改性生物基包膜控釋尿素的制備及養(yǎng)分釋放特性的研究.pdf

1、本文利用生物質(zhì)液化技術(shù)將木屑和玉米芯液化成多羥基化合物，該液化產(chǎn)物可以和含有異氰酸根的化合物反應(yīng)并生成新型的生物基聚氨酯樹脂（PU），該生物基聚氨酯樹脂（PU）可作為包膜材料應(yīng)用于包膜控釋肥料的生產(chǎn)中。但是，上述生物基膜材中含有大量的吸水基團，直接將其應(yīng)用于控釋肥料的生產(chǎn)，其養(yǎng)分釋放速率難以得到有效控制。本研究進一步研究用環(huán)氧樹脂（EP）和有機硅作為改性劑，分別對液化木屑和液化玉米芯生物基PU膜材進行改性處理，以提高其對養(yǎng)分的控釋性能。

2、改性原理可簡述為，具有疏水性能的EP和生物基 PU能夠形成網(wǎng)絡(luò)互穿結(jié)構(gòu)，大大提高改性PU包膜尿素的養(yǎng)分控釋性能；有機硅嫁接到 PU鏈后，疏水性硅原子一致朝外展開，這就在包膜材料外層形成疏水隔層，提高包膜肥料的養(yǎng)分控釋性能。本文分別在生物PU中加入不同量的EP和疏水性有機硅化合物對膜材進行改性，在控制一定轉(zhuǎn)速和溫度條件下，將改性膜材直接噴涂到轉(zhuǎn)鼓包衣機中的大顆粒尿素表面，可快速反應(yīng)成膜，制備出一系列的控釋尿素，再通過掃描電鏡（SEM）、靜

3、水釋放以及盆栽試驗等手段，對包膜控釋尿素進行了測試、表征和評價。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴在同等包膜工藝及包膜厚度的條件下，EP改性的液化槐木屑包膜控釋尿素（EMPCU）的氮素養(yǎng)分控釋性能明顯優(yōu)于未改性的包膜控釋尿素；EP添加量為30％時，EMPCU的控釋性能最好，優(yōu)于純EP包膜尿素肥料（ECU）。⑵利用SEM檢測了EMPCU表面及橫切面，結(jié)果表明，液化木屑包膜尿素（PCU）涂層表面有明顯的分層疊加現(xiàn)象，橫截面亦有許多孔隙和不規(guī)

4、則結(jié)構(gòu)現(xiàn)象。這些孔隙和不規(guī)則結(jié)構(gòu)可能會導(dǎo)致水分快速滲透到膜殼內(nèi)部，加快肥料養(yǎng)分的快速釋放。相比之下，ECU涂層的表面和橫截面較 PCU更加光滑和緊湊，但是 ECU的表面往往會出現(xiàn)明顯的疤痕，可能是由于EP在固化成膜時，粘度較大，顆粒之間易粘連，當粘連的顆粒分開始，就會在膜殼表面留下疤痕，對養(yǎng)分控釋有不利的影響。另外，當EP添加到生物基PU涂層材料時，EMPCU的涂層表面較PCU更為光滑平整，且 EMPCU膜殼的橫截面比PCU的也更加致密

5、，表明EP作為改性劑可有效改善生物基PU膜殼的控釋性能,且，當EP的添加量為30%時，EMPCU的膜殼表面和橫截面均比其他處理膜殼結(jié)構(gòu)更加光滑致密。⑶五種材料的吸水性能試驗表明，EP的吸水性能最差，30%EP添加量的生物基PU材料的吸水性能略高于EP材料，其他依次是50% EP添加量的生物基 PU材料和20% EP添加量的生物基 PU材料，液化木屑生物基PU材料最容易吸水，且吸水量最大。⑷與未改性的液化玉米芯包膜肥料（CRU）相比，有機