Page 105 - 《精细化工》2020年第8期

第 8 期 赵俭波，等: PASP/PAA 互穿网络水凝胶的制备及其作为保水剂的应用 ·1603·

这表明 PASP 网络已初步形成；然后，升温至 75 ℃， 水分后称重，按式（1）计算水凝胶的吸水率。
磁力搅拌下加入一定质量的 MBA 和 0.02 g APS，使 SR  (W  0 t W  n W 0 ) /W （1）

溶液中的 AA 交联，即得 PASP/PAA IPN 水凝胶， 式中：SR—水凝胶的吸水倍率，g/g；W t —时间 t 时
60 ℃下烘干，研磨至粉末状，室温下保存备用。查 水凝胶质量，g；W 0 —干燥的水凝胶质量，g；W n —
阅文献 [10,14-15] 可知，PASP 网络与 PAA 网络质量比 茶袋质量，g。
是影响互穿网络稳定性与耐盐性的主要影响因素， 1.4.2 水凝胶的耐盐性测试
因此，确定丙烯酸用量、EGDE 用量和 MBA 用量为 以生理盐水（质量分数 0.9%的 NaCl 水溶液）
3
正交实验的 3 个因素。采用 L 9 (3 )探讨其最佳用量， 代替蒸馏水，采用茶袋法测试水凝胶的吸水率。
实验的影响因素和水平见表 1。PASP/PAA IPN 的形 1.4.3 水凝胶的 pH 敏感性测试
成如下所示： 以 pH 为 3~8 的磷酸缓冲溶液代替蒸馏水，将
0.1 g 干燥后的水凝胶置于茶袋中浸泡 12 h，采用茶
袋法测试水凝胶的吸水率。
1.4.4 水凝胶的温度敏感性测试
用茶袋法测定水凝胶在温度为 30~70 ℃的蒸
馏水中浸泡 24 h 的吸水率。
1.5 PASP/PAA IPN 水凝胶作为保水剂的应用

表 1 正交实验因素水平表 环氧交联的水凝胶主要用作农林保水剂，采用
Table 1 Factors and levels table of orthogonal experiment 盆栽实验，以水芹菜为应试作物在基质蛭石中培育生
长。考察 PASP/PAA IPN 水凝胶和市售 PAA 水凝胶
A B C
水平
丙烯酸用量/mL EGDE 用量/g MBA 用量/mg 对芹菜生长情况的影响，实验组和空白组中各组保
1 1.0 0.5 8 水剂添加量和浇水量如表 2 所示，每两天浇水一次，
2 1.5 1.0 16 种植一个月后测试芹菜的光合速率和叶绿素含量 [17] 。
3 2.0 1.5 24
表 2 实验组和空白组芹菜种植方案
1.3 PASP/PAA IPN 水凝胶的表征 Table 2 Celery planting plan of experimental and blank
control groups
采用 FTIR 测试 PASP 水凝胶和 PASP/PAA IPN
空白 PASP/PAA IPN 市售 PAA
水凝胶的官能团和结构；用 SEM 观察 PASP 水凝胶 正常 干旱 正常 干旱 正常 干旱
和 PASP/PAA IPN 水凝胶的表面形貌；用 TG-DSC 浇水 胁迫 浇水 胁迫 浇水 胁迫
测定 PASP 水凝胶和 PASP/PAA IPN 水凝胶的热性 保水剂添加
0 0 5 5 5 5
能；用旋转流变仪监测水凝胶的流变特性，保持 1% 量/g
的恒定应变和 1 rad/s 的频率。 浇水量/mL 180 90 180 90 180 90
1.4 吸水性测试
1.4.1 水凝胶的吸水性测试 2 结果与讨论
采用茶袋法测定水凝胶的吸水率 [16] 。准确称取
0.1 g 干燥后的水凝胶置于 300 目茶袋中，系紧后浸 2.1 PASP/PAA IPN 水凝胶工艺优化
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入装有一定量蒸馏水的烧杯中，浸入的位置为水面 按照正交实验 L 9 (3 )设计合成 9 组样品，然后采
距离袋口约 1/4 处，且应避免茶袋与容器壁接触。 用流变仪测定 9 种互穿水凝胶的弹性模量（G'）和损
常温下放置一段时间后，取出静置悬挂 5 min，沥干 耗模量（G''）随应变的变化情况，结果如图 1 所示。