆园噪早 燥枣 粤酝袁 猿缘缘噪早 燥枣 粤酝孕杂袁
猿源园园噪早 燥枣 憎葬贼藻则袁 源噪早 燥枣 栽酝孕阅耘 葬灶凿 员圆员噪早 燥枣 运圆悦韵猿 援 栽澡藻 则藻泽怎造贼泽 蚤灶凿蚤糟葬贼藻凿 贼澡葬贼 贼澡藻 责则燥凿怎糟贼 澡葬凿 澡蚤早澡 责则燥凿怎糟贼蚤增蚤贼赠 葬灶凿早燥燥凿 责藻则枣燥则皂葬灶糟藻 憎澡藻灶 贼澡藻 凿赠灶葬皂蚤糟 则葬凿蚤葬贼蚤燥灶 凿燥泽藻 憎葬泽 圆郾 园噪郧赠袁 贼澡藻 泽责葬灶 原 圆园 葬造糟燥澡燥造 泽燥造怎贼蚤燥灶 憎葬泽 怎泽藻凿 葬泽 贼澡藻
凿蚤泽责藻则泽葬灶贼袁 贼澡藻 责葬则贼蚤糟造藻 泽蚤扎藻 燥枣 糟燥造造燥蚤凿 憎葬泽 糟燥灶贼则燥造造藻凿 蚤灶 缘皂皂 葬灶凿 贼澡藻 凿则赠蚤灶早 贼藻皂责藻则葬贼怎则藻 憎葬泽 员猿园益 援 陨灶 贼澡葬贼 糟燥灶凿蚤贼蚤燥灶袁
贼澡藻 憎葬贼藻则 葬遭泽燥则责贼蚤增蚤贼赠 葬灶凿 泽葬造蚤灶藻 泽燥造怎贼蚤燥灶 葬遭泽燥则责贼蚤增蚤贼赠 燥枣 责蚤造燥贼 贼藻泽贼蚤灶早 责则燥凿怎糟贼泽 憎藻则藻 缘愿园 葬灶凿 苑愿 则藻泽责藻糟贼蚤增藻造赠援 栽澡藻 葬灶贼蚤鄄
怎造贼则葬增蚤燥造藻贼 贼蚤皂藻 憎葬泽 员远缘皂蚤灶怎贼藻泽 葬灶凿 贼澡藻 凿则赠蚤灶早 则葬贼藻 则藻葬糟澡藻凿 怎责 贼燥 远缘园噪早窑澡 原员 援
运藻赠 憎燥则凿泽院 粤糟则赠造葬皂蚤凿藻曰 圆 原 葬糟则赠造葬皂蚤凿藻 原 圆 原 皂藻贼澡赠造责则燥责葬灶藻泽怎造枣燥灶蚤糟 葬糟蚤凿曰 杂怎责藻则葬遭泽燥则遭藻灶贼曰 陨则则葬凿蚤葬贼蚤燥灶曰 孕蚤造燥贼
缘员猿
核摇 农摇 学摇 报 圆苑 卷
藻曾责藻则蚤皂藻灶贼曰 孕则燥凿怎糟贼蚤增藻 贼藻糟澡灶燥造燥早赠
摇 摇 农用保水剂是一种具有超强吸水能力的高分子材
料袁它能迅速吸收比自身重数百倍甚至上千倍的水袁而
且能反复吸水袁吸水后的水凝胶可缓慢释放水分供作
物利用咱员 原 猿暂 遥 对保水剂的研究开发虽仅有几十年的历
史袁但应用非常广泛袁发展迅猛遥 农林抗旱保水是保水
剂的主要应用领域之一袁而且随着国民经济的发展和
水资源的日益贫乏袁其市场需求持续增长咱源 原 远暂 遥
目前全球超过百万吨商品化的保水剂中袁 聚丙烯
酸类保水剂占据了主要的产品份额咱苑暂 遥 但由于聚丙
烯酸类保水剂是一种阴离子型聚电解质袁 对土壤等介
质中的钙尧镁等金属离子拮抗反应明显袁因而存在耐盐
性能差的缺点袁 而且对植物种子萌发尧幼苗的生长发
育有一定的影响袁尤其是高用量时对植物幼苗生长袁特
别是对根系生长有明显抑制作用咱愿 原 员园暂 袁影响了其在农
业领域的应用遥
圆 原丙烯酰胺基 原 圆 原甲基丙磺酸渊圆 原 粤糟则赠造葬皂蚤凿藻
原 圆 原 酝藻贼澡赠造 责则燥责葬灶藻泽怎造枣燥灶蚤糟 葬糟蚤凿袁粤酝孕杂冤是一种性能
优异的新型磺酸系含烯基的强酸型水溶性阴离子单
体咱员员暂 袁极易自聚或与其他烯类单体共聚遥 由于 粤酝孕杂
的特殊结构袁赋予 粤酝孕杂共聚物许多特殊的性能袁如对
