隨著世界人口劇增，經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，全球用水量急劇增長(zhǎng)，水污染日益嚴(yán)重，導(dǎo)致水資源短缺問題在世界范圍內(nèi)日益顯現(xiàn)，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中表現(xiàn)得尤為突出。水資源影響著全球的環(huán)境與發(fā)展，中國(guó)的水資源短缺問題更為嚴(yán)重，特別在中國(guó)北方地區(qū)(如華北地區(qū)等)。北方缺水地區(qū)持續(xù)枯水年份的出現(xiàn)，以及黃河、 淮河、 海河與漢江同時(shí)遭遇枯水年份等不利因素的影響，加劇了北方水資源的供應(yīng)失衡. 所以，阻止水土流失和抗旱節(jié)水已成為我國(guó)農(nóng)業(yè)在未來(lái)能否可持續(xù)發(fā)展迫切需要解決的問題。 保水劑稱高吸水劑、 強(qiáng)吸水樹脂(super absorbent polymer, SAP)，是一種能夠吸收自身原來(lái)尺寸和重量數(shù)倍水分的化合物. 保水劑吸水后形成的水凝膠可緩慢釋放水分供作物利用，同時(shí)，又能增強(qiáng)土壤保水性，改良土壤結(jié)構(gòu)，影響土壤理化性質(zhì)、 作物根系生長(zhǎng)發(fā)育等，進(jìn)而影響水分和溶質(zhì)在土壤中的運(yùn)移規(guī)律和作物生理機(jī)能，提高化肥的利用率。目前近30個(gè)國(guó)家已將保水劑用于工業(yè)、 農(nóng)業(yè)、 建筑、 園藝、 衛(wèi)生等多個(gè)領(lǐng)域，在農(nóng)業(yè)上也得到了很好發(fā)展，應(yīng)用前景廣闊。在保水劑的應(yīng)用環(huán)節(jié)中，在注重其保水性能的同時(shí)，還應(yīng)借鑒化學(xué)品環(huán)境安全評(píng)價(jià)的方法。工業(yè)增稠劑價(jià)格表
國(guó)內(nèi)外的保水劑共分為兩大類，一類是丙烯酰胺-丙烯酸鹽共聚交聯(lián)物（聚丙烯酰胺、聚丙烯酸鈉、聚丙烯酸鉀、聚丙烯酸銨等）；另一類是淀粉接枝丙烯酸鹽共聚交聯(lián)物(淀粉接枝丙烯酸鹽）。 聚丙烯酸鈉--聚丙烯酸鈉為白色或淺灰色顆粒狀晶體，主要成分有：聚丙烯酸鈉88%（其中含鈉24.5%)+水8%-10%+交聯(lián)劑0.5%-1.0%。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的保水劑大多是這種成分的產(chǎn)品。其主要特點(diǎn)是：吸水倍率高，吸水速度快，但保水性能只能保持2年有效。據(jù)造林試驗(yàn)觀測(cè)，這類產(chǎn)品的吸水能力和吸水速率明顯高于聚丙烯酰胺產(chǎn)品，在土壤中如遇充分給水，0.5-1.0小時(shí)后便迅速吸收自重的130-140倍的水分；但第二年的吸水倍率要降低約60%左右。由于聚丙烯酸鈉會(huì)造成土壤中鈉離子含量的遞增，林業(yè)和農(nóng)業(yè)用保水劑的生產(chǎn)廠家大多改為生產(chǎn)聚丙烯酸鉀或聚丙烯酸銨。江西工業(yè)增稠劑制造商聚丙烯酸-無(wú)機(jī)礦物復(fù)合型保水劑一開始便能迅速吸水。
