改性壳聚糖缓释肥包膜材料的制备及性能研究

摘要

壳聚糖因其良好的成膜性、抗菌性、生物可降解性、生物相容性被广泛应用于医药、食品、环保领域，但将壳聚糖作为缓释肥包膜材料的研究却相对较少。壳聚糖作为缓释肥包膜材料不但能降低养分的释放速率，而且在土壤中能抗菌可降解，对土壤环境无污染，是良好的缓释肥包膜材料。　　未改性的壳聚糖膜易吸水溶胀，肥料缓释效果较差。本文通过化学改性制备了三种改性壳聚糖缓释肥包膜材料，分别研究了亲疏水性、结晶性等结构因素对包膜材料的尿素渗透等性能的影响。　　(1)以乙二醛、戊二醛为交联剂，制备并研究了两种交联改性壳聚糖缓释肥包膜材料。实验结果表明:随交联剂增加，交联壳聚糖膜的吸水率降低，疏水性增强，结晶度下降，热稳定性增强，尿素累积渗透量下降，且戊二醛交联壳聚糖膜7天内的尿素累积渗透量下降更多。　　(2)合成碳链长度不同的酰化壳聚糖，制备了不同取代度的酰化壳聚糖缓释肥包膜材料，研究壳聚糖结构对膜性能的影响。实验结果表明:随取代度增加，酰化壳聚糖膜的疏水性增强，结晶度减小，热稳定性降低，尿素累积渗透量降低，辛酰化壳聚糖膜7天内尿素累积渗透量降低更多，辛酰化壳聚糖取代度为0.07时，尿素累积渗透量最小。　　(3)以戊二醛为交联剂，取代度0.07的酰化壳聚糖为成膜材料，制备戊二醛改性酰化壳聚糖缓释肥包膜材料。实验结果表明:交联使酰化壳聚糖热稳定性提高;酰化交联壳聚糖缓释包膜材料结晶度下降，疏水性提高;随戊二醛含量增加，尿素累积渗透量下降，7天内尿素累积渗透量由74.7％降低至34.2％，28天时尿素累积渗透量为76.7％，改性酰化壳聚糖膜缓释性能良好。

目录

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致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 缓释肥概述

1．1．1 缓释肥的分类

1．2 缓释肥包膜材料的研究进展

1．2．1 无机包膜材料

1．2．2 热塑性高分子包膜材料

1．2．3 水性树脂包膜材料

1．2．4 高吸水性包膜材料

1．2．5 生物可降解包膜材料

1．3 包膜缓释肥的养分释放机制

1．4 壳聚糖及其应用

1．4．1 壳聚糖

1．4．2 壳聚糖在缓释肥中的应用

1．5 本论文的研究意义

1．6 本论文的研究内容

第二章 交联壳聚糖缓释肥包膜材料

2．1 实验部分

2．1．1 实验原料及试剂

2．1．2 实验仪器及设备

2．1．3 实验步骤

2．1．4 结构表征与性能测试

2．2 结果与讨论

2．2．1 乙醇处理对壳聚糖膜的影响

2．2．2 交联剂用量的选择

2．2．3 交联壳聚糖膜的红外光谱图分析

2．2．4 交联壳聚糖膜的XRD分析

2．2．5 交联壳聚糖膜的亲疏水性

2．2．6 交联壳聚糖膜的热重分析

2．2．7 交联壳聚糖膜的尿素渗透性能

2．3 本章小结

第三章 酰化壳聚糖缓释肥包膜材料

3．1 实验部分

3．1．1 实验原料及试剂

3．1．2 实验仪器及设备

3．1．3 实验步骤

3．1．4 结构表征与性能测试

3．2 结果与讨论

3．2．1 酰化壳聚糖的红外光谱分析

3．2．2 酰化壳聚糖的核磁共振分析

3．2．3 反应条件对酰化壳聚糖取代度的影响

3．2．4 酰化壳聚糖的溶解性

3．2．5 辛酰化壳聚糖的XRD分析

3．2．6 酰化壳聚糖膜的吸水性

3．2．7 酰化壳聚糖的热稳定性

3．2．8 酰化壳聚糖膜的尿素渗透性

3．3 本章小结

第四章 戊二醛改性酰化壳聚糖缓释肥包膜材料

4．1 实验部分

4．1．1 实验原料及试剂

4．1．2 实验仪器及设备

4．1．3 实验步骤

4．1．4 结构表征与性能测试

4．2 结果与讨论

4．2．1 改性酰化壳聚糖膜的XRD分析

4．2．2 改性酰化壳聚糖膜的亲疏水性

4．2．3 改性酰化壳聚糖膜的热性能分析

4．2．4 改性酰化壳聚糖膜缓释前后的SEM分析

4．2．5 改性酰化壳聚糖膜的尿素渗透性能

4．3 本章小结

第五章 结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文