盐的不敏感性和有较大位阻的叔丁基桥链袁使 粤酝孕杂
共聚物具有良好的性能遥 以 粤酝孕杂 和丙烯酰胺
渊粤糟则赠造葬皂蚤凿藻袁粤酝冤辐照交联共聚得到的农用保水剂克
服了聚丙烯酸类保水剂虽然有吸水尧保水功能袁但对植
物幼苗生长袁尤其是幼苗根系生长发育的抑制作用不
足遥 而且在盐碱条件下仍具有较高的吸水尧保水性能袁
与植物营养元素有良好的配伍性咱员员 原 员猿暂 遥
前文咱员源暂在单体质量比 皂渊粤酝孕杂冤颐 皂渊粤酝冤为 源郾 圆远
颐 员猿郾 源源 条件下袁考察了单体质量分数尧粤酝孕杂 中和度尧
交联剂 栽酝孕阅耘 用量尧聚合段和交联段的辐照剂量对
产品性能的影响遥 本研究以前期试验的优化工艺为基
础袁研究动态条件下辐射剂量尧辐照聚合后凝胶破胶粒
径尧破胶造粒分散剂和干燥条件对农用保水剂的性能
及工厂经济的影响遥 通过进一步的中试试验袁优化生
产工艺袁为工业化生产提供依据遥
员摇 试验部分
员郾 员摇 原料与设备
员郾 员郾 员摇 主要原料 摇 丙烯酰胺渊粤酝冤袁工业级袁安徽天
润化工公司曰 圆 原 丙烯酰胺基 原 圆 原 甲基丙磺酸
渊粤酝孕杂冤袁工业级袁河南清水源科技股份有限公司曰碳
酸钾袁工业级袁常州太华化工原料有限公司曰三羟甲基
丙烷二烯丙基醚渊栽酝孕阅耘冤袁工业级袁深圳飞扬实业有
限公司曰斯潘系列分散剂袁食品级袁温州清明化工有限
公司曰吐温系列分散剂袁食品级袁广州市润华食品添加
剂有限责任公司曰韵孕系列分散剂袁食品级袁常州太华化
工原料有限公司遥
员郾 员郾 圆摇 主要设备摇 安徽华晶新材料有限公司高吸水
性树脂水溶液辐照法生产线袁主要由远园悦燥辐照源室尧反
应渊配料冤釜尧辐照箱尧悬挂链尧造粒机尧振动流化床尧粉
碎机尧筛分机尧包装机组成咱员源暂 遥 其中院耘酝园苑 原 园缘 原
匀允园缘 型反应釜袁上海营隆机械设备制造有限公司曰不
锈钢辐照箱袁单个容量 员园园 噪早曰阅蕴郧 原猿圆园 型造粒机袁北
京胜凯达粉体设备有限公司曰振动流化床袁常州万基干
燥制粒设备有限公司制造曰粉碎机袁常州万基干燥制粒
设备有限公司曰云杂匀缘 原 悦 型筛分机袁大连孚德机械制
造有限公司遥 检测设备袁杂蕴圆缘圆 型电子天平袁上海民桥
电子仪器厂曰运宰源园孕 型号紫外灯袁南京华强电子有限
公司等遥
员郾 圆摇 工艺流程
摇 摇 工艺过程见图 员遥
图 员摇 保水剂生产工艺流程图
云蚤早援 员摇 孕则燥凿怎糟贼蚤燥灶 责则燥糟藻泽泽 枣造燥憎 凿蚤葬早则葬皂 燥枣 泽怎责藻则葬遭泽燥则遭藻灶贼
远员猿
摇 猿 期 辐照法合成农用保水剂渊中试域冤
员郾 猿摇 试验设计
前文咱员源暂 在单体质量比 皂 渊 粤酝孕杂冤院 皂 渊 粤酝冤为
源郾 圆远院员猿郾 源源 条件下袁考察了单体质量分数尧粤酝孕杂 中和
度尧交联剂 栽酝孕阅耘用量尧聚合段和交联段的辐照剂量
对产品性能的影响遥 以此为基础袁针对影响产品性能
的辐照剂量尧破胶造粒分散剂尧干燥粒径和干燥温度等
影响因子袁采用单因子变量法研究动态条件下辐照剂
量袁辐照聚合后凝胶破胶粒径尧破胶造粒分散剂和干燥