保水劑的減縮型主要是通過(guò)酯化反應(yīng)而形合成的， 不只具有一定的減水效果和減縮功能，且能夠馮分發(fā)揮混凝土減水的作用。 當(dāng)含泥量大于2%時(shí)，就會(huì)影響到混凝土的流動(dòng)性。對(duì)于細(xì)砂，可采用差率調(diào)整的方式促進(jìn)混凝土的和易性的改善。如果降低混凝土的流動(dòng)性，減水分子變會(huì)受到粘土的影響，這是因?yàn)橥翆咏Y(jié)構(gòu)可以吸附減水分子而降低保水劑含量。故為了改善保水劑的性能，應(yīng)在保水劑中加入其他外加劑。由于高性能保水劑與多數(shù)材料無(wú)法相溶，故在使用保水劑時(shí)，應(yīng)將混凝土中的保水劑與其他保水劑分開進(jìn)行使用。因此，在 更換保水劑之前，應(yīng)先將容器清洗干凈，再將新的保水劑加入容器當(dāng)中，在保水劑生產(chǎn)時(shí)，也需要將它分開進(jìn)行生產(chǎn)。同時(shí)，保水劑無(wú)法與水泥相溶。近年來(lái)，保水劑與水泥不相溶問題引起了人們的關(guān)注。不同品牌的水泥，其保水劑分子的吸附能力不一，故為確?；炷亮鲃?dòng)性，避免保水劑分子吸附問題的出現(xiàn)，需要對(duì)保水劑的分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整。
保水劑的吸水原理： 由于分子結(jié)構(gòu)交聯(lián)，分子網(wǎng)絡(luò)所吸水分不能用一般物理方法擠出而起到保水作用。 由此，同樣組成的聚合物交聯(lián)度越低，吸水倍率相對(duì)越高，其保水性、穩(wěn)定性和凝強(qiáng)度就越低，反之亦然。所以，國(guó)際上對(duì)于使用周期較長(zhǎng)的保水劑自然需要較高的交聯(lián)度，并不追求高吸水倍率和速率。以聚丙烯酰胺為例，其表觀倍率并不高，吸水速率也依粒徑不同差別很大，凝強(qiáng)度高的保水劑吸水后有一定形狀，不易解體，利于土壤透氣，吸放水可逆性好。因?yàn)楸Ｋ畡┮话銚饺氲叵?至15厘米，故國(guó)際上現(xiàn)在更強(qiáng)調(diào)加壓下的吸水倍率。依粒徑不同，聚丙烯酰胺型吸純水倍率150-300。保水劑的吸水倍率通常在300以上，但是隨著使用時(shí)間的增加，吸水倍率會(huì)減小。
保水劑的發(fā)展歷程： 中國(guó)高吸水性樹脂的研究工作起步較晚，80年代時(shí)開始起步，近20年來(lái)全國(guó)已有近20個(gè)單位先后進(jìn)行了研究，有的已轉(zhuǎn)入中試階段，并有小批量的生產(chǎn)。國(guó)內(nèi)已有批量生產(chǎn)能力的廠家，這些生產(chǎn)廠的產(chǎn)品都是聚丙烯酸鈉或淀粉接枝聚丙烯酸鈉，該類產(chǎn)品質(zhì)量，除了化合物組成本身外，主要還和設(shè)備、技術(shù)、工藝有關(guān)。國(guó)外進(jìn)口產(chǎn)品主要有比利時(shí)的保水劑，法國(guó)的保水劑，德國(guó)生產(chǎn)的保水劑，隨著國(guó)家對(duì)生態(tài)環(huán)境建設(shè)投資加大和重視，國(guó)內(nèi)保水劑類產(chǎn)品研究、開發(fā)、生產(chǎn)呈現(xiàn)一輪熱潮。保水劑的吸水原理是高分子電解質(zhì)分子鏈在水中酰胺基和/或羧基團(tuán)同性相斥使分子鏈擴(kuò)張力。上?；炷帘Ｋ畡┢放?/p>
保水劑在草業(yè)和植樹中有應(yīng)用。工業(yè)增稠劑價(jià)格表
保水劑的其他功能： 其一，是由于用水量減少，石膏在水泥漿中的溶出量很少，其濃度不足以控制C3A的水化，造成急凝，坍落度損失很快；其二，高效保水劑的加入，干擾了水泥水化的動(dòng)力，降低了石膏的溶解度，使液相中石膏的濃度更低。同時(shí)因缺少硫酸根離子，高效保水劑分子上的磺酸根基團(tuán)就會(huì)與C3A結(jié)合，使液相中的高效保水劑劑量減少，失去對(duì)水泥的分散作用，加快坍落度損失。水泥比表面積和顆粒級(jí)配影響高效保水劑的分散效果，一般來(lái)說(shuō)，比表面積較大的水泥，摻同樣的高效保水劑，其作用效果明顯，流動(dòng)性提高幅度大。。工業(yè)增稠劑價(jià)格表