CN108774530A - 一种可降解型土壤固结剂及其制备方法以及植物苗的移植方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及土壤固结剂领域,具体而言,涉及一种可降解型土壤固结剂及其制备方法以及植物苗的移植方法。一种可降解型土壤固结剂的制备方法,魔芋葡甘聚糖和壳聚糖在酸性条件下溶解,调整pH至2.25‑4.1,搅拌即得;所述魔芋葡甘聚糖和壳聚糖的重量比例为1:1‑1.1。本发明提供的可降解型土壤固结剂的制备方法,以环保型的壳聚糖、魔芋葡甘聚糖为主要原料,在酸性条件下溶解后再调整至适宜的pH,搅拌后即可得到。本发明用环境友好型、可降解的合成原料来合成对环境无毒害、无污染的可降解型、能黏结土壤的胶黏剂(可降解型土壤固结剂),并且整个制备过程环保安全,操作简单,成本低、生产效率高。
Description
技术领域
本发明涉及土壤固结剂领域,具体而言,涉及一种可降解型土壤固结剂及其制备方法以及植物苗的移植方法。
背景技术
随着我国城市空气污染的加剧,增加城市绿化树的拥有量将有助于改善城市生态环境,提高人民的生活质量。在城市绿化工作中,苗木移栽的成活率是评价造林绿化工程质量的重要标准之一。目前,带土球树木移植法是园林苗木移栽中成活率最高的方法。然而,苗木特别是大苗(或大树)起苗带土又是一件困难的工作。在园林绿化中,一般将移植胸径为10cm以上的大树或者苗木称为“大树移植”。在树苗的移栽时,苗木根部母土需要团聚成直径为1米左右,高度为0.5米左右的土球。由于育苗的地多为疏松的土壤,在湿润的苗圃条件下土壤本身结块能力较差,起土球操作不但技术要求高,且必须进行包裹、捆绑甚至木箱包装;即使如此往往亦会在苗木装卸运输过程中出现大量土球破碎现象。土球的大小与完整性,对苗木特别是大苗(或大树)的成活,具有决定性的作用。就城乡绿化而言,大苗(或大树)移植死亡原因中,土球破碎占绝大部分。因此,要保证土球的完整性,首先应在起苗前从改变苗木根系部位土壤的松散特性入手。如若能研发一种固化物质,在苗木移栽前浇灌于其根系部位使苗木根部的土壤能形成坚固的类似“混凝土状球”,待苗木栽植后再浇灌另一种物质或经过特定的时间能自行分散成原状土。这样不仅能从根本上解决了起苗带土难的问题,还可以有效地解决苗木在装卸运输过程中,土球易破碎的问题,同时还可以节省大量的包装材料。在当今无处离不开聚合物材料的生活中,将聚合物的应用可以扩展到造林绿化的生态环境工程中。也就是说,通过新材料的研发,可以达到技术的进步,从而实现促进城市绿化乃至造林事业发展的目的。
目前对土壤能进行快速固结的主要是土壤固化剂。现在研发的土壤固化剂通常是指在常温下添加到土壤中就可以胶结土壤颗粒,或与粘土矿物发生离子结合、水化反应、生物作用等过程从而大幅提高土壤密实度、强度、弹性和耐水性的材料。现阶段的土壤固化剂作为一种新型建筑材料,主要是用作各类地基、路基以及工程填筑用料。土壤固化剂按照化学组成分类,可以分为无机化合物类土壤固化剂、有机类土壤固化剂、有机/无机化合物复合类土壤固化剂以及生物酶类土壤固化剂。但是土壤固化剂对土壤一般是单向固化,并不能再让固化的土壤进行松散,尤其是无机类的土壤固化剂会对土质产生严重的负面影响,固化后的土层基本丧失了植物生长能力,且固化土中的碱性物质随雨水渗入附近土地会对植被产生危害,废弃固化土的处理也比较困难。
