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合成高分子类抗旱保水剂微球区别于其他类可降解抗旱保水剂微球的是它们不依赖外部添加剂实现降解,而是通过其分子中固有的可断裂的化学基团(如醋键、酞胺键、醚键、碳酸醋键等)实现降解。常见的可降解合成高分子主要有乳酸、聚乙二醇(PEG) ,聚丙烯醇(PVA)等。如以PVA、海藻酸钠(sA)和酵母为原料进行微球的制备。PVA分子链上富含经基,增强了其水溶性的同时也为微生物提供酶攻击的位点,进而实现生物降解。且所得产品经热化学改性后具备良好的保水性,在农业上具有潜在的应用前景。目前关于这类自身具备生物降解性的合成高分子的研究主要集中在生物医学领域,且大部分仍依赖引人天然高分子来进一步增强其生物降解性。 可降解抗旱保水剂根据形态可分为纤维状、粉末状、球状、片状四类,其中球状抗旱保水剂因其高比表面积、高溶胀能力等优点而具有更好的应用潜力。目前合成抗旱保水剂微球的方法有反相悬浮聚合法、乳液聚合法、分散聚合法、微流体法、电喷雾法,3D打印法等,各方法优缺点。微流体法、电喷雾法、3D打印法等前沿技术主要是通过在微观尺度上对流体行为进行调控,进而实现对产品形貌的调控,如利用微流控技术通过调控微通道内的流体剪切力制备了明胶甲基丙烯酞(Ge1MA)/壳聚糖微球,实现了对微球尺寸和形貌的精确控制。但这些技术成本较高昂,常用于在医学领域制备功能性微球,用于制备吸水性微球的实践还较少,因此这里主要对前3种方法进行详细介绍。 反相悬浮聚合法是最常用的制备聚合物微球的方法,适用于亲水性单体,如丙烯酸、丙烯酞胺等。该方法具有聚合热易散发、体系茹度低等优点,但也存在反应时间长、生产成本高、污染环境等不足。反应初期,由有机溶剂与分散剂组成的油相包裹含有单体与引发剂的水相,在搅拌和分散剂作用下,水相变成一个个小液珠,均匀分散在有机溶液中,每个小液珠都独立进行着类似于本体聚合的反应。该方法常用于制备微米级的抗旱保水剂微球,且分散剂、引发剂及交联方式的选择都会影响产品的性能。选择利用表面交联的方式合成抗旱保水剂微球,使微球具有核一壳结构,相较于传统本体交联方式获得的产品表面局部模量提升约2.7倍。该团队后续又利用物理交联方法进行表面交联抗旱保水剂球的制备,该产品在机械性能上有显著的提高,但牺牲了部分吸水性能。http://www.xinglongchem.net