可生物降解缓释肥包膜材料的制备与性能研究

摘要

本文采用来源广泛、价格低廉且可生物降解的聚乳酸(PLA)和淀粉作为原料，分别对PLA物理共混、淀粉化学改性制得一系列缓释肥包膜材料。通过红外光谱(FTIR)、X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、热重分析(TG)、接触角等分析手段对包膜材料进行结构表征，并测试了包膜材料的吸水率、尿素渗透性以及自然条件下的生物降解性。
　　本研究主要内容包括：⑴二甲亚砜(DMSO)为共溶剂，以聚乙烯醇(PVA)对高分子量的PLA进行共混改性，并通过流延法制得一系列PLA/PVA共混膜。通过扫描电镜照片观察，两者相容性较差，存在一定的相分离;对尿素的渗透性测试表明，当m(PLA)∶m(PVA)=19∶1时，共混膜具有一定的缓释性，但随着PVA含量的增加，缓释效果逐渐变差。⑵三氯甲烷(CHCl3)为共溶剂，以聚乙二醇(PEG)对高分子量的PLA进行共混改性，并通过流延法制得一系列PLA/PEG共混膜。通过扫描电镜和接触角测试表明，所得共混膜相容性良好，且由于PLA中引入了PEG，亲水性增加;通过对尿素溶液的渗透性及生物降解性等测试表明，7天尿素累积渗透率由未改性聚乳酸的几乎未释放，增加至最高为31.7％。60天生物降解率由8.2％，增加至最高降解47.5％。⑶以甲醛作交联剂，PVA对淀粉进行交联改性，并通过流延法制得一系列交联改性膜。实验结果表明:随着交联剂用量或PVA与淀粉质量比的增加，改性膜的接触角逐渐增大，吸水率降低，疏水性增强，7天尿素累积渗透率下降。与纯淀粉膜相比，改性膜对尿素的渗透性下降，增加了对氮肥的缓释能力。⑷以吡啶为溶剂，硬脂酰氯对淀粉进行接枝改性，并通过流延法制得一系列接枝改性膜。实验结果表明，随着接枝取代度的增加，改性膜的24 h吸水率由纯淀粉膜的272％下降至12％以下，疏水性增强。7天尿素累积渗透率下降，最低达23.6％。接枝改性后，膜材的生物降解速率下降，60天的降解率由纯淀粉的86％，降至最高仅为29.3％。

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致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．2 包膜缓／控释肥

1．2．1 缓／控释肥的概念

1．2．3 包膜缓／控释肥性能的影响因素

1．3 可生物降解缓释肥包膜材料

1．3．1 可生物降解缓释肥包膜材料的定义

1．3．2 可生物降解缓释肥包膜材料的种类

1．3．3 可生物降解缓释肥包膜材料的降解机理

1．4 本课题研究的意义及主要内容

第二章 聚乳酸共混改性膜的制备及性能研究

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 实验仪器与试剂

2．2．2 实验方法

2．2．3 共混改性膜测试与表征

2．3 结果与讨论

2．3．1 聚乳酸／聚乙烯醇共混改性膜

2．3．2 聚乳酸／聚乙二醇共混改性膜

2．3．3 尿素渗透性

2．3．4 生物降解性

2．4 本章小结

第三章 淀粉化学改性膜的制备及性能研究

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 实验仪器与试剂

3．2．2 实验方法

3．2．3 淀粉化学改性膜的测试与表征

3．3．1 淀粉／聚乙烯醇改性膜

3．3．2 硬脂酰氯接枝淀粉改性膜

3．3．3 尿素渗透性

3．3．4 生物降解性

3．4 本章小结

第四章 结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文