سنتز و بررسي ويژگي‌هاي رئولوژيكي پلي (آكريل‌آميد- كو- آكريليك اسيد) مورد استفاده به‌ عنوان تثبيت كننده خاك

Synthesis of poly (acrylamide-co-acrylic acid) as soil stabilizers and investigating its rheological properties

امروزه استفاده از مالچ‌هاي بسپاري ازجمله بسپارهاي بر پايه آكريل آميد به دليل دوست دار محيط ‌زيست بودن، ايمني و قيمت ارزان آن‌ها در حال گسترش است. پلي آكريل آميد ها، بي‌بو، بي‌رنگ و بدون خاصيت آلايندگي در آب‌هاي سطحي و زيرزميني، بافت‌هاي گياهي و خاك هستند. در اين پژوهش براي نخستين بار از هم‌بسپار بر پايه آكريل‌آميد و آكريليك اسيد در مقياس كرت كوچك و در شرايط آزمايشگاهي براي استفاده در خاك به‌منظور پيوستگي و جلوگيري از هدر رفت آن استفاده شد. ابتدا اين بسپارش با روش بسپارش راديكالي و محلول در آب سنتز و با استفاده از طيف‌سنجي فروسرخ تبديل فوريه و تجزيه گرماوزن‌سنجي شناسايي شد. هم‌چنين براي محاسبه چگالي بار منفي نمونه‌هاي سنتزي از روش تيتراسيون استفاده شد. با افزايش چگالي بار منفي زنجير بسپاري، گرانروي ظاهري با سرعت بيشتري كاهش مي‌يابد. بنابراين، در حضور آكريليك اسيد، يون‌هاي منقبض و كروي شده، پيكربندي كلافي شكل به خود مي‌گيرند. با پيش رفتن واكنش بسپارش در مقادير وزني 50 تا 90 درصد از آكريليك اسيد، سرعت واكنش به علت تجمع بارهاي منفي كاهش‌يافته و جرم مولكولي هم‌بسپار با افزايش درجه آنيوني هم‌بسپارها كاهش مي‌يابد. درنهايت، هدررفت خاك به‌وسيله هم‌بسپار سنتز شده در تيمارهاي پژوهش كه شامل هم‌بسپار با مقادير متفاوت مصرف g/m2 0/4، 0/6، 1، 2، 3، 4 و 6 به روش محلول در آب و افشاندن روي سطح خاك پيش از اجراي بارش مصنوعي تعيين شد و هم‌چنين پيوستگي آن در min 30 بارندگي مورد مطالعه قرار گرفت.

Nowadays, use of polymeric mulch such as the polymer based on acrylamides is developing due to being eco-friendly, safety, and low cost. Polyacrylamide is odorless, colorless, non-polluting the ground water and surface water, soil and plant tissues. In this study, for the first time, copolymer based on acrylamide and acrylic acid was used in small-scale plots in experimental conditions for use in soil for the purpose of its stabilization and preventing its loss. Copolymer based on acrylamide and acrylic acid was synthesized by free radical polymerization. The water-soluble polymer synthesized by free radical polymerization and characterized using Fourier-transform infrared spectroscopy and thermogravimetric analysis. To calculate the negative charge density of samples, titration method was performed. By increasing density of negative charge of polymer chains, the apparent viscosity decreases with higher rate. It can be concluded that in the presence of acrylic acid, the ions shrank and became more like spheres which ultimately results in coil-like configuration. As the copolymerization reaction proceeds from 50% to 90% weight percent of acrylic acid, the rate slows down due to accumulation of negative charges and the molecular weight of copolymers decreases with increasing the anionic degrees of copolymers. Finally, soil loss was determined using 0.4, 0.6, 1, 2, 3, 4 and 6 gr/m2 of copolymers in water and solutions sprayed on the soil surface before implementation of artificial rainfall, also its continuity in 30min rainfall was studied.