سنتز و بررسی ویژگی‌های رئولوژیکی پلی (آکریل‌آمید- کو- آکریلیک اسید) مورداستفاده به‌عنوان تثبیت‌کننده خاک

پژوهش های کاربردی در شیمی

مقاله 4، دوره 10، شماره 4، اسفند 1395، صفحه 19-30   

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

محمدرضا منافی^{* 1}؛ پدرام منافی²؛ هبه دقه³

¹استادیار تکنولوژی پلیمر، دانشکده علوم پایه، واحد تهران جنوب، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

²دانشجوی دکترای مهندسی پلیمر، دانشکده مهندسی پلیمر، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، ماهشهر، ایران

³کارشناس ارشد مهندسی پلیمر، گروه پلاستیک، پژوهشکده فرایند، پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران، تهران، ایران

چکیده

امروزه استفاده از مالچ‌های بسپاری ازجمله بسپارهای بر پایه آکریل آمید به دلیل دوست دار محیط‌زیست بودن، ایمنی و قیمت ارزان آن‌ها در حال گسترش است. پلی آکریل آمید ها، بی‌بو، بی‌رنگ و بدون خاصیت آلایندگی در آب‌های سطحی و زیرزمینی، بافت‌های گیاهی و خاک هستند. در این پژوهش برای نخستین بار از هم‌بسپار بر پایه آکریل‌آمید و آکریلیک اسید در مقیاس کرت کوچک و در شرایط آزمایشگاهی برای استفاده در خاک به‌منظور پیوستگی و جلوگیری از هدر رفت آن استفاده شد. ابتدا این بسپارش با روش بسپارش رادیکالی و محلول در آب سنتز و با استفاده از طیف‌سنجی فروسرخ تبدیل فوریه و تجزیه گرماوزن‌سنجی شناسایی شد. هم‌چنین برای محاسبه چگالی بار منفی نمونه‌های سنتزی از روش تیتراسیون استفاده شد. با افزایش چگالی بار منفی زنجیر بسپاری، گرانروی ظاهری با سرعت بیشتری کاهش می‌یابد. بنابراین، در حضور آکریلیک اسید، یون‌های منقبض و کروی شده، پیکربندی کلافی شکل به خود می‌گیرند. با پیش رفتن واکنش بسپارش در مقادیر وزنی 50 تا 90 درصد از آکریلیک اسید، سرعت واکنش به علت تجمع بارهای منفی کاهش‌یافته و جرم مولکولی هم‌بسپار با افزایش درجه آنیونی هم‌بسپارها کاهش می‌یابد. درنهایت، هدررفت خاک به‌وسیله هم‌بسپار سنتز شده در تیمارهای پژوهش که شامل هم‌بسپار با مقادیر متفاوت مصرف g/m2 0/4، 0/6، 1، 2، 3، 4 و 6 به روش محلول در آب و افشاندن روی سطح خاک پیش از اجرای بارش مصنوعی تعیین شد و هم‌چنین پیوستگی آن در min 30 بارندگی موردمطالعه قرار گرفت.

