آرشیو مقالات

آرشیو مقالات

چگونه با کمک پلیمرها آب را در زمین های کشاورزی حفظ کنیم؟

چگونه با کمک پلیمرها آب را در زمین های کشاورزی حفظ کنیم؟

یکشنبه, 27 آبان,1397

رتبه بندی این مطلب:
5/0

بسپار/ ایران پلیمر هم­ تافت­های (complex) بسپار از نشاسته و کربوکسی متیل سلولز (CMC) شبکه ­ای شده برای تهیه بسپارهای ابرجاذب یا باج  (Superabsorbent، SAP) سنتز شدند و عملکرد آن­ها به عنوان کمک نگهدارنده ­های آب برای آبیاری ارزیابی شد. بسپارهای ابرجاذب با اُکتادِکاهیدرات سولفات آلومینیوم به منظور بهینه ­سازی حفظ آب، شبکه­ ای شد. نشاسته ­ی سبزیجات و الیاف سلولزی اصلاح شده به­ طور شیمیایی، به علت زیست­ تخریب­ پذیری و ماندگاری (sustainability) منابع آن­ها، به عنوان بسپار استفاده شد. سبزیجات نشاسته دار شامل سیب ­زمینی، یام (yam)، کاساوا (cassava) و ذرت است. دانه­ های تربچه در گلدان­های حاوی خاک اصلاح شده با باج (و هم­چنین خاک بدون اصلاح به عنوان شاهد) کاشته شد. در دو هفته اول، به گیاهان به مقدار زیاد آب داده شد، سپس آب دادن کاهش یافت تا پاسخ گیاهان به خشکسالی مشاهده شود. رشد گیاهان در خاک بدون اصلاح پس از دو هفته اول متوقف شد و نشانه­ هایی از کم آبی (dehydration) مشاهده شد. تمام گیاهان در خاک اصلاح شده پس از دو هفته اول رشد کردند و به نظر بسیار سالم­تر می­رسیدند. ارزیابی عملکرد پاسخ چهار نوع نشاسته نشان داد که باج بر پایه سیب­ زمینی با 73 درصد حفظ آب بهترین عملکرد را داشت، در حالی که ذرت 56 درصد نشان داد. هم­چنین این مطالعه نشان می­دهد که برای اصلاح خاک استفاده از 0/12 درصد وزنی باج بر پایه سیب­زمینی بهتر از 0/24 درصد کارایی دارد.

 

مقدمه

بسپارهای ابرجاذب بسپارهایی هستند که قادر به جذب مقدار زیادی آب هستند، معمولا بیش از مواد جاذب رایج. به­ طور کلی آن­ها از شبکه ­ای از زنجیرهای بسپار تشکیل شده­اند که برای جلوگیری از انحلال به یکدیگر متصل شده ­اند. معمولا در طول زنجیرهای بسپار گروه­های عاملی یونی وجود دارد تا موجب نفوذ آب به درون شبکه شود.

پلی­آکریلات، ماده اصلی مورد استفاده در صنعت بسپارهای ابرجاذب (باج) است. پلی­ آکریلات­های ابرجاذب از طریق بسپارش اسید اکریلیک با عامل شبکه ­ای ­کننده تهیه می­شوند. اسید اکریلیک از پروپن تولید می­شود که محصول جانبی تولید اتیلن و بنزین است.
 

بنابراین، پلی ­اکریلات، ماده ­ای تجدیدناپذیر است که وابسته به صنعت پتروشیمی می­باشد. محصولات بهداشتی شخصی اغلب بازار باج را کنترل می­کند. با این وجود، چندین کاربرد دیگر در زمینه کشاورزی، باغبانی، مدیریت زباله، الکترونیک و ساخت و ساز دارد. ابرجاذب­ها به عنوان افزودنی­های خاک برای افزایش حفظ آب در خاک­ها استفاده می­شوند که می­توانند جایگزین کودگیاهی (peat)، کمک نگهدارنده رطوبت رایج برای خاک شود. به­طور کلی، باج در خاک با غلظت 0/1 تا 0/5 درصد وزنی به­ کار می­رود. کمتر از این محدوده اثر افزودنی خاک ناچیز است و در بیش از این محدوده خاک، زمانی­که کاملا اشباع می­شود، می­تواند بیش از حد اسفنجی شود.

اخیرا تقاضا برای زیست­ بسپارهای تولید شده از نشاسته یا سلولز افزایش یافته است. مزایای این زیست بسپارها در مقایسه با بسپارهای پایه نفتی، ماندگاری، خواص زیست تخریب­پذیری و غیرسمی بودن ترکیبات پایه آن­ها است.

زیست بسپارها می­توانند از کربوکسی متیل سلولز (CMC) ساخته شوند که ذاتا دارای پایه سلولز پلی­ ساکارید است. CMC به­طور تجاری از طریق واکنش اسید کلرواستیک با سدیم سلولز در دوغاب (slurry) با ایزوپروپانول و آب تهیه می­شود. محصولات ابر­جاذب بر پایه CMC در دهه 1970 و اوایل دهه 1980 ساخته شدند. با این­که هزینه ­ی واکنش ­دهنده ­های مورد نیاز برای تولید CMC نسبتا ارزان است، هزینه زیادی برای تصفیه مورد نیاز در اکثر کاربردها وجود دارد. به همین دلیل، تولید باج پایه CMC نسبت به باج­های پایه نفتی متوقف شده است. مطالعات نشان داده­اند هنگامی­که نشاسته وارد هم­تافت شود آهنگ زیست­تخریب­پذیری بسپارهای CMC افزایش می­یابد. هنگامی­که هم­تافت­ با آب متورم ­شود، هم­ تافت­های بسپار CMC با یون­های آلومینیوم برای تشکیل پیوند­های موقتی شبکه­ ای می­شوند. نشاسته و CMC شبکه ­ای شده یک باج دوست­دار محیط زیست را تشکیل می­دهد که بر پایه زیست بسپارها است و می­­تواند جایگزین باج­های پایه نفتی به عنوان یک کمک نگهدارنده آب در آبیاری شود.


 

برگردان: دکتر فاطمه خودکار
f.khodkar@gmail.com

 

 

(ادامه دارد...)

 

متن کامل این مقاله را که در شماره 194ام ماهنامه بسپار که در نیمه آبان ماه منتشر شده است بخوانید.

در صورت تمایل به دریافت نسخه نمونه رایگان و یا دریافت اشتراک با شماره های 02177523553 و 02177533158 داخلی 3 سرکار خانم ارشاد تماس بگیرید. امکان اشتراک آنلاین بر روی صفحه ی اصلی همین سایت وجود دارد.

نوشتن یک نظر

افزودن نظر

x
دی ان ان