第一节 产品生产技术发展现状
现在我国实施农业生态环境建设、农业结构调整和中西部开发战略，农业重点推广旱作节水技术，而抗旱保水技术是其重要内容。近年来，保水剂越来越受到农业领域的重视， 研究 重心也开始从如何提高保水剂的性能向其在农林业的实际应用转移。有关保水剂的 研究 进展主要集中在以下几个方面：
1、开发保水剂的制备新方法
新的制备方法要在保证产品具有优良的吸水保水性能的基础上，提高吸水速率、改善耐盐碱性能和产品凝胶强度以及热稳定性能，目前主要采用以下措施：引人非离子型亲水基团到主链上；使用含有大量亲水基团交联剂；用表面活性剂对树脂进行外层处理等。天津三农金科技有限公司用玉米淀粉作原料，在引发剂作用下，用乙烯或丙烯单体在淀粉的天然高分子骨架上接枝共聚，最后接枝共聚物靠爆聚放热自交联，从而生产出高效抗旱保水剂。该方法称为原子经济反应，实现了清洁生产。杨瑞成等利用高温快速反应法成功制备了聚丙烯酸／蒙脱上高吸水性纳米复合材料。在外界温度为20℃时，该复合材料水凝胶所需干燥时间为128h，此复合材料可望广泛应用于西部高温干旱地区的沙漠化治理。
2、 研究 保水剂的有机—无机复合
通过有机—无机复合方法，可制备出性能优良、成本低廉、实用性强的吸水材料。赵娜制备出了白鳝泥／（丙烯酸一丙烯酰胺）高吸水保水材料，吸蒸馏水的倍数可以达到1900左右，同时吸自来水倍数可以达到380倍左右，吸生理盐水能够达到124倍，在4000r／min的情况下离心1h后，其保水能力为98.97％。内蒙古水利科学 研究 院首次采用丙烯酸或丙烯酰胺与凹凸棒土合成有机—无机复合保水剂。抗钙、镁离子性能明显提高，原料成本进一步降低，与环境更友好。产品吸水倍率≥400倍；吸盐倍率≥70倍；该保水荆适合中国西部年降水量小于400mm，降雨比较集中，沙漠化、盐碱化严重的特点。
3、将常量元素、微量元素、植物生长调节剂、杀虫剂、杀菌剂等添加到保水剂中，实现其多功能化
制备多功能化保水剂主要有两种方法：一种是进行简单的包裹；另一种是使两者发生某种形式的化学反应。林晶将保水剂与化学肥料按比例配合制得了既能吸水保水抗旱保墒，又具有缓释肥料功效的保水缓释肥，并以药用植物板蓝根为试验对象进行盆栽试验，对其保水效应及板蓝根生长状况进行观察 分析 ，得出了保水缓释肥可以提高土壤的水分利用率、合理释放土壤有效养分、促生长作用明显的结论。
4、 研究 高吸水性树脂在实际应用中与土壤、作物、肥料等的效应问题，以及对灌溉模式。耕作制度和农业设施等的影响
目前国内关于保水剂的实际应用的 研究 大多集中在增加入渗、抑制蒸发等方面。但是大面积推广应用尚缺少理论基础与技术指导。庄文化采用离心机法，分别 研究 了聚丙烯酸钠与聚丙烯酰胺在不同的条件下对砂土、壤土、黏土持水能力的影响。结果表明高分子对砂土的作用效果要优于壤土与黏土，因此大面积推广应用应首先选择在土壤偏砂的地区，实验证明8／1万～20／1万用量效果较好其高分子吸持水分的约83.7％可释放出供植物利用。杨瑞香等以华南赤红壤为基质，采用盆栽法 研究 了保水剂对桉树幼苗抗寒生长及存活率的影响。结果表明保水剂可以有效提高华南赤红壤的保温性能，有利于桉树苗木抗寒生长。
第二节 产品生产工艺特点或流程
抗旱保水剂制备
1、配方
按原料配比的不同，可生产出4种保水剂。