胶黏剂的种类繁多,常用的类型主要有溶剂型、水基型和热熔型。溶剂型胶黏剂是用苯、甲苯等挥发性有机化合物作溶剂,这些溶剂在使用过程中会直接挥发到大气中污染环境和危害人体的健康。由于土壤固结剂环保要求程度较高,要求既不能污染土壤和地下水,也不能因为固结剂的溶剂影响苗木的正常生长,因此溶剂型胶黏剂不能用于苗木土壤的固结;水性胶黏剂是以天然高分子或合成高分子为黏料,以水为溶剂或分散剂,取代对环境有污染的有毒有机溶剂,而制备成的一种环境友好型胶黏剂。热熔胶黏剂简称为热熔胶,通常是指在室温下呈现固态,加热熔融成液态,涂布、润湿被粘物后,经过压合、冷却,在几秒钟内完成粘接的胶黏剂,属于一种无熔剂的热塑性胶黏剂。现存热熔胶的黏合速度太快,可在数秒内固化,其熔融后粘接较高,故湿润性差,较难涂布均匀,不适宜大面积的涂布粘接。由此可见,现存的热熔胶并不能直接用于苗木土壤的固结。
另外,现有的生物可降解型热熔胶主要是应用在生物医学方面。由于苗木这个生物体与生物医学方面的生命体差别较大,如苗木生长的温度、不同苗木对根部土壤pH值的要求、对根部土壤水分以及对根部土壤透气性的要求等各不相同,由此可见,生物医学用可生物降解胶黏剂并不能直接应用到苗木移栽领域。天然高分子材料热熔胶如淀粉胶、植物蛋白胶和米糠类等也具有生物可降解性,但是这些可生物降解胶粘剂主要是用于黏合胶合板、纤维板等木材加工领域,因此天然高分子材料热熔胶也不能直接应用到苗木移栽领域。
现有的土壤固化剂,一般都是应用于工程建筑方面,对土壤属于单项固化,即对土壤的固结强度越大越好,越牢固越好,现存的土壤固化剂如果应用于苗木移栽方面,存在的缺点为(1)属于单向固化,不能降解;(2)土壤固化剂的原料多数为环境不友好材料,会对苗木的生长以及地下水等产生不良影响;
现存的溶剂型胶黏剂所用的有机溶剂在使用过程中会直接挥发到大气中污染环境和危害人体的健康;现存的热熔胶虽然不用溶剂,但是现存的热熔胶黏合速度太快,可在数秒内固化,其熔融后粘接性较高,故湿润性差,较难涂布均匀,不适宜大面积的涂布粘接土壤。另外,现存的热熔胶绝大部分的为不可降解型热熔胶。
有鉴于此,特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种可降解型土壤固结剂的制备方法,以环保可降解型材料壳聚糖、魔芋葡甘聚糖为主要原料,该方法环保安全,操作简单,成本低、生产效率高。
本发明的第二目的在于提供一种可降解型土壤固结剂,采用共混技术得到的壳聚糖-魔芋葡甘聚糖共混聚合物溶液,具有较好的成膜性、黏结性、可降解性和环保性,土壤固结效果好,土球尺寸最大可达到直径10cm,在一定程度上替代无纺布对树苗根部土球的包裹。
本发明的第三目的在于提供一种植物苗的移植方法,该方法环保无污染,简单易行,省时省力,移植效果好。
为了实现本发明的上述目的,特采用以下技术方案:
一种可降解型土壤固结剂的制备方法,魔芋葡甘聚糖和壳聚糖在酸性条件下溶解,调整pH至2.25-4.1,搅拌即得;所述魔芋葡甘聚糖和壳聚糖的重量比例为1:1-1.1。
本发明提供的可降解型土壤固结剂的制备方法,以环保型的壳聚糖、魔芋葡甘聚糖为主要原料,在酸性条件下溶解后再调整至适宜的pH,搅拌后即可得到。本发明用环境友好型、可降解的合成原料来合成对环境无毒害、无污染的可降解型、能黏结土壤的胶黏剂(可降解型土壤固结剂),并且整个制备过程环保安全,操作简单,成本低、生产效率高。