条件对农用保水剂的性能及工厂经济的影响遥
员郾 猿郾 员摇 动态辐照剂量试验摇 将配好的原料分批倒入
辐照箱中袁置入悬挂链上袁控制传送速度与辐照时间袁
使辐照总剂量保持在 员源园园 耀 圆愿园园郧赠范围内袁选用相同
破胶造粒分散剂渊苑豫的斯潘 原 圆园 酒精溶液冤袁固定破
胶粒径渊缘皂皂冤尧干燥条件渊员猿园益流化床干燥冤袁进行试
验袁检测最后产品性能遥
员郾 猿郾 圆摇 破胶粒径试验摇 固定悬挂链的传送速度与辐
照时间袁选用相同分散剂渊苑豫的斯潘 原圆园 酒精溶液冤袁
保持干燥条件渊员猿园益流化床干燥冤不变袁选择 猿尧源尧缘尧
远皂皂 源 种不同孔径的孔板来控制破胶粒径的大小袁进
行试验袁检测最后产品性能遥
员郾 猿郾 猿摇 破胶造粒分散剂试验摇 固定悬挂链的传送速
度与辐照时间袁保持破胶粒径 渊 缘皂皂冤尧干燥条件
渊员猿园益冤不变袁选用煤油尧斯潘系列尧吐温系列尧韵孕 系
列的分散剂袁进行试验袁检测产品性能遥
员郾 猿郾 源摇 干燥条件试验摇 固定悬挂链的传送速度与辐
照时间袁选用相同分散剂渊苑豫的斯潘 原圆园 酒精溶液冤袁
缘皂皂破胶粒径袁将振动流化床干燥的干燥温度分别设
定为 员园园尧员员园尧员猿园尧员缘园 和 员苑园益进行试验袁分别检测其
干燥速率和产品性能遥
员郾 源摇 试验方法
试验在安徽华晶新材料有限公司高吸水性树脂生
产线上进行袁反应釜每批次原料量 缘 吨袁准确称取 粤酝
员员圆园 噪早尧粤酝孕杂 猿缘缘 噪早袁投入反应釜内袁加水 猿源园园 噪早溶
解袁再加入 源 噪早 栽酝孕阅耘袁混合均匀袁最后加入 员圆员 噪早固
态的 运圆悦韵猿中和袁中和过程要不断搅拌遥 配料完成后
分批注入 员园园 噪早 容量的辐照钢桶内渊约 远园豫体积冤袁
由悬挂链系统传送至钴源室内经远园 悦燥 酌 射线引发聚
合袁反应形成块状胶体袁按工艺要求自动换位换面辐照
达到预定辐照剂量后移出辐照室遥 取出块状胶体袁先
进行粗切碎袁然后用造粒机解碎造粒成直径 猿 耀 远皂皂
的粒子袁用热空气干燥至水分 约苑豫后袁粉碎尧筛分遥
员郾 缘摇 产品性能检测
试验主要检测产品的吸水倍数尧抗紫外时间遥 吸
水倍数包括吸蒸馏水和吸 园郾 怨豫 晕葬悦造 盐水倍数袁用以
评估产品的吸水性能曰抗紫外时间袁即在紫外灯照射下
保持凝胶状态的时间袁用来评估产品交联的稳定性遥
员郾 缘郾 员摇 吸水倍数的测定
渊员冤吸水渊蒸馏水冤倍数院精确称取 员郾 园园早 农用保
水剂产品袁记作 酝员袁置于足量蒸馏水中浸泡 源澡袁待达
到溶胀平衡后袁 将其用 愿园 目筛网滤出袁静置至无水滴
出袁称其质量袁记作 皂员袁吸水渊蒸馏水冤倍数 运员 越 渊皂员 原酝员冤 辕 酝员曰渊圆冤吸盐水渊园郾 怨豫晕葬悦造冤倍数院精确称取 员郾 园园早 农
用吸水剂产品袁记作 酝圆袁置于足量 园郾 怨豫 晕葬悦造 盐水中
浸泡 源澡袁待达到溶胀平衡后袁 将其用 愿园 目筛网滤出袁
