[发明专利]一种保水剂用聚天冬氨酸的制备方法

说明书

本发明涉及农业领域，具体关于一种保水剂用聚天冬氨酸的制备方法；本发明以一种就有双键支链的丙烯酰氧乙基氨基改性的聚琥珀酰亚胺在水溶液中进行自由基共聚，得到具有优异吸水性能和可生物降解的保水剂用聚天冬氨酸；在合成过程中，聚天冬氨酸链段会发生交联，形成空间网状结构的大分子化合物，使材料具备了更好的吸水率，更适合作为农业吸水剂使用；本发明的方法将二乙烯基砜和乙烯基胍胺单元引入到分子网状结构中，减少的制备的成本，降低了材料的使用费用；本方法制备方法简单，具有工业化的前景，能够促进聚天冬氨酸水凝胶在农业吸水剂方面的推广应用。

技术领域

本发明涉及农业领域，尤其是一种保水剂用聚天冬氨酸的制备方法。

背景技术

保水剂使用的是高吸水性树脂，它是一种吸水能力特别强的功能高分子材料。无毒无害，反复释水、吸水，因此农业上人们把它比喻为微型水库。同时，它还能吸收肥料、农药、并缓慢释放，增加肥效、药效。

CN109266358A公开了一种农林抗旱保水剂，属于农林抗旱技术领域，所述农林抗旱保水剂通过聚谷氨酸发酵液与乙二醇二缩水甘油醚交联反应制成，所述聚谷氨酸发酵液中添加有用于增强保水剂机械性能的粉煤灰，所述聚谷氨酸发酵液与乙二醇二缩水甘油醚交联反应形成的网络中还互穿有纤维素，该发明还公开了上述农林抗旱保水剂的制备方法。该发明采用聚天冬氨酸发酵液制备保水剂，并加入生产废料粉煤灰，一方面可以降低生产成本，另一方面，制得的保水剂可降解，不会造成环境问题。

CN101955775A公开的一种生物型保水剂及其制备工艺，其是利用一种适应性强、繁殖速度快的微生物菌种和高吸水材料为载体合成一种既有保水功能，又有改良土壤功能的新型功能性保水剂。本发明工艺方法简单，生产成本极低。该发明的产品可以改良土壤、消除板结、促使植物根系发达；减少化肥用量、抑制土壤中有害菌繁殖；实现增收、改善农产品品质的作用。

CN101906188A涉及一种利用手工可工业化生产保水剂的生产工艺。它是由二乙烯基砜、乙烯基胍胺、植物淀粉、交联剂、引发剂、碱、稳定剂、自引发加热剂合成的一种既可以应用于农林业做为抗旱保水作用的保水剂，又可以用于工业用的高吸水材料，其作用原理还可用于发香、装饰、育花等多功能性。其特点是利用自引发热剂及合理的配方，使合成产物在全手工操作下，并在极短的时间内形成产品。

聚天冬氨酸是一种在农业、环境(植物生长促进剂、保水剂、高吸水固沙材料)等领域具有重要用途的可生物降解的、生物相容性好的高分子材料。聚天冬氨酸作为固沙吸水材料的主要特点有:(1)吸水倍数高；(2)本身及其降解物是优良的植物生长调节剂，可以作为沙漠化植物的营养成分，改善植被；(3)配伍和分散性好，可以和其它保水及固沙材料混合，固沙效果好。因此，在干旱、半干旱地区种植先锋植物来进行生态修复以及农牧生产中有着非常良好的应用前景。但目前由于现有聚天冬氨酸的合成大多工艺复杂、产量低，使得其成本高昂、生产过程易造成环境污染而无法大规模生产，所以其应用受到极大限制。无法低成本、无污染的制备聚天冬氨酸水凝胶，成为聚天冬氨酸水凝胶无法推广应用的主要原因。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种保水剂用聚天冬氨酸的制备方法。

一种保水剂用聚天冬氨酸的制备方法，其具体方案如下：

按照质量份数，将40-60份的改性聚琥珀酰亚胺与75-100份的纯水混合均匀后将氢氧化钠的水溶液加入到反应釜中，控制反应液pH值为8.2-9.6，搅拌反应1-5h，完成后将3.7-4.8份的二乙烯基砜，0.8-1.9份的乙烯基胍胺和0.2-0.6份的交联剂加入到反应釜中，搅拌混合均匀后控温40-60℃，将10-20份的含有0.3-0.6份的引发剂的水溶液缓慢加入到反应釜中，控制在20-40min内加入完毕，然后控温到50-75℃，搅拌反应3-6h，完成后在乙醇中沉析，干燥后即可得到所述的一种保水剂用聚天冬氨酸。

其部分反应机理的方程式示意为：