[发明专利]一种聚天冬氨酸复合物及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种聚天冬氨酸复合物的制备方法，包括：将透明质酸钠溶解在水中，调节体系pH值为5.8‑6.4，在搅拌状态下依次加入碳二亚胺、N‑羟基琥珀酰亚胺，加入L‑半胱氨酸乙酯盐酸盐搅拌得到预制料；将聚琥珀酰亚胺、氢氧化钠溶液混合，调节温度搅拌，调节体系pH值为4.8‑5.5，加入预制料、苯丙烯酰胺搅拌，加入乙二醇二缩水甘油醚进行反应，甲醇沉淀，提纯，真空干燥得到聚天冬氨酸复合物。本发明还公开了一种聚天冬氨酸复合物，采用上述聚天冬氨酸复合物的制备方法制得。本发明还公开了上述聚天冬氨酸复合物的应用。本发明吸水、释水性能优异，耐压缩强度高，而且热稳定性优秀，显著延长保水时间，同时土壤改良效果良好。

技术领域

本发明涉及农业技术领域，尤其涉及一种聚天冬氨酸复合物及其制备方法和应用。

背景技术

当前我国水资源有限，用于农业用水量的不断增长，加之水资源污染日益加剧，所以水源的合理开发和利用已成为农业发展规划中的一个重要战略问题，目前我国农业用水占全国总用水量的80％，水资源的有效利用率低，发展节水农业绝非权宜之计，而是长期的重大任务。

我国梨树栽培历史悠久，资源丰富，栽培面积和产量居世界首位，约占世界60％以上。砀山酥梨原产安徽省砀山县，因其果肉酥脆、汁液丰富、风味好、耐贮藏，综合栽培和经济性状优良。但酥梨种植过程中用水量极大，一般在沙土地种植，不仅水分流失快，而且灌溉成本极高。水分是酥梨主要的组成部分，酥梨的含水量高达75％以上，水分参与酥梨中的多个合成过程；而酥梨梨树根系对土壤营养物质的吸收，只有在土壤中水分充足时才可进行，酥梨的生长除了自身消耗水分外，还存在土壤水分蒸发、径流与渗漏、杂草与梨树争水等，急需针对酥梨种植开发一种合理、环保的保水剂以提高水资源的有效利用率。

保水剂是利用强吸水树脂制成的具有超高吸水、保水能力的高分子聚合物。保水剂具有很强的亲水性而自身不溶于水，能迅速吸收比自身重量百倍的水，吸水膨胀后形成凝胶，可以反复吸水和释水，以增强土壤的水分保持能力，以供植物吸收和利用。聚天冬氨酸作为一种生物高分子聚合物，其由天冬氨酸的氨基和羧基聚合而成，其主要通过共价交联形成且侧链上含有大量的羧基，其为亲水性的三维网络结构，可以吸收和保持大量的水分，且可进行生物降解，其长链结构的肽键易被微生物、真菌等作用发生断裂，最终降解成氨、二氧化碳和水，对环境无污染，可重复使用，同时可通过螯合作用可将土壤中的养分富集在作物的根部，增强对营养元素的吸收，进而提高土壤营养元素的有效性，减少肥料的用量，降低成本。但现有聚天冬氨酸应用于农林保水时，发现其耐压缩性能差，极易破碎，所形成的水凝胶热稳定性极差，受热易分解，保水效果远远低于市售保水剂。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种聚天冬氨酸复合物及其制备方法和应用，吸水、释水性能优异，耐压缩强度高，高压下不易破裂，而且热稳定性优秀，显著延长保水时间，同时土壤改良效果良好，适于作为保水剂应用于农业、林业生产活动。

本发明提出的一种聚天冬氨酸复合物的制备方法，包括如下步骤：

S1、将透明质酸钠溶解在水中，调节体系pH值为5.8-6.4，在搅拌状态下依次加入碳二亚胺、N-羟基琥珀酰亚胺，加入L-半胱氨酸乙酯盐酸盐搅拌得到预制料；

S2、将聚琥珀酰亚胺、氢氧化钠溶液混合，调节温度搅拌，调节体系pH值为4.8-5.5，加入预制料、苯丙烯酰胺搅拌，加入乙二醇二缩水甘油醚进行反应，甲醇沉淀，提纯，真空干燥得到聚天冬氨酸复合物。

优选地，S1中，透明质酸钠、水、碳二亚胺、N-羟基琥珀酰亚胺、L-半胱氨酸乙酯盐酸盐的重量比为2-8：50-80：1-2：0.2-0.8：0.5-1。

优选地，S1中，用浓度为0.4-1.1mol/L盐酸调节体系pH值为5.8-6.4。

优选地，S2中，调节温度至55-65℃搅拌30-50min。