一、保水剂的发展历史

干旱是全世界关注的大事。本世纪50年代以来，随着工业的快速发展和人口的急剧膨胀，气候变暖，干旱问题变得日益突出。这些问题促使各国科学家开始研究解决干旱问题的有效方法。1965年，美国科学家开发了聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸羟乙酯等交联高分子吸水材料，用作土壤保水剂。这些材料即使施加压力，析水也很难。吸纯水倍率为自身重量的20—30倍。由于生产规模小，售价较高，只在园林方面有部分应用。

1974年7月，美国农业部北方研究所发明了淀粉———丙烯晴接枝聚合进而水解得到的高吸水聚合物，其高吸水倍率令人瞩目。其后10年中，农林园艺专利达71个，占其总专利的19%。但只是近10年才真正得到较大规模的应用。1978年，日本三洋公司引入其生产技术后，使吸水性树脂在卫生用品方面得到了飞速发展。市场行为促使科研工作更注重这一崭新领域。至今，吸水性树脂95%用于卫生用品。农林应用需要较长的考察评价时间，推广和市场化也较工业用品周期长。

二、保水剂的特点

近20年来，吸水性树脂的迅猛发展使其有了一个专门名字———高吸水性树脂，它是具高吸水特性的功能性高分子材料的统称，英文为SuperAbsorbentPolymers，简称SAP。它能吸收是自身重量几百上千倍的水分。由于分子结构交联，分子网络所吸收的水不能用一般物理方法挤出，故具有很强的保水性。作为一类新型功能性材料，应用已涉及多个领域。除卫生用品和农林外，已介入电缆、医疗、土木建筑和保鲜材料等10多个行业。

SAP一般是根据原料及合成方法来分类，也有依据其不溶性或亲水性、产品形态来分类。根据原料及合成方法来划分，相继开发了淀粉系、纤维素系的合成树脂系。淀粉系和纤维素系分为接枝聚合和羧甲基化。合成树脂系包括聚丙烯酸盐、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺和聚氧化乙烯。目前，SAP主要为合成树脂系和淀粉接枝共聚交联物。

农用SAP国内外通称保水剂（Water－retainingaids），它与其他用途的SAP在性能上有所区别。

目前国际上一般有两大类，即淀粉接枝丙烯酸盐共聚交联物和丙烯酰胺———丙烯酸盐共聚交联物。丙烯酸盐是极为活泼的聚合单体，具羧基团，呈离子性，其聚合交联物吸水能力和速率最强，因而耐盐和稳定性就差，寿命短。如果其盐完全是钠型的，对植物和土壤均不利。淀粉是天然高分子，既便宜又易于降解，其吸水能力较聚丙烯酸盐差。丙烯酰胺是具极性而相对惰性的单体，其聚合物吸水倍率和速率较聚丙烯酸盐差，稳定性和耐盐性好。保水剂合成就是综合了上述成分的特点优化组合的结果。由于钾较钠贵得多，丙烯酸盐可能是钾型，也可能是钠型，当然钾更好。钠在一定含量下尚可使用。

一般来说，同样组成的聚合物交联度越低，吸水倍率和速率相对越高，其保水性、稳定性和凝胶强度就越低，反之亦然。所以，国际上对于使用周期较长的保水剂自然需要较高的交联度，并不追求高吸水倍率和速率。凝胶强度高的保水剂吸水后有一定形状，不易解体，利于土壤透气，吸放水可逆性好，所吸95%以上的水能够被植物利用。因为保水剂一般掺入地下5至15厘米，故国际上现在更强调加压下的吸水倍率。依粒度不同，吸纯水倍率150—300。如果水中含一定金属离子，吸水倍率将明显下降。保水剂可与肥料、农药和植物生长调节剂等复配使用，并使它们缓慢释放。

三、保水剂的用法

目前国际上保水剂的使用方法有拌土、拌种、包衣和蘸根等。丙烯酰胺———丙烯酸盐共聚交联物成本高但寿命长，是保水剂主流产品，更适合于拌土。淀粉接枝丙烯酸共聚交联物成本低，但寿命短，更适合于拌种、包衣和蘸根。

拌土可分为直接拌和与其他成分复配拌。直接拌即纯保水剂以0.05—2%拌入基质或土中。一般来说，需水较多的植物，雨水不多或浇灌不便，土质较差的地区掺入比例相对要高。举例如下：灌木、乔木每平方米200克—300克，掺入深度20厘米。草坪每平方米25克—100克，掺入深度10厘米。垃圾堆、山坡和荒矿绿化每平方米50克—150克，掺入深度15厘米。挂篮、噪音隔离物、屋顶花园和盆栽花卉每立方米添加量依基质不同有所区别。树皮或木纤维2至4公斤，泥炭1至3公斤。沙质基质使用周期不超过3年时，建议拌入0.3至1毫米粒径保水剂，粘质基质使用周期超过3年时，建议拌入1至3厘米粒径保水剂。选用1至3毫米粒径型任何情况下都不会出现问题。拌入后1至2周内要充分浇水2至3次。如果是雨季，只要一二次即可。如果保水剂先吸足水再拌土，添加量可适

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