保水剂产品形状对吸水保水特性的影响

申闫春 杨献青 王芳辉 朱红

摘 要：利用自制的聚丙烯酸钾/腐植酸（PKA/HA）考察了产品形状对吸水保水特性的影响，结果显示：大颗粒、小颗粒和粉末状三种剂型的保水剂中，当保水剂的颗粒居中，即形状为小颗粒时，其溶胀度、吸水速率和倍率等综合性能均为最好，其吸收的水能够达到自身重量的近700倍。

关键词：聚丙烯酸钾/腐植酸保水剂 形状 保水特性

中图分类号：S482 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）06（b）-0100-02

保水剂是一种吸水量大，且能够保持所吸收水分不快速散发的高分子聚合物，性能优异的保水剂能够吸收超过自身重量几千倍的水分。从20世纪60年代美国农业部率先采用丙烯腈和与玉米淀粉聚合制得SGP保水剂商品后，世界各国对保水剂的研究日益增多，也开发出了众多种类的保水剂产品，使保水剂在农业生成中成为继农药和肥料之后的第三大生成资料。而且保水剂的应用不仅限于农业。目前保水剂已经在除农业之外的建筑、园艺、工业等许多领域得到广泛应用，且效果良好。

丙烯酰胺类的保水剂是目前应用最多的保水剂，其种类与合成方法的研究很多，但是，对于同一种保水剂的产品形状对保水性能的影响研究较少，本文采用自制的聚丙烯酸钾/腐植酸（PKA/HA）型保水剂，考察产品形状对吸水保水性能影响。

1 实验部分

1.1 实验材料

采用自制聚丙烯酸钾/腐植酸（PKA/HA）型保水剂，分别制成大颗粒、小颗粒、粉末三种剂型。

1.2 实验方法

1.2.1 保水性

取各种剂型保水剂各0.1g，每种形状的保水剂各取3份，放置于9个表面皿中，每个表面皿中加入蒸馏水150g，让每个样品充分吸水，再成凝胶状态后，取出凝胶状物称重，待连续三次称重其重量几乎无变化时，证明其吸水完全，取每种剂型样品的3份平均值为每种剂型样品的最终吸水量。

1.2.2 吸水耐久性

通过对保水剂的重复吸水次数来判定保水剂的吸水耐久性，即按1.2.1中测定保水性的方法，待吸水完全后，將其放入烘箱中烘干，再按测定保水性的方法吸水完全，再烘干，然后重复多次，直到其吸水性能下降到设定值。

2 实验结果与讨论

2.1 保水性

在研究过程中，大部分实验是在室内进行的，各种剂型的保水剂在室内保水能达6d以上。但是保水剂的使用几乎都是在室外非恒温的情况下进行的，因此，我们主要进行室外保水性测试试验，室外测试结果如表1所示。从表1中的数据可以看出，每种形状的保水剂都具有保水性。各保水剂的保水性能均能保持4d以上，但粉末性的保水剂能够完全蒸干，几乎不残留水分，但是颗粒型的保水剂在相同处理条件下处理后，均能够保持一定的水分在保水剂中。在室外时，风速变化和温度变化，会直接影响保水剂中的水分蒸发，其保水性能略比室内的保水性差。

2.2 吸水速率

保水剂对水的吸收速率也是考察保水剂性能的指标之一，对三种形貌的保水剂的吸水速率进行测试，结果如图1。

在测试过程中发现，三种形貌的保水剂一放入水中遍马上开始吸收水分。但是，保水剂的形貌不同，吸收速率和吸收量也大不相同。从图1可以看出，三种形貌的保水剂中，粉末型和大颗粒型保水剂的吸水量随时间增加，先快速上升，但在12min后，基本达到饱和，之后曲线基本保持不变，也即是在12min之后这两种保水剂不再吸水。小颗粒的吸水量随着时间增加，一直增长，27min之后，增加才趋于缓慢。

2.3 吸水次数

笔者吸水次数可以表示保水剂的耐水性能，对保水剂进行吸水次数的测定，其结果如表2所示，数据显示，各种形状的保水剂都具有较好的重复利用性能，所有形状的保水剂中，颗粒型的保水剂在前期能够吸水量达到自身重量的700多倍。经过20次重复，最差的粉末型保水剂的吸水倍数仍然在310倍以上。每次重复之后，吸水率总体为下降趋势。

3 结语

笔者考察了自制聚丙烯酸钾/腐植酸保水剂不同形状（粉末、小颗粒、大颗粒）产品对保水性能的影响。三种剂型保水剂中小颗粒溶胀度、吸水倍率最大，吸水速率最快，室内和室外保水性能最好，反复利用次数最多。

参考文献

[1] 罗云美.保水剂对马铃薯生长及抗旱生理指标的影响 [J].云南农业，2018（4）：73-77.

[2] 刘川，查轩，黄少燕.保水剂施用方式对花岗岩红壤坡面水土保持的影响[J].水土保持学报，2017，31（6）：110-115.