魔芋葡甘聚糖(konjac glucomannan,KGM)是提取自天南星科魔芋块茎中的一种储备性多糖,是一种可再生天然高分子资源,其来源广泛,具有生物可降解性。KGM是一种水溶性非离子型多糖,具有良好的成膜、凝胶、定型、增稠、共混等特性,其水溶液黏度大,具有典型的假塑性,粘结强度较其他生物胶黏剂要高。
甲壳素是第二大类可再生天然高分子材料,它的产量在自然界中仅次于纤维素。壳聚糖(chitosan,CA)是甲壳素(Chitin)脱乙酰化反应转化而成的生物大分子,也是自然界中唯一的天然碱性多糖。壳聚糖具有可降解性、良好的成膜性、良好的生物相容性等优异性能。壳聚糖分子结构中含有丰富的羟基和氨基,使之易于进行化学修饰和改性,其应用领域非常广泛。近年来,壳聚糖广泛应用于医药、食品、化工、环保等行业。壳聚糖通过改性生成的一系列衍生物均具有很强的亲水性,能被生物所降解,是一类无毒、无污染的高分子材料。
魔芋葡甘聚糖耐水性有待进一步提高,而壳聚糖胶黏剂具有良好的耐水性,优于普通的酪蛋白和大豆胶。但由单一的壳聚糖溶液制备的胶黏剂和由改性壳聚糖溶液制备的胶黏剂,生产成本较高,不易大量获得和推广。
共混改性技术能够将两种或多种聚合物的优点充分发挥出来,扩大使用范围,共混改性中,组分间相容性好,能形成热力学稳定的体系,以达到协同增效的目的。因此,若能通过共混改性技术将魔芋葡甘聚糖和壳聚糖制成新的胶黏剂(固化剂),那么既能有较好的粘性和耐水性,又能够降低成本。
聚合物共混,是指两种或两种以上聚合物经混合制成宏观均匀物质的过程。组分间应有良好的相容性。
共混过程一般包括混合作用和分散作用。混合作用是指不同组分相互分散到对方所占据的空间中,即使得两种组分所占空间的最初分步情况发生变化。分散作用指参与混合的组分发生颗粒尺寸减小。
因此,本发明可降解型土壤固结剂采用可食性的魔芋葡甘聚糖和壳聚糖为主要合成原料,利用二元共混法制备而成。溶剂主要为去离子水,含有少量的弱酸如冰醋酸。环保安全,可降解,既可以提高耐水性,又降低了一定的制胶成本。
壳聚糖不溶于水,能够溶于许多种稀的酸中,如冰醋酸、甲酸等,考虑到溶液的稳定性和成本,通常选用冰醋酸作为溶剂。在此溶剂中,魔芋葡甘聚糖和壳聚糖下有强烈的相互作用及良好的相容性。
所述魔芋葡甘聚糖和壳聚糖的重量比例为1:1-1.1;如在不同的实施例中,所用的魔芋葡甘聚糖和壳聚糖的重量比例可以为1:1、1:1.02、1:1.03、1:1.04、1:1.05、1:1.08、1:1.1等等。在该范围内结果基本一致。
魔芋葡甘聚糖和壳聚糖在弱酸溶液中溶解。
优选地,魔芋葡甘聚糖和壳聚糖在冰醋酸溶液中溶解;
优选地,所述冰醋酸溶液的质量浓度为1%-20%;如在不同的实施例中,所用的冰醋酸溶液的质量浓度可以为1%、2%、3%、5%、8%、10%、12%、15%、17%、20%等等。
优选地,所述魔芋葡甘聚糖和壳聚糖在所述冰醋酸溶液中的总浓度为15-108g/L;如在不同的实施例中,所用的魔芋葡甘聚糖和壳聚糖在所述冰醋酸溶液中的总浓度可以为15g/L、16g/L、20g/L、30g/L、40g/L、50g/L、60g/L、85g/L、98g/L、108g/L等等。
共混物的相容性是受到温度影响的,进而影响产品的品质。溶解温度优选为25-85℃,进一步优选为25℃-30℃。如在不同的实施例中,所用的溶解温度可以为25℃、26℃、27℃、28℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、85℃等等。