کلیدواژه‌ها

هم‌بسپار؛ هدررفت خاک؛ آکریل‌آمید؛ آکریلیک اسید؛ ویژگی رئولوژیکی

مراجع

[1] Berendse, F., van Ruijven, J., Jongejans, E., and Keesstra, S., Ecosystems. 18. 881-888, 2015.
[2] Lee, B.J. and Schlautman, M.A., Water. 7. 5896-5909, 2015.
[3] Srivastava, A., Chemical Communications. 51. 11072-11075, 2015.
[4] Riahinezhad, M., McManus, N., and Penlidis, A., Macromolecular Reaction Engineering. 9. 100-113, 2015.
[5] Ye, T., Song, Y., and Zheng, Q., Colloid and Polymer Science. 293. 797-807, 2015.
[6] Green, V.S. and Stott, D. Polyacrylamide: a review of the use, effectiveness, and cost of a soil erosion control amendment. in The 10th International Soil Conservation Organization Meeting. 1999. Purdue University and the USDA-ARS National Soil Erosion Research Laboratory.
[7] Ajwa, H.A. and Trout, T.J., Soil Science Society of America Journal. 70. 643-650, 2006.
[8] Lado, M., Inbar, A., Sternberg, M., and Ben-Hur, M., Land Degradation & Development. 2015.
[9] Chen, Z., Chen, W., Li, C., Pu, Y., and Sun, H., Science of The Total Environment. 554. 26-33, 2016.
[10] Wiśniewska, M., Chibowski, S., and Urban, T., Journal of hazardous materials. 283. 815-823, 2015.
[11] Lee, S.S., Shah, H.S., Awad, Y.M., Kumar, S., and Ok, Y.S., Environmental Earth Sciences. 74. 2463-2473, 2015.
[12] HARTATI, W. and SUDARMADJI, T.
[13] An, S.-S., Darboux, F., and Cheng, M., Geoderma. 209. 75-85, 2013.
[14] ALFONSO, L., CHACÓN, J.C., and PEÑA, G. Allowing citizens to effortlessly become rainfall sensors. in E-proceedings of the 36th IAHR World Congress. 2015.
[15] Kotzé, E., Response of soil properties to rangeland use in grassland and savanna biomes of South Africa. 2015, University of the Free State.
[16] Goodson, C.C., Schwartz, G., and Amrhein, C., Journal of environmental quality. 35. 1072-1077, 2006.
[17] Rabiee, A., Gilani, M., Jamshidi, H., and Baharvand, H., Journal of Vinyl and Additive Technology. 19. 140-146, 2013.
[18] Mahmoud Awad, Y., Ok, Y.S., and Kuzyakov, Y. Effects of polyacrylamide, biopolymer, and biochar on decomposition of soil organic matter and 14C-labeled plant residues as determined by enzyme activities. in EGU General Assembly Conference Abstracts. 2014.
[19] Shin, M.H., Won, C.H., Jang, J.R., Choi, Y.H., Shin, Y.C., Lim, K.J., and Choi, J.D., Paddy and Water Environment. 11. 493-501, 2013.
[20] Russel, W.B., Saville, D.A., and Schowalter, W.R., Colloidal dispersions. 1992: Cambridge university press.
[21] Vahabi, J. and Nikkami, D., International Journal of Sediment Research. 23. 376-386, 2008.
[22] McCormick, C. and Blackmon, K., Polymer. 27. 1971-1975, 1986.
[23] Bajaj, P., Goyal, M., and Chavan, R., Journal of applied polymer science. 53. 1771-1783, 1994.
[24] Moharram, M.A. and Allam, M.A., Journal of Applied Polymer Science. 105. 3220-3227, 2007.
[25] Krušić, M.K., Džunuzović, E., Trifunović, S., and Filipović, J., European polymer journal. 40. 793-798, 2004.
[26] Entry, J.A., Sojka, R., Watwood, M., and Ross, C., Environmental Pollution. 120. 191-200, 2002.
[27] Green, V.S., Stott, D., Norton, L., and Graveel, J., Soil Science Society of America Journal. 64. 1786-1791, 2000.
[28] Barvenik, F.W., Soil Science. 158. 235-243, 1994.
[29] Klein, J. and Heitzmann, R., Die Makromolekulare Chemie. 179. 1895-1904, 1978.
[30] Ghimici, L. and Popescu, F., European polymer journal. 34. 13-16, 1998.
[31] Dragan, S., Mihai, M., and Ghimici, L., European Polymer Journal. 39. 1847-1854, 2003.
[32] Rabiee, A., Zeynali, M.E., and Baharvand, H., Iranian Polymer Journal. 14. 603, 2005.
[33] Klein, J. and Heitzmann, R., Die Makromolekulare Chemie. 179. 1895-1904, 1978.
[34] Wu, Y., Wang, Y., Yu, Y., Xu, J., and Chen, Q., Journal of Applied Polymer Science. 102. 2379-2385, 2006.
[35] Paredes, N., Rodríguez‐Galán, A., and Puiggali, J., Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry. 36. 1271-1282, 1998.
[36] Zeynali, M.E., Rabii, A., and Baharvand, H., Iranian Polymer Journal. 13. 479-484, 2004.
[37] Sabhapondit, A., Sarmah, A., Borthakur, A., and Haque, I., Journal of applied polymer science. 85. 1521-1529, 2002.
[38] Arjunan, J., Yeri, S., Stevens, E., Barfield, B., and Gasem, K., Bharathiar University, Erode. 7. 2001.
[39] Lu, J., Wu, L., and Letey, J., Soil Science Society of America Journal. 66. 578-584, 2002.