[发明专利]碱高粱秸秆接枝固沙剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种碱高粱秸秆接枝固沙剂及其制备方法。本发明利用乳液预乳化工艺，以碱高粱秸秆为底物接枝丙烯酸酯及醋酸酯乳液合成新型固沙剂，所制备获得的新型环保固沙抑尘剂具备良好固沙性能，在300℃以下热稳定性良好，具有良好的亲水保水性，固化后具有良好的韧性，固含量1％时，沙柱压缩强度大于1MPa，能够有效促进种子的出芽率及生长度，满足应用要求。并且该制备方法成本低廉，简单易行。

技术领域

本发明涉及农业技术领域，尤其是一种碱高粱秸秆接枝固沙剂及其制备方法。

背景技术

高粱秸秆的再利用处理方式一般分为饲料和焚烧还田。一直存在资源利用率低，环境污染大等问题。高粱秸秆由大量纤维素、半纤维素和木质素等组成，具备良好的亲水性。对秸秆废弃物回收再利用，改性与单体反应制备新型高分子材料是当前研究的热点之一。仁怀市处于典型喀斯特地貌地区，目前水土流失是造成环境恶化的主要成因。而天然高分子接枝共聚固沙剂被认为是解决这类问题的最佳方法。

Lepoutre等成功将漂白的造纸浆粕与聚丙烯腈接枝，使得利用这类天然高分子化合物制备新型材料的研究开始活跃。钟帅等GS-3生态固沙剂是一种改性醋酸乙烯酯高分子聚合物(阳离子P(VAc-BA-DMC)乳液)以及张佳珺等合成了纤维素丙烯酰胺接枝共聚物具备一定固沙能力，但保水性较差；杨明坤等合成了以羧甲基纤维素钠接枝丙烯酰胺的环保固沙剂以及孔维青等利用秸秆制备丙烯酸酯乳液新型固沙抑尘剂，由于其原料便宜，性能一般，是制备固沙剂新的研究方向和趋势。

发明内容

本发明的目的是：提供一种碱高粱秸秆接枝固沙剂及其制备方法，它具备良好固沙性能，还能很好促进固沙草种的生长，而且制备方法简单易行。

本发明是这样实现的：碱高粱秸秆接枝固沙剂，采用乳液接枝共聚法，以碱性高粱秸秆作为接枝底物，制备丙烯酸丁酯/醋酸乙烯酯；按质量份数计算，包括丙烯酸丁酯25-35份、醋酸乙烯酯65-75份、乳化剂3-5份、引发剂0.8-1.2份、接枝底物2-3份及足量的去离子水为制备原料。

所述的乳化剂为十二烷基苯磺酸钠，所述的引发剂为过硫酸铵。

碱高粱秸秆接枝固沙剂的制备方法将接枝底物和乳化剂混合并加入去离子水，保持搅拌升温至80-90℃，完全溶解15-20分钟，滴加1/4量的引发剂到混合溶液中，将混合好的聚合物单体取1/4量滴加混合溶液中，反应1-1.5小时后再缓慢滴加余下的引发剂溶液和单体混合液，同时全部滴完，恒温65℃反应1h，停止加热，继续搅拌熟化1h，降温出料，即获得碱高粱秸秆接枝固沙剂。

所述的接枝底物的制备是，将高粱秸秆烘干粉碎后过100目筛，加入0.1mol/LNaOH溶液，固液比为1:20Kg/L，在45-55℃下搅拌浸泡24小时以上，然后用稀盐酸中和至中性，再进行洗涤抽滤，烘干，得碱高粱秸秆作为接枝底物。

由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明利用乳液预乳化工艺，以碱高粱秸秆为底物接枝丙烯酸酯及醋酸酯乳液合成新型固沙剂，所制备获得的新型环保固沙抑尘剂具备良好固沙性能，在300℃以下热稳定性良好，具有良好的亲水保水性，固化后具有良好的韧性，固含量1％时，沙柱压缩强度大于1MPa，能够有效促进种子的出芽率及生长度，满足应用要求。并且该制备方法成本低廉，简单易行。

附图说明

图1为固沙剂和两种单体的红外光谱图；

图1中，a:乙酸乙烯酯；b：丙烯酸甲酯；c:碱高粱秸秆；d:接枝固沙剂；

图2为固沙剂热重曲线图；

图3为沙粒粘结状态的扫描电镜图像；

图4为不同固含量制作的沙柱非标准样模型；

图5为不同固含量沙柱的最大抗压强度曲线；