Page 44 - 《精细化工》2019年第11期

·2192· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 36 卷

P(AA-AM)/Urea 的初始吸水速率（86.58 g·min/g）
比 P(AA-AM)/Urea（68.68 g·min/g）高得多，而且
PVA/P(AA-AM)/Urea 的吸水倍率（505 g/g）也略高
于 P(AA-AM)/Urea（414 g/g）。同时提高了 PVA/
P(AA-AM)/Urea 树脂的热稳定性，延缓了释水时间。
（3）制备的 PVA/P(AA-AM)/Urea 树脂具有良好
的尿素缓释功能，在蒸馏水中持续释放尿素可达
13 d，弱酸和近中性的环境更有利于树脂中尿素的
释放。农林业施用可以减少常规施肥过程中肥料流
失所造成的经济损失和环境污染。
图 13 （a）PVA/P(AA-AM)/Urea 树脂在水中尿素的释放
曲线；（b）PVA/P(AA-AM)/Urea 树脂在不同 pH
参考文献：
溶液中尿素的释放曲线
Fig. 13 (a) Urea release curve of PVA/P(AA-AM)/Urea [1] Zhong K, Lin Z T, Zheng X L, et al. Starch derivative-based
and (b) urea release curve of PVA/P(AA-AM)/ superabsorbent with integration of water-retaining and controlled-
Urea under different pH conditions release fertilizers[J]. Carbohydrate Polymers, 92(2): 1367-1376.
[2] Mohammed A D, Young D A, Hermanus C M. Synthesis and study of
superabsorbent properties of acryloylated starch ester grafted with
图 13a 为 PVA/P(AA-AM)/Urea 在蒸馏水中尿素 acrylic acid[J]. Starch-Starke, 2014, 66(3/4): 393-399.
的释放情况。从图中可见，1 h 尿素的初始释放量约 [3] Teli M D, Mallick A. Utilization of waste sorghum grain for
producing superabsorbent for personal care products[J]. Journal of
为释放总量的 45%，随着时间的推移，PVA/P(AA-
Polymers and the Environment, 2017, 26(4): 1393-1404.
AM)/Urea 树脂的尿素释放量在初始的 2~4 d 呈明显 [4] Radwan M A, Al-Sweasy O H, Elazab H A. Preparation of hydrogel
上升趋势，随后逐渐放缓，在 13 d 左右达到释放平 based on acrylamide and investigation of different factors affecting
rate and amount of absorbed water[J]. Agricultural Sciences, 2017, 8:
衡，曲线逐渐趋于平缓。说明 PVA/P(AA-AM)/Urea
161-170.
树脂中尿素释放速率较为缓慢，持续性强，能够可 [5] Tubert E, Vitali V A, Alvarez M S, et al. Synthesis and evaluation of
持续性为植物提供养分。尿素缓释机理主要是：水 a superabsorbent-fertilizer composite for maximizing the nutrient and
water use efficiency in forestry plantations[J]. Journal of Environmental
分子渗透到高吸水树脂孔道中，溶解了分散在孔道 Management, 2018, 210: 239-254.
中的尿素并扩散出去，扩散速率受到尿素与聚乙烯 [6] Bhattacharyya R, Ray S K. Enhanced adsorption of synthetic dyes
from aqueous solution by a semi-interpenetrating network hydrogel
醇上的羟基、水分子之间静电力和其他物理因素（如 based on starch[J]. Journal of Industrial and Engineering Chemistry,
孔径大小）的影响 [31] 。 2014, 20(5): 3714-3725.
[7] Zhang Y, Fu C, Li Y, et al. Synthesis of an injectable, self-healable
图 13b 是 PVA/P(AA-AM)/Urea 在不同 pH 溶液 and dual responsive hydrogel for drug delivery and 3D cell cultivation[J].
中尿素的释放情况。由图可见，尿素释放量随着 pH Polymer Chemistry, 2017, 8(3): 537-544.
[8] Bortolin A, Aouada F A, Mattoso L H C, et al. Nanocomposite
的升高而增大。这是因为随着 pH 的增高，树脂中
PAAm/methyl cellulose/montmorillonite hydrogel:Evidence of
的羧基去质子化，导致树脂内部的静电斥力增强， synergistic effects for the slow release of fertilizers[J]. Journal of
树脂网络扩张，便于尿素通过网络从树脂内部释放 Agricultural and Food Chemistry, 2013, 61(31): 7431-7439.
[9] Niu Yuhua (牛育华), Luo Xiao (骆筱), Yan Xiaoyu (延小雨), et al.
出来 [32] 。因此，弱酸和近中性的环境有利于树脂中 Preparation of HA/AA-UREA slow release water retention agent[J].
尿素的持续释放。 Fine Chemiclas (精细化工), 2018, 35(2): 194-200.
[10] Wang Qiqiang (王启强), Shao Shuiyuan (邵水源). Study on the
application of urea/acrylic acid synthetic herbicide in alkaline soil[J].
3 结论 New Chemical Materials (化工新型材料), 2017, 45(9): 232-234.
[11] Zhang Tailiang (张太亮), Fan Kaixin (范开鑫), Liu Wanqin (刘婉
（1）以丙烯酸质量为基准，丙烯酰胺用量为 琴),et al.Synthesis and properties of P(AA/AM/APEG)/nano-SiO 2
composite superabsorbent resin[J]. Fine Chemiclas (精细化工),
10%、聚乙烯醇用量为 15%、尿素用量为 100%、引
2017, 34(2): 145-151.
发剂用量为 0.4%、交联剂用量为 0.05%，丙烯酸中和 [12] Dragan E S, Apopei D F. Synthesis and swelling behavior of
度为 70%，在此条件下合成的聚乙烯醇/聚(丙烯酸- pH-sensitive semi-interpenetrating polymer network composite
hydrogels based on native and modified potatoes starch as potential
丙烯酰胺)/尿素高吸水树脂吸水倍率可达 505 g/g， sorbent for cationic dyes[J]. Chemical Engineering Journal, 2011,
吸盐水倍率可达 88 g/g，并通过 FTIR、TG、DSC、 178: 252-263.
[13] Xu Chenxi (许晨曦), Pan Chunyue (潘春跃), Zhang Baojin (张报
SEM 等手段证明了 PVA/P(AA-AM)/Urea 树脂具有 进), et al. Synthesis and environmental response characteristics of
半互穿网络结构。 P(NVP-co-β-HPAT)/CS semi-interpenetrating network gel[J]. Synthetic
Chemistry (合成化学), 2009, 17(2): 167-173.
（2）P(AA-AM)/Urea 和 PVA/P(AA-AM)/Urea

树脂的各项性能比较显示，PVA 的添加不仅使得 PVA/ （下转第 2206 页）