静置至无水滴出袁称其质量袁记作 皂圆袁吸盐水渊园郾 怨豫晕葬悦造冤倍数 运圆 越 渊皂圆 原 酝圆冤 辕 酝圆遥员郾 缘郾 圆摇 抗紫外时间的测定 摇 称取 员郾 园园早 样品袁置于
足量蒸馏水中浸泡 源澡袁待达到溶胀平衡后袁用 愿园 目筛
网滤出袁 静置至无水滴出为止遥 然后在紫外探照装置
下照射袁测试其保持凝胶状态的时间渊皂蚤灶冤遥
员郾 缘郾 猿摇 毒性试验摇 产品委托安徽省疾病预防控制中
心按叶化学品毒性鉴定技术规范曳渊圆园园缘 年版冤尧叶农药
登记毒理学试验方法曳渊郧月员缘远苑园 原 员怨怨缘冤尧叶农药登记
资料要求渊农业部 圆园园员冤曳等规定进行产品袁大鼠急性
经口毒性试验袁家兔急性皮肤刺激试验遥
员郾 缘郾 源摇 质量检测摇 产品委托安徽省产品质量监督检
验研究院进行产品质量检测袁检测按农业行业标准
晕再愿愿远 原 圆园园源袁参照 晕再愿愿远 原 圆园员园 对 晕再愿愿远 原 圆园园源 的
修订袁增加了汞尧砷尧镉尧铅尧铬等修订指标的检测遥
员郾 缘郾 缘摇 应用效果试验摇 产品委托安徽省安徽省土壤
肥料总站进行田间应用效果试验遥
圆摇 结果与分析
圆郾 员摇 动态条件下辐照剂量对保水剂产品性能的影响
动态条件下辐照剂量对保水剂产品性能的影响试
验结果与静态条件下的试验结果类似袁详见图 圆遥
从图 圆 可以看出袁虽然辐照剂量是辐照合成的最
重要工艺参数袁但在一定辐照剂量范围内袁相对其他工
艺条件来说袁在试验辐照剂量范围内袁辐照剂量变化对
超高吸水性树脂的性能影响很小遥 丙烯酸类单体在 酌
射线作用下袁极低剂量即可产生自由基袁引发聚合形成
高分子聚合物遥 因为丙烯酸类物质聚合反应快袁当总
剂量达到 远园园 耀 愿园园郧赠时袁大部份的单体已经基本上发
生了聚合反应袁形成线型的高分子聚合物遥 剂量较低
时袁单体转化率低袁树脂的吸水量虽然很大袁但强度极
差袁不成型袁甚至形不成高吸水性树脂遥 辐照合成超高
苑员猿
核摇 农摇 学摇 报 圆苑 卷
图 圆摇 辐照剂量对保水剂性能的影响
云蚤早援 圆摇 耘枣枣藻糟贼 燥枣 早则燥泽泽 蚤则则葬凿蚤葬贼蚤燥灶 凿燥泽藻 燥灶 责藻则枣燥则皂葬灶糟藻泽 燥枣 泽怎责藻则葬遭泽燥则遭藻灶贼
吸水性树脂袁辐照剂量选在树脂吸水溶胀平衡后有一
图 猿摇 破胶粒径对保水剂性能的影响
云蚤早援 猿摇 耘枣枣藻糟贼 燥枣 责葬则贼蚤糟造藻 泽蚤扎藻 燥枣 糟燥造造燥蚤凿 燥灶 责藻则枣燥则皂葬灶糟藻泽 燥枣 泽怎责藻则葬遭泽燥则遭藻灶贼
定强度袁能维持一定的几何形状为最佳遥 随辐照时间
增加袁辐照总剂量加大袁树脂吸水后凝胶强度增加袁成
型性好袁但吸水倍率逐渐下降遥 随剂量的进一步增加袁
吸水性能将急剧下降遥 这是因为本试验采用的是强化
交联工艺袁交联度由交联剂 栽酝孕阅耘 用量调节袁高剂量
下将发生自交联反应导致树脂交联密度急骤增加遥 根
据以往的研究袁丙烯酸类单体凝胶化剂量在 圆郾 缘噪郧赠
左右袁因而总剂量在 园郾 愿 耀 圆郾 园噪郧赠范围内辐照剂量变
化对超高吸水性树脂的性能影响较小袁相对其他工艺
条件来说以忽略遥 这使得产品生产的操作条件变得较
