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文档简介

水凝胶（Hydrogel）是一种由聚合物分子交联而成的具有三维网络结构的高分子材料，不溶于水，也不溶于有机溶剂，能吸收数百倍至数千倍于自身重量的水，经干燥处理后称为高吸水性树脂，具有高吸水性、高保水性及高膨胀性，广泛应用于医疗卫生、建筑材料、环境保护、农林牧业等领域，已成为当前功能高分子材料领域的一个研究热点。互穿网络（IPN）是两种或者两种以上的聚合物网络结构相互穿透所形成的化学共混网络体系，网络结构之间仅仅只是物理贯穿。通过IPN技术不仅可使聚合物网络比表面积增大，而且由于氢键、离子键等作用，其稳定性、吸水能力及吸水速率均得到提高。作者拟采用水相法来制备PASP/聚丙烯酸（PAA）互穿网络（PASP/PAAIPN）水凝胶，考察两种网络的比例对IPN性质的影响，以提高吸水性树脂的稳定性和耐盐性，最终采用盆栽实验对比PASP/PAAIPN水凝胶和市售PAA保水剂对芹菜生长的影响，以期为PASP保水剂的设计开发和推广应用提供指导。摘要：采用水相法制备了聚天冬氨酸-聚丙烯酸互穿网络（PASP/PAAIPN）水凝胶，通过正交实验优化其制备工艺。利用FTIR、SEM、TGA和DSC对PASP/PAAIPN水凝胶的结构及性能进行表征，考察了PASP/PAAIPN水凝胶在不同温度及pH条件下的吸水率，最后作为保水剂进行芹菜盆栽实验。结果表明，互穿网络组成对水凝胶的稳定性和吸水性具有明显的影响，最终工艺条件为聚琥珀酰亚胺3g、丙烯酸2mL、交联剂乙二醇二缩水甘油醚1g、交联剂N,N′-亚甲基双丙烯酰胺16mg，在该条件下得到PASP/PAAIPN水凝胶吸液倍率为266g/g，吸盐水倍率为63g/g，具有良好的热性能、pH敏感性和温度敏感性。盆栽实验证明，PASP/PAAIPN水凝胶无论正常浇水还是干旱胁迫下，芹菜生长情况、光合速率及叶绿素含量均优于市售PAA保水剂，对应的光合速率较PAA保水剂分别高7.82%和53.40%；叶绿素含量较PAA保水剂分别高58.33%和249.70%。结论采用水相法合成PASP/PAAIPN水凝胶，并通过正交设计优化制备工艺，综合考虑水凝胶的稳定性和吸水性，确定最终工艺为PSI3g、AA2mL、EGDE1g、MBA16mg，所制备的PASP/PAAIPN水凝胶吸水倍率为266g/g，吸盐水倍率为63g/g，并且具有温度和pH敏感性。将合成的PASP/PAAIPN水凝胶应用于实验室芹菜种植，并与市售PAA保水剂和空白组进行对比，结果表明，添加PASP/PAAIPN水凝胶的芹菜无论正常浇水还是干旱胁迫下，其生长情况、光合速率及叶绿素含量均高于PAA组和空白组。尽管PASP/PAA的成本要高于市售PAA保水剂，但是PASP/PAAIPN

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