在酸性条件下溶解后,碱性物质的加入有很好的交联作用,能够产生增稠效果。且碱性物质如氢氧化钠、氢氧化钾等可使产生的凝胶具有热不可逆性,从而提高产品的稳定性。
用碱性物质调整pH至2.25-4.1,如在不同的实施例中,所调整的pH可以为2.25、2.52、2.78、3.00、3.34、3.80、4.00、4.06、4.10等等。所述碱性物质为强碱;
优选地,所述强碱为氢氧化钠或氢氧化钾;
优选地,所述强碱以溶液的形式添加,所述溶液的质量浓度优选为10%-30%;如在不同的实施例中,所用的溶液的质量浓度可以为10%、15%、20%、25%、30%等等。
接着进行搅拌,搅拌反应后共混即停止。物料的混合过程通常依靠扩散、对流和剪切三种作用来完成。机械搅拌是促进混合的主要手段,加速共混的完成,搅拌中可见共混物逐渐变粘稠。
搅拌转速不应太大,以免升粘过快,产生过多气泡。转速小于等于400r/min;优选地,搅拌时间为30-40min;如在不同的实施例中,所用的搅拌时间可以为30min、32min、35min、38min、40min等等。
搅拌后得到的KGM-CA共混物均匀,不透明,白色或泛黄。
由于酸反应产生二氧化碳或者粘度大,制成的KGM-CA共混物内部可能有气泡,为不影响粘结强度,保证更好的固结效果,应进行超声消泡,优选为30min。
用DV3粘度计(62号转子或64号转子)在25℃,50r/min条件下测共混溶液的粘度,根据粘度可自由选择直接或稀释后使用该固结剂。
根据需要可在魔芋葡甘聚糖和壳聚糖共聚混合物中加入一定量环保型引发剂、固化剂和防腐剂。
利用此方法制备的可降解型土壤固结剂,具有较好的成膜性、黏结性、可降解性和环保性,土壤固结效果好,土球尺寸最大可达到直径10cm,并可在一定程度上替代无纺布对树苗根部土球的包裹。
本发明还提供了一种植物苗移植方法,将上述可降解型土壤固结剂浇到待移植植物苗的土壤部,得到根部带有土球的植物苗,移植即可。
该可降解型土壤固化剂的使用使植物苗土壤部慢慢硬化,逐渐结块,固化强度高,形成的土球在移植时不会松散,解决了起土球操作技术要求高,以及在移动或运输过程中土球破碎的问题。并且由于固化效果好,无需进行包裹捆绑或木箱包装,节省了大量的包装材料。
本发明中可用于移植的植物苗为日常移植的作物种类,如爬山虎小苗、草莓小苗等。
在植物苗的移植中,为避免土球过小限制植物苗的生长和成活土球直径大于植物苗胸径的5-10倍;如在不同的实施例中,所用的土球直径可以为大于植物苗胸径5倍、6倍、8倍、10倍等等。
可降解型土壤固结剂浇到待移植植物苗的土壤部后,经过0.5-2天土壤侧面和表面干燥,得到坚硬的土球。
用环保型膨润土猫砂将土壤改良后,再通过土壤固结剂进行固结效果更好。可将环保型膨润土猫砂用土壤粉碎机粉碎成粉末后,与土壤混合均匀后使用。
疏松的壤土或经环保型膨润土猫砂改良后的土壤装至容器,将一棵小苗栽到容器中,将土壤表面处理平整,然后将制备的共聚物溶液直接浇到土壤的表面上,或通过逐层喷水将土壤均匀润湿制作成土柱后再将共聚物溶液浇到圆柱形土柱的侧面和上下表面。将容器放置在无风、无光照的室内,通过容器的侧壁可以看到共聚物溶液在慢慢的往土壤深处下渗。
经过0.5-1.5h即可到达容器底部,经过0.5-2天的自然干燥,土壤上表面和侧表面即可干燥。若将容器放到通风有光照的外界环境中,0.5-1天后,土壤上表面和侧表面即可干燥。聚合物溶液和土壤一起形成一个团聚体,形成一个具有一定强度的坚硬土球,该土球在转移过程中不会破碎,即便在受到外力的挤压、碰撞的情况下也不会松散。