为宽松袁有利于大规模工业化生产时产品质量的控制遥
圆郾 圆 破胶粒径对保水剂产品性能的影响
破胶粒径对保水剂产品性能的影响试验结果见
图 猿遥从图 猿 可以看出袁猿 耀 远皂皂孔板所生产的产品袁在
吸水和抗紫外性能上差异不大遥 中试除了要确定工艺
参数外袁还要考虑生产的实际情况遥 在确保产品质量
的前提下袁尽可能降低生产成本袁包括能源消耗尧材料
消耗等袁以提高生产效益遥 本试验中 猿尧源尧远皂皂孔板造
粒的生产条件下袁保水剂性能都能满足要求袁但是
猿皂皂尧源皂皂的孔板造粒需要的能源消耗大袁远皂皂 孔板
造粒后干燥所需时间长袁都不适合工业生产袁综合考虑
选择 缘皂皂孔径的孔板比较合适遥
圆郾 猿摇 分散剂对破胶尧造粒的影响
由于造粒孔径较小袁单螺杆造粒机的剪切力很大袁
不加入分散剂会对树脂的性能造成巨大的破坏袁初期
我们选用聚丙烯酰胺造粒用的煤油作为分散剂袁效果
很好遥 但因后续的干燥温度仅有 员猿园益袁在干燥过程
中煤油不能完全挥发袁有残留袁作为石油开采等应用没
有影响袁但作为农用则不适合遥
对食品级的斯潘系列尧吐温系列尧韵孕 系列等表面
活性剂进行了筛选试验袁溶剂选用低沸的有机溶剂酒
精尧石油醚或环己烷遥 经过试验袁发现吐温系列尧韵孕系
列存在用量大尧对后期干燥不利等一系列不足袁斯潘系
愿员猿
摇 猿 期 辐照法合成农用保水剂渊中试域冤
列的 源园 牌号以上存在需加温溶解等问题袁虽然试验效
果很好袁但工业应用由于有机溶剂用量大存在安全隐
患遥 酒精尧石油醚和环己烷在溶解斯潘 原 圆园 效果上没
有明显不同袁但石油醚存在一定毒性袁而环己烷则在气
温低于 远郾 缘益凝固袁在冬季应用困难袁故有机溶剂选用
食用酒精遥 最终确定 苑豫的斯潘 原圆园 酒精溶液作为分
散剂效果最佳袁斯潘 原圆园 用量只有树脂的 园郾 园园园缘豫 耀
园郾 园园员豫 袁分散效果极好袁并且对树脂的理化性能未发
现明显影响遥
圆郾 源 干燥条件对保水剂产品质量的影响
干燥条件对保水剂产品性能的影响试验结果见图 源遥
图 源摇 干燥条件对保水剂性能影响
云蚤早援 源摇 耘枣枣藻糟贼 燥枣 凿则赠蚤灶早 糟燥灶凿蚤贼蚤燥灶 燥灶 责藻则枣燥则皂葬灶糟藻泽 燥枣 泽怎责藻则葬遭泽燥则遭藻灶贼
摇 摇 从图 源 可以看出袁随着温度的增加袁干燥速率是先
增后减袁产品吸水倍率则是逐渐降低遥 在热风温度为
员园园 耀 员员园益时袁产品的吸水倍率最佳袁但是干燥速率较
低曰员猿园益时袁干燥速率和产品的吸水倍率适中遥 员缘园益
时干燥速率最快袁但是产品的吸水性能较差遥 员苑园益时
由于温度过高袁产品表面结膜袁使得内部的水分难以蒸
发袁干燥时间反而延长遥
综合考虑经济效益和保水剂产品性能等因素袁用
振动流化床干燥时袁温度控制在 员猿园益最合适遥
圆郾 缘摇 毒性试验尧质量检测和应用效果试验结果
毒性试验结果渊员园月晕匀园猿园缘阅冤表明袁该产品急性
经口毒性院大鼠 蕴阅缘园雌尧雄性均大于 缘园园园皂早窑噪早 原员 遭援憎贼援 袁属微毒类曰家兔皮肤刺激反应积分为 园郾 园袁属无刺
