缓释/控释肥料用包膜材料的现状及发展探讨

缓释 /控释包膜肥料具有提高肥料利用率、降低环境污染、提高作物产量等特点 ,因而成为目前肥料研究与开发的热点之一 ,包膜材料则是影响肥料释放速率的关键。本文简要介绍缓释 /控释包膜肥料的研究现状、讨论了若干目前已被采用包膜材料的特点、并对包膜材料的发展前景进行了初步探讨。

三氯化铁改性有机膨润土包膜材料对六价铬的动态吸附

采用柱吸附方法研究三氯化铁改性有机膨润土的包膜材料对六价铬动态吸附,探究改性有机膨润土工程应用的可行性。改性有机膨润土粒径小,直接填充到吸附柱会增大压力损失,本试验以三氯化铁改性有机膨润土分别包膜活性炭和4A分子筛制成两种包膜材料,把包膜材料填充到吸附柱进行动态吸附、脱附和再生,收集并测定不同时刻流出液的六价铬浓度。结果表明,三氯化铁改性的有机膨润土可显著提高其对六价铬的吸附能力;两种包膜材料均可降低被吸附溶液在吸附柱内流通阻力,使动态吸附能够顺利进行;动态吸附过程符合修正的Thomas吸附模型;包膜材料很容易脱附再生,脱附再生后包膜材料吸附能力升高;包膜活性炭对六价铬吸附能力高于包膜4A分子筛。

松香甘油酯包膜材料对尿素缓释性的影响

该文以松香甘油酯为包膜材料,生产包膜尿素,并利用盆栽土壤试验法,研究以松香甘油酯为包膜材料的包膜尿素缓释性能。结果表明:C=5%其初溶出率均为12.9%。用LOGISTIC生长曲线模型进行模拟,得到涂层覆盖率C=5%时,其最大养分释放量为96%,养分释放期为146d;涂层覆盖率C=8.1%时,其最大养分释放量为97%,养分释放期为194d,这表明:控制涂层覆盖率,可控制肥料释放周期;松香甘油酯为包膜材料的选用开辟了新的途径。

桐油包膜材料在土壤中的降解性能研究

以桐油为包膜材料,利用盆栽土壤试验法,并引入土壤降解、失重率测定方法,研究桐油包膜材料在土壤中的降解性能。结果表明:桐油包膜材料随土壤含水量和温度的增加,降解速率加快;土壤pH值增加,降解速率减慢。用动力学方程C=Ce-kt曲线模型进行模拟,土壤含水质量分数20%时,半衰期116 d;土壤含水质量分数30%时,半衰期只有52 d;当土壤温度从15℃上升到35℃时,降解速率常数从0.003 6 g/d上升到0.008 9 g/d。土壤pH值从4.0上升到6.0时,速率常数下降0.009 2 g/d。

包膜型控释肥包膜材料的研究与展望

通过从无机材料和有机材料2个方面总结了现行国内外包膜型控释肥包膜材料的主要种类,并进行展望,为今后研究控释肥的控释材料提供参考。

缓释肥高吸水包膜材料的制备及其性能研究

以玉米淀粉为主要原料,AA/AM为单体,采用反相悬浮聚合法制备缓释肥高吸水包膜材料,讨论引发剂用量、交联剂用量、AA/AM质量比、AA/淀粉质量比及丙烯酸中和度对材料吸液率、耐热及耐寒性能以及表观和微观形态的影响。结果表明,当引发剂过硫酸铵用量为0.38%,交联剂N,N’-亚甲基双丙烯酰胺用量为0.029%,AA/淀粉为4.3/1,单体AA/AM为3.7/1,AA中和度为63%,反应温度60℃,反应时间3 h时,包膜材料呈现高密度蜂孔状,吸水率达到770.74 g/g,吸自来水率为116.44 g/g,吸盐水率为87.78 g/g。包膜材料具有较好的耐热及耐寒性能,经75℃高温处理48 h后,吸水率为260.90 g/g,吸自来水率为74.18 g/g,吸盐水率为71.84 g/g;经-20℃低温处理48 h后,吸水率为388.82 g/g,吸自来水率为93.80 g/g,吸盐水率为55.54 g/g。