该植物苗的移植方法环保无污染,简单易行,省时省力,移植效果好。
现在通过该技术形成的土球尺寸最大可以达到直径10cm左右。该土球被移动到新的位置后,通过浇过量的水可以使土球的外壳慢慢软化,由于土球内部的土壤相对松软,因此不会影响苗木的生长。土壤固结剂的应用在一定程度上可以替代无纺布对树苗根部土球的包裹,是一种技术上的进步。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
(1)利用环境友好型、可降解型原料制备,土层可保持植物生长能力,对环境无毒害、无污染;
(2)用土壤固结剂固结土壤形成的土球,内部土壤相对疏松,不影响苗木的生长;
(3)土球在自然环境条件下,可以慢慢降解成松散的土壤;
(4)采用的原料为可食性的原料,降解之后,在一定程度上可以成为苗木生长的养分;
(5)可部分代替无纺布对树苗根部土球的包裹;
(6)用环保型膨润土猫砂将土壤改良后,再通过土壤固结剂进行固结效果更好。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述,但是本领域技术人员将会理解,下列实施例仅用于说明本发明,而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者,按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市购获得的常规产品。
实施例1
先将3.08g(1.5%)的KGM溶于200ml 1%的冰醋酸中,使其溶解后配制成KGM溶液,再将3.20g(1.5%)CA和200ml1%的冰醋酸依次加入到KGM溶液中,共混温度为30℃,通过加入浓度为10%的NaOH溶液,调整pH至4.06,搅拌反应40分钟后停止共混。将共混溶液倒入到烧杯中,发现所得KGM-CA共混物均匀、不透明的白色凝胶。
用DV3粘度计(62号转子,25℃,50r/min),测得的共混溶液的黏度为696.0mPa·s。
用500ml的烧杯装疏松的壤土至烧杯的3/4处,将一棵爬山虎的小苗栽倒烧杯中,将土壤表面处理平整,然后将制备的共聚物溶液直接浇到土壤的表面上。将烧杯放置在无风、无光照的实验室内,通过烧杯的侧壁可以看到共聚物溶液在慢慢的往土壤深处下渗。经过1-2.5h即可到达烧杯底部,经过0.5-2天即土壤上表面和侧表面即可干燥,可以直接提着爬山虎的小苗勉强将土球带出,转移,土球在不受外力剧烈挤压、碰撞的情况下不会松散。
实施例2
先将2.04g(1.0%)的KGM溶于200ml 1%的冰醋酸中,使其溶解后配制成KGM溶液,再将2.12gCA(1.0%)加入到KGM溶液中,共混温度为30℃,通过加入NaOH溶液,调整pH至4.07,充分搅拌反应30分钟后停止共混。将共混溶液为倒入烧杯中,发现所得KGM-CA共混物均匀,不透明,有少量白色凝胶,溶液微黄且内部含大量气泡。通过超声消泡30分钟后即可消除。
用DV3粘度计(62号转子,25℃,50r/min),测得的共混溶液的黏度为1272.0mPa·s。
将疏松的土壤中掺入环保型膨润土型猫砂,用500ml的烧杯装疏松的壤土至烧杯的3/4处,将一棵爬山虎的小苗栽倒烧杯中,将土壤表面处理平整,然后将制备的共聚物溶液直接浇到土壤的表面上。将烧杯放置在无风、无光照的实验室内,通过烧杯的侧壁可以看到共聚物溶液在慢慢的往土壤深处下渗。经过0.5-1.5h即可到达烧杯底部,经过0.5-2天即土壤上表面和侧表面即可干燥,土壤表面相对坚硬,可以直接提着爬山虎的小苗将土球带出,转移,土球即便在受到外力的挤压、碰撞的情况下也不会松散。