激性遥 安徽省产品质量监督检验研究院出具的检测报
告表明袁该产品质量符合农业行业标准 渊 晕再愿愿远要
圆园园源尧晕再愿愿远要圆园员园冤遥 该产品在玉米尧蔬菜上的施用
效果试验结果表明袁使用该产品的处理袁玉米前期生长
健壮袁叶色浓绿袁叶片厚而大袁根系发达袁后期叶片功能
期普遍延长袁无脱肥早衰现象发生袁抗病能力较强袁籽
粒饱满袁活棵成熟曰使用该产品的小青菜袁生长健壮袁叶
色浓绿遥 表明施用该产品对减少化肥的损失袁提高利
用率和增强农作物抗逆性等有较好的效果遥
猿摇 讨论
中试是产品工业化生产前必经的过渡环节遥 在小
试成熟后袁进行中试袁可为研究工业化工艺设计尧设备
选型尧生产提供依据遥 所以袁中试放大的目的是验证尧
完善实验室研究确定的合成工艺路线是否成熟尧合理袁
主要经济技术指标是否接近生产要求袁选定的工业化
生产设备结构尧材质尧安装和车间布置等是否适合袁为
规模生产提供数据和最佳物料量和物料消耗遥 中试需
要验证各个化学单元反应的工艺条件和操作过程袁在
使用规定的原材料的情况下袁能生产出预定质量指标
的产品袁且具有良好的重现性和可靠性遥
本实验室在新型吸水材料用于沙漠治理的研究中
渊国家 愿远猿 计划袁圆园园源粤粤猿圆郧园远园冤袁一方面真实地观察
到以丙烯酸渊盐冤为单体的吸水材料生物相容性差的
现象袁同时也发现了以 粤酝孕杂 和丙烯酰胺渊粤酝冤交联
共聚渊粤酝 辕 粤酝孕杂冤或者 粤酝孕杂 交联均聚得到的高吸水
性树脂有良好的生物相容性遥 粤酝孕杂 是一种性能优异
的新型磺酸系含烯基的强酸型水溶性阴离子单体袁极
易自聚或与其他烯类单体共聚遥 由于 粤酝孕杂的特殊结
构袁赋于 粤酝孕杂共聚物许多特殊的性能袁如对盐的不敏
感性和有较大位阻的叔丁基桥链袁使 粤酝孕杂 共聚物具
有良好的性能袁使其在水处理剂尧油田化学剂尧合成纤
维尧涂料尧印染助剂尧吸水材料尧造纸工业尧粘合剂等领
域获得了广泛的应用遥 前期研究表明袁带叔丁基桥链
的强酸型水溶性阴离子单体 粤酝孕杂与两性单体 粤酝交
联共聚得到的 粤酝孕杂 辕 粤酝农用保水剂有较高的凝胶强
度和耐盐性以及化学稳定性袁与植物有良好的生物相
容性袁克服了由弱酸型水溶性阴离子单体 粤粤 制备的
怨员猿
允燥怎则灶葬造 燥枣 晕怎糟造藻葬则 粤早则蚤糟怎造贼怎则葬造 杂糟蚤藻灶糟藻泽
圆园员猿袁圆苑渊猿冤院园猿员缘 耀 园猿圆园
聚丙烯酸类保水剂因弱酸性聚电解质的固有特性袁如
耐盐性差袁对植物幼苗生长袁尤其是幼苗根系的生长发
育有一定的抑制作用的缺陷袁这对营造适于植物尧特别
是农作物根系生长发育的微环境十分有利咱员员暂 遥
本试验以前期对 粤酝孕杂和 粤酝交联共聚农用保水
剂的系统研究咱员猿暂为基础袁在安徽华晶新材料有限公司
高吸水性树脂工业生产线上进行中试放大试验遥 所产
农用保水剂产品稳定性好渊抗紫外时间在 员缘园皂蚤灶 以
上冤袁吸水性能佳袁尤其是与常规的丙烯酸类保水剂吸
盐水倍数渊通常情况下吸 园郾 怨豫 晕葬悦造 溶液的量只有吸
