轩宇宁， 倪晓芳,， 商照聪， 张长波,， 余锦涛

    (1.上海化工研究院有限公司 上海 200062； 2.上海化工院环境工程有限公司 上海 200062)

    为了提高农作物的产量，保温是最重要的环节之一，适宜的二氧化碳浓度和温度可以提高植物的光合作用效率，产生更多的糖类物质。随着农业科学技术的不断进步，农业大棚可以为农作物创造一个相对封闭的“温室”，种植条件不再完全受限于自然气候条件。我国北方地区通常铺盖隔热膜来确保土壤温度适宜农作物胚芽的生长，目前的土壤保温材料主要包括塑料泡沫(如聚苯乙烯泡沫)等[1]，主要保温原理是减少空气对流，降低土壤表层的热量损失。由于这类产品为高分子聚合物，难以自然降解，易造成二次污染，因此亟待研发一种可自然降解的隔热材料。

    相较于塑料泡沫，水基泡沫能够自然消散，可减少场地铺设后续的处理过程，减轻环境压力[2]；水基泡沫的流动性强、延展性好，更易于在土壤表面均匀铺展。水基泡沫的产生原理是通过水溶液内的两亲分子在液膜表面聚集，进而阻碍泡沫内部的气体扩散，形成水/气两相分隔的泡沫。蛋白发泡剂是土壤领域中常用的两亲表面活性物质，其在水溶液中可以水解为具有表面活性的多肽，使溶液具备良好的发泡能力。此外，蛋白发泡剂还能向土壤提供N、P等元素。为了延长泡沫的存留时间，常加入聚合物分子提高泡沫黏度，防止析液造成的衰变[3]；也有相关研究[4-5]引入纳米颗粒增强泡沫液膜的机械强度，以抑制泡沫内的气体扩散。

    纳米SiO2作为一种常见的纳米颗粒，广泛应用于涂料[6]、泡沫驱替[7]、灭火材料[8]等领域。普通的纳米SiO2颗粒由于表面含有Si—OH，在水溶液中容易通过氢键相互作用而聚集，失去纳米粒子的高比表面积和高分散性，因此对一般的纳米颗粒需要进行疏水改性[9]。常用的纳米SiO2改性方法有表面物理修饰、表面化学耦合、表面化学接枝等[10]，本研究选用三甲基氯硅烷偶联剂对纳米SiO2进行表面物理修饰，实现对纳米SiO2的疏水处理，并使用蛋白发泡剂作为发泡原料，制备一种用于土壤保温的水基泡沫隔热材料。

    1 试验部分

    1.1 主要仪器和材料

    主要仪器：DFA100 FSM型泡沫动态分析仪，德国克吕士(Kruss)公司；RW20型悬臂式搅拌器，德国艾卡(IKA)公司；A10型超纯水仪 ......