实施例3
先将3.08g(1.5%)的KGM溶于200ml 1%的冰醋酸中,使其溶解后配制成KGM溶液,再将3.20g(1.5%)的CA加入到KGM溶液中,共混温度为30℃,通过加入浓度为10%的NaOH溶液,调整pH至4.06,搅拌反应40分钟后停止共混。将共混溶液倒入到烧杯中,发现所得KGM-CA共混物均匀、不透明的白色凝胶。
用DV3粘度计(62号转子,25℃,50r/min),测得的共混溶液的黏度为2696.0mPa·s。
用500ml的烧杯装疏松的壤土至烧杯的3/4处,将一棵爬山虎的小苗栽倒烧杯中,将土壤表面处理平整,然后将制备的共聚物溶液直接浇到土壤的表面上。将烧杯放置在无风、无光照的实验室内,通过烧杯的侧壁可以看到共聚物溶液在慢慢的往土壤深处下渗。经过1-2.5h即可到达烧杯底部,经过0.5-2天即土壤上表面和侧表面即可干燥,可以直接提着爬山虎的小苗将土球带出,转移,土球在不受外力剧烈挤压、碰撞的情况下不会松散。
实施例4
先将4.08g(2.0%)的KGM溶于200ml 5%冰醋酸中,使其溶解后配制成KGM溶液,再将4.17g(2.0%)CA加入到KGM溶液中,共混温度为25℃,此时溶液pH为3.34,充分搅拌并进行共混改性30分钟后停止。将共混溶液为倒入烧杯中,常温静置脱泡,发现所得KGM-CA共混聚合物复合体系胶粘剂溶液不透明,均一,泛黄,内部含有大量气泡。通过超声消泡30分钟后即可消除。
用DV3粘度计(64号转子,25℃,50r/min),测得的共混溶液的黏度为9024.0mPa·s。
用直径10cm的瓦盆装粒径是2毫米的壤土100g,土壤可达到瓦盆的3/4处。在瓦盆的内侧壁上涂抹上制备的KGM-CA共聚物溶液,将一棵带有须根的草莓小苗栽到烧杯中,将土壤表面处理平整,然后再将制备的KGM-CA共聚物溶液直接浇到土壤的表面上。将瓦盆放置在无风、无光照的实验室内,经过1-2天即土壤上表面和侧表面即可干燥,土壤表面相对坚硬,可以直接提着草莓的小苗将土球带出,转移,土球即便在受到外力的挤压、碰撞的情况下也不会松散。
实施例5
先将6.19g(3.0%)的KGM溶于200ml 20%冰醋酸中,使其溶解后配制成KGM溶液,再将6.38g(3.0%)CA加入到KGM溶液中,共混温度为25℃,此时溶液pH为2.52,充分搅拌并进行共混改性30分钟后停止。将共混溶液为倒入烧杯中,常温静置脱泡,发现所得KGM-CA共混聚合物复合体系胶粘剂溶液不透明,均一,泛黄,内部含有大量气泡,有冰醋酸的刺鼻气味。
用DV3粘度计(64号转子,25℃,50r/min),测得的共混溶液的黏度为16960.0mPa·s。
用直径10cm的瓦盆装粒径是2毫米的壤土100g,土壤可达到瓦盆的3/4处。在瓦盆的内侧壁上涂抹上制备的KGM-CA共聚物溶液,在土壤的中间用一根带有须根的树枝模拟草莓小苗,将土壤表面处理平整,然后再将制备的KGM-CA共聚物溶液直接浇到土壤的表面上。将瓦盆放置在无风、无光照的实验室内,经过1-2天即土壤上表面和侧表面即可干燥,土壤表面相对坚硬,可以直接提着树枝的小苗将土球带出,转移,土球即便在受到外力的挤压、碰撞的情况下也不会松散。
实施例6
