干旱缺水严重制约了我国经济社会的发展，而高吸水树脂本身是具有一定交联度的三维网状结构，它能迅速吸收大于自身重量数百甚至数千倍的水分，被广泛应用于各行各业，尤其是农业中。
本文以羧甲基纤维素钠（CMC）为原料，以过硫酸钾（KSB）为引发剂，以N,N’-亚甲基二丙烯酰胺（MBA）为交联剂，采用水溶液聚合法与丙烯酸（AA）进行接枝共聚反应，通过单因素实验，确定了其最佳工艺条件，合成了降解性能良好的纤维素系高吸水树脂CMC-AA，并在此基础上，采用向反应体系中引入氢氧化钾和尿素，分别制备出功能型复合吸水树脂K-CMC-AA、UREA-CMC-AA。采用扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶红外光谱（FTIR）、差式扫描热量分析（DSC）等现代分析仪器对树脂产品形貌结构等进行了表征。考察了以上三种树脂产品在不同溶胀介质中的吸水性能，并利用动力学模型对其吸水过程进行拟合，探讨了其吸附过程及机理。通过实验室模拟实验，将UREA-CMC-AA初步应用于土壤中，探讨了其在土壤中的初步应用效果及其降解性能。具体内容如下：
1、合成CMC-AA的最佳条件为：丙烯酸40mL，NaOH中和，中和度80%，CMC 4.5g，KSB 0.16g，MBA 0.02g，反应温度为75℃。采用氢氧化钾中和部分AA，当KOH 中和比为10%时，K-CMC-AA在0.1%NaCl中的吸水倍率为285.06g/g，比CMC-AA提高了约80%。采用化学合成法向反应体系中加入尿素，当尿素与CMC质量比为1:1时，所得产品UREA-CMC-AA在H2O、0.1%NaCl、0.1%CaCl2中的吸水倍率分别为358.94g/g、148.58 g/g、34.08 g/g。
2、三种树脂产品在蒸馏水或盐溶液中的吸水动力学可用二级动力学方程描述。外界溶液对树脂产品的吸水性能有较大影响，K-CMC-AA耐盐性较强，对外界盐溶液浓度的敏感性较低，其受到盐溶液的抑制作用小于UREA-CMC-AA、CMC-AA。当溶液pH等于8时，三种树脂产品吸水倍率最大，分别为402.09g/g、397.62g/g、404.73 g/g，且酸性条件对高吸水树脂吸水性能的抑制作用更加显著。不同金属离子对三种树脂产品的吸水倍率影响大小均为Ca2+>Mg2+>K+>Na+。三种高吸水树脂产品在盐溶液中达到平衡时的吸水倍率均随着离子强度的增大而减小。三种树脂产品在重复吸液五次之后，吸水倍率分别为初始吸水倍率的57.4%、52.5%、54.3%，吸水树脂产品的反复使用性能较好。
3、UREA-CMC-AA呈现出较好的缓释性能，将其施用于土壤，明显提高了土壤的持水性能。UREA-CMC-AA对于土壤有一定的疏松作用，改善了土壤孔隙状况，增加了土壤的通透性，在1%的高吸水树脂施用量下，土壤的容重低于未施用吸水树脂的土壤。高吸水树脂产品的施用对土壤酸碱度、电导率的影响不大。UREA-CMC-AA提高了土壤的有机质含量。UREA-CMC-AA在土壤中掩埋时间为42天时，降解率达63.70%，表现出良好的可生物降解性能。
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