缓释型淀粉改性保水剂的合成与性能研究开题报告

1. 研究目的与意义

水是人类生活和生产活动不可缺少的重要资源，是经济社会可持续发展的基础，也是作物生长的先决条件。我国水资源整体上短缺，年平均降水总量约6.188万亿立方米，年水资源总量约2.7万亿立方米，居世界第六位，但人均占有量仅2250立方米，只有世界平均水平的1/4，亩均1300立方米，是世界平均水平的一半。每公顷平均水资源占有量27000m3，也只有世界平均水平的2／3，中国北方己被联合国列入世界水资源最贫乏的13个国家和地区之一。同时。受大陆性季风气候的影响，我国水资源时空分布极不均匀，年内和年际间变化差异很大。与人口、耕地资源分布极不协调，使水资源的开发利用难度很大。我国水资源的特点：一是地区分布不均，长江及其以南的流域面积占全国总面积的36.5％，其水资源量却占全国总量的81％，黄河及其以北流域面积占全国总面积的63.5％，其水资源量仅占全国总量的19％，更加剧了我国的缺水状况；二是降水的年内年际分配极不均匀，全国大部分地区年内连续四个月降水量占全年的70％左右，这就决定了中国是一个水旱灾害频繁的国家。

因此，在水资源缺乏的地区，保持水土和抗旱节水已成为我国农业持续发展的必然选择。这些问题促使各国科学家开始研究解决干旱问题的有效方法，应用少量的化学控制剂进行农业防旱抗旱越来越引起国内外专家的高度重视。保水剂、抗早剂、种子复合包衣剂、保墒剂、抗蒸抑腾剂、土壤结构改良剂等大量应用于农业防旱抗旱，并在农业生产和水土保持中取得了巨大的生态和经济效益。1997年3月，水利部农村水利司指出，施用化学剂也是行之有效地节水措施，在十早缺水地区应大力推广。

保水剂是一种高吸水性树脂（sap），作为近年来发展迅速的化学节水技术，应用于农业可增强土壤保水性，改良土壤结构，减少土壤水分、养分流失，提高水肥利用率，保温，保肥，促进根系生长，增加作物产量等，并可广泛用于沙漠治理、土壤改良、城市绿化、草坪养护等，是一项新型抗旱节水技术。2001年，施用保水剂被列为十大节水灌溉技术之一。随着水资源的日益短缺，保水剂已经成为一种适合中国国情的高科技抗旱产品，也是继化肥、农药、地膜之后又一个对农作物起重要作用，而且易被农民接受的化学制品。

2. 国内外研究现状分析

50年代，goodrich公司开发了交联聚丙烯酸的生产技术，使得吸水性高分子物质应用于增黏剂。超强吸水性树脂的出现是1961年美国农业部北方研究所c.r.russell等从淀粉接枝丙烯腈开始研究，该吸水性树脂最初在亨克尔股份公司工业化成功，其商品名为sgp(starchgraftpolymer),当时美国主要以农业为中心积极推广应用，首先应用在土壤改良、保水抗旱、育种保苗等方面。60年代末至70年代，美国starch、generalmillschemical,日本住友化学、三洋化成工业等公司相继成功地开发了高吸水性树脂。其中成效最大的是美国、日本、法国和德国等。80年代开始出现用其他天然化合物衍生物经化学反应制取吸水性物质，合成超强吸水性树脂的发展，促进应用研究的开展。　

吸水性复合材料在20世纪80年代产生。由于它能改善超强吸水性树脂的耐盐性、吸水速度、吸水后水凝胶的强度等许多性能，所以发展迅速。近年已开始研究吸水性高分子物的共混技术。这些为发展高吸水性材料提供了更加广阔的前景。　　

中国高吸水性树脂的研究工作起步较晚，80年代开始起步，近20年来全国已有近20个单位先后进行了研究，有的已转入中试阶段，并有小批量的生产。目前国内已有批量生产能力的厂家，这些生产厂的产品都是聚丙烯酸钠或淀粉接枝聚丙烯酸钠，该类产品质量，除了化合物组成本身外，主要还和设备、技术、工艺有关。国外进口产品主要有比利时tc，法国snf的aquasorb保水剂，随着国家对生态环境建设投资加大和重视，国内保水剂类产品研究、开发、生产呈现一轮高潮。

3. 研究的基本内容与计划

一．研究内容：

1.采用自由基聚合，将丙烯酸钠接枝到玉米淀粉上制得超强保水剂。

2.采取某些措施减小某种活性制剂的释放速度,从而在某段时间内,体系中的活性制剂可以维持有效浓度。

4. 研究创新点

玉米淀粉作为接枝共聚物，是一种资源丰富,价廉易得的天然高分子化合物，属于环境友好材料，玉米淀粉接枝丙烯酸、丙烯酰胺均可获得高吸水率的保水剂。