先将8.34g(4.0%)的KGM溶于200ml 20%冰醋酸中,使其溶解后配制成KGM溶液,再将8.68g(4.0%)CA加入到KGM溶液中,共混温度为85℃,通过加入30%NaOH溶液,调整pH至3.00,充分搅拌并进行共混改性30分钟后停止。将共混溶液为倒入烧杯中,常温静置脱泡,发现所得KGM-CA-PVA共混聚合物复合体系胶粘剂溶液不透明,均一,泛黄,有冰醋酸刺鼻气味,内部有少量气泡。
用DV3粘度计(64号转子,25℃,50r/min),测得的共混溶液的黏度为29400.0mPa·s。
用直径12cm的瓦盆装粒径是2毫米的壤土150g,土壤可达到瓦盆的3/4处。在瓦盆的内侧壁上涂抹上制备的KGM-CA共聚物溶液,在土壤的中间用一根带有须根的树枝模拟草莓小苗,将土壤表面处理平整,然后再将制备的KGM-CA共聚物溶液直接浇到土壤的表面上。将瓦盆放置在无风、无光照的实验室内,经过1-2天即土壤上表面和侧表面即可干燥,土壤表面相对坚硬,可以直接提着树枝的小苗将土球带出,转移,土球即便在受到外力的挤压、碰撞的情况下也不会松散。
实施例7
先将10.53g(5.0%)的KGM溶于200ml 20%冰醋酸中,使其溶解后配制成KGM溶液,再将11.09g(5.0%)CA加入到KGM溶液中,共混温度为25℃,此时溶液pH为2.78,充分搅拌并进行共混改性30分钟后停止。将共混溶液为倒入烧杯中,常温静置脱泡,发现所得KGM-CA共混聚合物复合体系胶粘剂溶液不透明,均一,泛黄,有冰醋酸的刺鼻气味且内部还有大量气泡。
用DV3粘度计(64号转子,25℃,50r/min),测得的共混溶液的黏度为43920.0mPa·s。
用直径15cm的瓦盆装粒径是2毫米的壤土200g,土壤可达到瓦盆的3/4处。在瓦盆的内侧壁上涂抹上制备的KGM-CA共聚物溶液,在土壤的中间用一根带有须根的树枝模拟草莓小苗,将土壤表面处理平整,然后再将制备的KGM-CA共聚物溶液直接浇到土壤的表面上。将瓦盆放置在无风、无光照的实验室内,经过1-2天即土壤上表面和侧表面即可干燥,土壤表面相对坚硬,可以直接提着树枝的小苗将土球带出,转移,土球即便在受到外力的挤压、碰撞的情况下也不会松散。
实施例8
先将8.34g(4.0%)的KGM溶于200ml 20%冰醋酸中,使其溶解后配制成KGM溶液,再将8.68g(4.0%)CA加入到KGM溶液中,共混温度为85℃,pH为2.27,充分搅拌并进行共混改性30分钟后停止。将共混溶液为倒入烧杯中,常温静置脱泡,发现所得KGM-CA共混聚合物复合体系胶粘剂溶液不透明,均一,泛黄,有冰醋酸刺鼻气味,内部有少量气泡。
用DV3粘度计(64号转子,25℃,50r/min),测得的共混溶液的黏度为29400.0mPa·s。
称取粒径2mm的酸性土壤650g(土壤的pH为6.2)加入到土壤容器中,将环保型膨润土猫砂用土壤粉碎机粉碎成粉末后,称取325g与粒径2mm的酸性土壤混合均匀,然后用小喷壶逐层喷水,用去离子水450g将混合土壤均匀润湿,然后用土壤模具制取圆柱型土柱(土柱直径为50.46mm,高为50mm,土壤总重为120g),然后将用共混法制备的KGM-CA共聚物溶液浇到圆柱形土柱的侧面和上下表面,然后放到通风有光照的外界环境中,0.5-1天后,土柱上表面和侧表面即可固结,土壤表面相对坚硬,可以直接用夹子夹着土柱将其提起、转移,土柱即便在受到外力的挤压、碰撞的情况下也不会松散。
实施例9
