防沙新材料研发获新进展
防沙新材料研发获新进展
中国科学院西北生态环境资源研究院敦煌戈壁荒漠研究站科研团队在防沙新材料研发方面取得重要进展。研究团队以甘油三酯醚和甘油为主要原料，对醋酸纤维素基水性聚氨酯固沙剂进行改性，研发出新型防冻固沙剂，该材料具有良好的降解性能，在-20℃低温条件下仍能保持稳定固结强度，并且能够促进植物生长。
风沙问题在全球荒漠地区普遍存在，应用化学材料固定流沙是主要的防沙方法之一，以往的研究工作主要针对炎热、干旱的地区。在温度较低的高海拔或高纬度荒漠地区，化学防沙材料应具有较强的耐低温能力、良好的透氧和亲水防冻性能，以及不影响植物种子萌发的适宜固结强度。
中国科学院西北生态环境资源研究院敦煌戈壁荒漠研究站科研团队以甘油三酯醚和甘油为主要原料，对以农作物秸秆为主要原料的醋酸纤维素基水性聚氨酯固沙剂进行改性以提高其防冻能力，研发了醋酸纤维素/水性聚氨酯/甘油三酯醚/甘油系列防冻固沙剂。该新材料具有良好的降解性能，热降解后的主要挥发性物质为水蒸气、氨气和二氧化碳，固沙层在−20℃低温条件下14天后固结强度保持稳定，在青海省共和县的实地应用证明其可以有效促进植物生长，可应用于广大寒冷荒漠地区的防沙治沙工作，推动环境友好型固沙材料产业的发展。
该成果以Degradable cellulose acetate/waterborne polyurethane-based sand-fixing agents with excellent antifreezing properties为题发表在国际农林科学权威期刊Industrial Crops & Products上，西北研究院博士生杨婉佳为论文第一作者，柳本立研究员为论文通讯作者。该研究获国家重点研发计划、宁夏回族自治区重点研发计划、内蒙古自治区科技重大专项揭榜挂帅项目资助，西北研究院所级公共技术服务中心协助样品制备工作。
据悉，敦煌站防沙工程团队关于新型环保固沙材料研发工作取得多项进展，已获“硅烷偶联剂改性醋酸纤维素耐高温耐旱固沙剂及制备方法与用途”“防冻耐旱固沙材料及其制备方法”“羟甲基脲-PTGE-羧甲基纤维素防冻耐水固沙材料及制备方法”“羟甲基脲-液体石蜡-羧甲基纤维素耐高温耐水固沙剂及制备方法与用途”等多项国家发明专利。
醋酸纤维素/水性聚氨酯/甘油三酯醚/甘油系列防冻固沙剂的合成机理
新型防冻固沙剂气化热解产物的三维TG-IR光谱(a)(b)和FTIR光谱(c)(d)
新型防冻固沙剂固结层在 27℃时的压应力(a)和抗压强度(c)；-20℃冻融循环试验后的压应力(b)、抗压强度(d)、抗压强度损失率(e)
本文原文来自中国科学院网站