植物油基聚氨酯包膜控释肥料的制备及控释性能研究

摘要

控释肥料是能按照设定的释放率和释放期来控制养分释放的肥料。包膜控释肥料是在肥料颗粒颗粒表面包裹（覆）一层或多层低水溶性或微水溶性包膜材料的膜，从而减少核心与外界的直接接触，以达到控制肥料释放速度从而延长肥料的释放时间。目前市售的控释肥料存在许多问题:价格昂贵、制备工艺复杂、控释效果不佳、包膜材料存在二次污染问题等。因此，研究制备包膜材料来源广泛、环境友好、控释效果好、制备工艺简单的包膜控释肥料具有重要的意义。
　　 本文主要研究了植物油基聚氨酯膜的制备并对制备的膜进行了相关分析检测:膜的FT-IR、同步热分析、SEM等。并对影响植物油基聚氨酯包膜控释肥料控释性能的因素进行研究，包括NCO和OH摩尔配比、扩链剂与交联剂A的添加量、增塑剂B的添加量、包膜率等。
　　 通过对植物油基聚氨酯膜的FT-IR、TG、SEM等表征分析结果显示，制备的膜属于聚氨酯类型;热重分析结果显示，膜具有很好的热稳定性，添加增塑剂B之后热稳定性有显著提高;扫描电镜结果显示，膜的表面有许多细小微孔，只能透过水分子。对比未包膜肥料颗粒和包膜肥料颗粒表面的扫描电镜结果可以看出，包膜肥料颗粒表面更平整。通过对包膜肥料控释性能的研究发现，NCO和OH的摩尔配比为1.1∶1、扩链剂与交联剂A的添加量为9％、增塑剂B的添加量为3.75％的时候制备的包膜肥料控释效果最佳。从工业生产成本及包膜肥料的实际使用需求的角度考虑，包膜率为6％和9％的包膜肥料与其他相关公司的产品相比具有很大的竞争优势。

目录

声明

摘要

第一章 文献综述

1．1 研究背景

1．2 聚氨酯

1．3 控释肥料

1．3．1 相关概念

1．3．2 分类

1．3．3 控释肥料的评价标准

1．4 包膜型控释肥料的生产与应用概况

1．5 包膜型控释肥料膜材料的研究进展

1．5．1 无机包膜材料

1．5．2 有机包膜材料

1．5．3 存在问题与发展方向

1．6 本课题研究的意义及主要内容

第二章 实验部分

2．1 材料和设备

2．1．1 材料和试剂

2．1．2 设备和仪器

2．1．3 主要材料的指标及相关助剂

2．2 植物油基聚氨酯膜的制备

2．3 植物油基聚氨酯包膜控释肥料的制备

2．4 膜材料的表征与测试

2．4．1 傅立叶变换红外光谱分析

2．4．2 热重分析测试

2．4．3 扫描电子显微镜(SEM)分析

2．5 包膜肥料的评价方法

2．5．1 研究方法

2．5．2 分析方法

2．5．3 数据计算及处理

第三章 结果与讨论

3．1 植物油基聚氨酯膜的表征与测试

3．1．1 PU膜的傅立叶红外光谱分析

3．1．2 PU膜的热重分析

3．1．3 PU膜的扫描电镜分析

3．2 植物油基聚氨酯膜包膜控释肥料控释性能的研究

3．2．1 NCO和OH摩尔配比对包膜肥料控释性能的影响

3．2．2 扩链剂和交连剂A含量对包膜肥料控释性能的影响

3．2．3 增塑剂含量对包膜肥料控释性能的影响

3．2．4 润滑剂对包膜肥料控释性能的影响

3．2．5 包膜率对包膜肥料控释性能的影响

3．2．6 自制样品与其他公司产品对照研究

3．2．7 60℃恒温浸提检测结果

3．2．8 25℃常温浸提检测结果

3．2．9 未包膜肥料颗粒与包膜肥料颗粒扫描电镜对比图

3．3 控释肥料养分释放期的预测及论证

3．4 小结

第四章 总结与展望

4．1 总结

4．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