先将10.43g(5.0%)的KGM溶于200ml 20%冰醋酸中,使其溶解后配制成KGM溶液,再将10.85g(5.0%)CA加入到KGM溶液中,共混温度为25℃,pH为2.78,充分搅拌并进行共混改性30分钟后停止。将共混溶液为倒入烧杯中,常温静置脱泡,发现所得KGM-CA共混聚合物复合体系胶粘剂溶液不透明,均一,泛黄,有冰醋酸刺鼻气味,内部有少量气泡。
用DV3粘度计(64号转子,25℃,50r/min),测得的共混溶液的黏度为43920mPa·s。
称取粒径2mm的酸性土壤650g(土壤的pH为6.2)加入到土壤容器中,将环保型膨润土猫砂用土壤粉碎机粉碎成粉末后,称取325g与粒径2mm的酸性土壤混合均匀,然后用小喷壶逐层喷水,用去离子水450g将混合土壤均匀润湿,然后用土壤模具制取圆柱型土柱(土柱直径为50.46mm,高为50mm,土壤总重为120g),然后将用共混法制备的KGM-CA共聚物溶液浇到圆柱形土柱的侧面和上下表面,然后放到通风有光照的外界环境中,0.5-1天后,土柱上表面和侧表面即可固结,土壤表面相对坚硬,可以直接用夹子夹着土柱将其提起、转移,土柱即便在受到外力的挤压、碰撞的情况下也不会松散。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,但本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种可降解型土壤固结剂的制备方法,其特征在于,魔芋葡甘聚糖和壳聚糖在酸性条件下溶解,调整pH至2.25-4.1,搅拌即得;
所述魔芋葡甘聚糖和壳聚糖的重量比例为1:1-1.1。
2.根据权利要求1所述的一种可降解型土壤固结剂的制备方法,其特征在于,魔芋葡甘聚糖和壳聚糖在弱酸溶液中溶解;
优选地,魔芋葡甘聚糖和壳聚糖在冰醋酸溶液中溶解;
优选地,所述冰醋酸溶液的质量浓度为1%-20%;
优选地,所述魔芋葡甘聚糖和壳聚糖在所述冰醋酸溶液中的总浓度为15-108g/L。
3.根据权利要求1所述的一种可降解型土壤固结剂的制备方法,其特征在于,所述溶解的温度为25-85℃,优选为25℃-30℃。
4.根据权利要求1所述的一种可降解型土壤固结剂的制备方法,其特征在于,用碱性物质调整pH至2.25-4.1;
优选地,所述碱性物质为强碱;
优选地,所述强碱为氢氧化钠或氢氧化钾;
优选地,所述强碱以溶液的形式添加,所述溶液的质量浓度优选为10%-30%。
5.根据权利要求1所述的一种可降解型土壤固结剂的制备方法,其特征在于,搅拌转速小于等于400r/min;优选地,搅拌时间为30-40min。
6.根据权利要1所述的一种可降解型土壤固结剂的制备方法,其特征在于,搅拌后还包括消泡的步骤。
7.权利要求1-6任一项所述的一种可降解型土壤固结剂的制备方法制得的可降解型土壤固结剂。
8.一种植物苗的移植方法,其特征在于,将权利要求7所述的可降解型土壤固结剂浇到待移植植物苗的土壤部,得到根部带有土球的植物苗,移植即可。
9.根据权利要求8所述的一种植物苗的移植方法,其特征在于,所述植物苗包括爬山虎小苗、草莓小苗;
优选地,所述土球直径大于植物苗胸径的5-10倍。
10.根据权利要求8所述的一种植物苗的移植方法,其特征在于,可降解型土壤固结剂浇到待移植植物苗的土壤部后,经过0.5-2天土壤侧面和表面干燥,得到坚硬的土球;
优选地,所述土壤中还掺入环保型膨润土猫砂。
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