蒸馏水量的 员园豫甚至更低咱员缘暂 冤相比有所提高袁达到 愿园
倍左右遥 安徽省疾病预防控制中心毒理试验结果表
明袁农用保水剂产品经大鼠急性经口毒性试验袁大鼠
蕴阅缘园 雌尧雄性均大于 缘园园园皂早窑噪早 原员 遭援 憎贼援 袁属微毒类曰
经家兔急性皮肤刺激试验袁家兔皮肤刺激反应积分为
园郾 园袁属无刺激性咱员远暂 遥 安徽省产品质量监督检验研究
院产品质量检测结果表明袁农用保水剂产品质量符合
农业行业标准渊晕再愿愿远要圆园园源尧晕再愿愿远要圆园员园冤 咱员苑暂 遥 安
徽省土壤肥料总站田间应用效果试验结果表明袁施用
该产品对减少化肥的损失袁提高利用率和增强农作物
抗逆性等有较好的效果咱员愿暂 遥
工业生产上袁除了要求高的产品性能外袁还需要考
虑生产的实际情况选择合理条件袁提高生产效率遥 破
胶粒径和干燥温度对企业的生产效率及生产成本有重
要影响遥 渊员冤破胶粒径越大袁热传递效果越差袁所需干
燥时间也越长袁增加了能源消耗也降低了生产效率曰如
果破胶粒径过小袁对切胶尧造粒的动力要求比较高袁还
容易造成造粒机过热袁使得造粒速度减慢袁生产效率降
低遥 渊圆冤干燥温度对产品生产影响是多方面的袁热风
条件下袁烘干温度超过 员园园益时袁烘干后的产品其吸水
性能就开始下降遥 超过 员缘园益后袁可能由于发生热交
联反应袁产品吸水性能极剧下降袁影响使用效果曰另外袁
温度高低决定了产品干燥时间袁在低温条件下袁产品水
分挥发慢袁干燥时间长曰高温条件下袁在产品表面结有
一层膜袁阻止内部水分的挥发袁降低干燥效果遥 过高或
过低的温度都会影响保水剂的生产成本与效率遥
源摇 结论
中试试验结果表明袁辐照合成 粤酝孕杂 辕 粤酝 农用保
水剂的生产工艺宽容度较大袁工业生产操作条件易控
制袁产品质量稳定性较好曰家兔皮肤刺激反应积分为
园郾 园袁属无刺激性曰大鼠急性经口 蕴阅缘园雌尧雄性均大于
缘园园园 皂早窑噪早 原员 遭援 憎贼援 袁属微毒类曰产品性能满足国家农
用保水剂质量标准遥 动态条件下控制动态条件下控制
辐照剂量 园郾 愿 耀 圆郾 园 噪郧赠袁聚合后凝胶用斯潘 原 圆园 酒
精溶液做破胶造粒分散剂袁选择 缘皂皂孔板的造粒机和
温度为 员猿园益的振动流化床袁可降低成本袁提高效率袁
生产条件最优遥
参考文献院
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咱 猿 暂摇 李云开袁 杨培岭袁 刘洪禄援 保水剂农业应用及其效应研究进展
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咱员猿暂摇 安徽省农业科学院农业工程研究所援 安徽省科学技术成果野晕运
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咱员愿暂摇 安徽省农业科学院农业工程研究所援 安徽省农业科技成果转化
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