农林抗旱保水剂配方
单位：重量或份数
2、操作
保水剂1：于带夹套的反应器中，加入水和丙烯酸，搅拌至全溶后，加入氢氧化铵搅拌混合均匀，然后加入过硫酸钾，混合均匀后，加热升温至35℃时，加入催化剂XT10、抗氧剂JFS、交联剂105，搅拌升温至55℃时，开始聚合。此时聚合反应产生的反应热会使温度不断上升，故应及时通入冷水，使反应温度最高不超过90℃。约经30分钟，聚合反应完成，即得白色固体保水剂，从反应器中取出。
保水剂2：于带夹套的反应器中，加入水和丙烯酸，搅拌至全溶后，加入氢氧化钠水溶液，搅拌混合均匀，加入过硫酸钾。然后，按保水剂1方法进行即得。
保水剂3、4：于带夹套的反应器中。加入水和丙烯酸，全溶后，加入氢氧化铵和氢氧化钠水溶液，搅拌混合均匀，加入过硫酸钾，混合均匀后，加热升温至30℃左右，加入催化剂XTl0、抗氧剂JFS、交联剂105，搅拌升温至55℃左右，聚合开始。通入冷水，使反应温度保持在80℃以下。约30分钟，聚合反应完成。保水剂1、2、3、4聚合得到的产品为半成品，再于50℃～60℃条件下干燥后，得含水率5%以下的块状白色物质，经粉碎后，即得粉状或颗粒状吸水性保水剂。
第三节 国内外生产技术发展趋势 分析
保水剂的未来开发方向主要集中在以下几个方面：
1、研制吸水倍率适中、水分有效性较高、抗离子拮抗、有效期长的新型保水剂。目前使用的阴离子型保水剂耐盐性较差，吸水速度较慢；而非离子型保水剂的吸水速度较快，耐盐性也较好，但吸水能力较低。同时目前使用较多的聚丙烯酸盐类保水剂对土壤等介质中的钙、镁等金属离子拮抗反应明显，降低了保水剂的吸水和保水倍数及应用效果。
2、开发原材料来源广的产品，尤其更广泛地开发天然资源，如纤维素多糖类、淀粉多糖类、野生植物和海生植物类等。目前保水剂的合成材料主要是石油中合成的原料、纤维素、淀粉及它们的衍生物，制造成本较高。开发天然资源不但可降低成本，而且制得的保水剂多为绿色产品，这对缓解目前的环境压力具有重要的作用。
3、开发新工艺。一方面 研究 和发展更简便的聚合方法，如降低聚合时间、简化反应条件、简易反应设备。另一方面可以将保水剂的合成和吸水性材料的加工结合在一起，有效地降低成本。
4、研制专用多功能复合型保水剂产品。目前保水剂生产中存在着功能单一，劳动力投入高，产投比低等问题。合成专用性、多元素全营养性、生物降解无污染、用途明确的环保新型多功能保水剂是未来保水剂合成的主要趋势。在研制技术路线上，一是可以考虑功能性成分的合成复合，即单个功能成分通过化学或化工合成方法，增添到保水剂的分子结构中形成复合保水剂；二是各类功能性成分的有效复合，即不同单体功能成分采用混合方法研制新的复合产品。 研究 重点在于克服不同成分间的拮抗作用，寻求不同用途的各功能成分合理配比比例、适宜混合方法等。
5、开发生物可降解性产品。这是至关重要的一点。随着人们环保意识的增强，生物可降解保水剂的开发和应用已日益受到人们的重视。国外已有不少 研究 机构开始做这方面工作。这也将是人类一个重要的 研究 课题。
6、随着我国开发重心向西北转移，保水剂将被广泛应用于沙漠改造及干旱地区的植树造林，这为保水剂的开发提供了广阔空间和强大动力。
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