明胶/PVA类肥料包膜材料的制备与环保性能研究

具有较好环保性能的包膜材料用于缓控释肥生产,可防止膜材料对土壤造成的潜在危害。本文以明胶、聚乙烯醇为原料复合共混制备膜材料,利用红外光谱(FTIR),扫描电镜(SEM)表征材料结构,并研究了膜材料拉伸强度和断裂伸张率力学性能,受控堆肥条件下的生物降解行为,明胶/PVA复合材料包膜尿素的养分缓释性及对小鼠的急性经口毒性。结果表明:当复合膜材料配比为m_((PVA)):m_((Gel))=4:1时,组分相容性最好,并表现出良好力学性能、养分缓释性能和生物降解性能,复合材料包膜的肥料对小鼠无毒性作用,具有较好安全性。因此明胶/PVA复合膜材料具有较好的环保性能,其作为缓控释肥料的包膜材料具有较好应用前景。

包膜材料对土壤酶活性的影响

以自然资源"水冬瓜果油"为包膜材料,利用盆栽试验,共设5个处理,研究在有菊花吸收养分的情况下,水冬瓜(Idesia polycarpa maxim.var.vestita dies)油包膜材料在土壤中的降解性能及对土壤酶活性的影响。结果表明:水冬瓜油包膜材料随土壤含水量的增加,降解速率加快。种植菊花的土壤过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶活性也呈现先上升、后下降的趋势。在土壤含水量为30%时,包膜材料半衰期只有62 d;在处理3(果油85%+调理剂15%)中,土壤过氧化氢酶、土壤蔗糖酶和脲酶数量增加最多。因此,水冬瓜果油85%+调理剂15%和土壤含水量30%,有利于土壤酶活性的提高,从而加快包膜材料的降解速度。

包膜材料与粘结剂的筛选

通过溶水和淋溶试验研究了几种包膜肥料的缓释效应,以筛选无污染、能提高肥利用率的包膜材料。结果表明,用L做粘结剂,D包膜的半数溶水时间最长,为2h50min,混合材料包膜最长的为用L做粘结剂,D、J混合包膜,溶水时间为9h。从淋溶试验来看,4种矿物包膜肥料都提高了肥料利用率,其中F的效果最好。

控释肥料包膜材料的研究进展

从无机材料和有机材料两个方面论述了控释肥料包膜材料的分类,介绍了国内外控释肥料包膜材料的研究进展,分析了目前各类控释肥料包膜材料的优点和不足,提出了包膜材料研究的重点问题和应用前景。

聚氨酯包膜材料耐水性的研究

聚氨酯作为缓释肥料的包膜材料,其耐水性是决定包膜材料缓释性能的一个主要因素。本文主要通过研究预聚体中NCO的质量分数、聚醚多元醇的分子量和扩链系数以及环氧树脂和淀粉对聚氨酯弹性体耐水性的影响。

乙丙三元胶磺酸型离聚物作为缓释化肥包膜材料的应用研究

用乙丙三元胶 (EPDM)的磺酸型离聚物作为包膜材料 ,研究了其对尿素的缓释作用 ,考察了离聚物的合成条件以及环境温度对尿素释放速率的影响。对 EPDM磺酸型离聚物的缓释作用的研究表明 ,释放速率与离子簇的数目、尺寸以及环境温度成正比 ,而与包膜厚度成反比。二价锌反离子的引入使释放速率明显降低。

一种生物炭基肥包膜材料的制备及特性研究

以乙基纤维素为成膜材料,戊二醛作为交联剂,邻苯二甲酸二乙酯作为增塑剂,吐温80作为乳化剂,采用溶液共混法制备生物炭基肥包膜材料。以膜的抗拉强度、断裂伸长率、吸水率和损失率为指标,通过单因素试验和正交试验确定各组分的最佳配比,最后对最优组合进行渗透试验。试验结果表明,当乙基纤维素的质量分数为5%,戊二醛用量为1.2%,邻苯二甲酸二乙酯用量为0.6%,吐温80用量为0.4%时,制备的包膜材料物理机械综合性能最优,其抗拉强度为16.72 MPa,断裂伸长率为3.35%,吸水率为8.96%,损失率为6.35%,综合得分0.888;膜的渗透性试验预测模型表明生物炭基肥累计养分透过率达到80%的时间为98 d,满足大部分作物生长周期的肥效需求。

改性聚乙烯醇添加酒糟制备缓释肥包膜材料的表征及其性能

采用聚乙烯吡咯烷酮(PVP),通过溶液共混的方式对聚乙烯醇(PVA)进行改性,添加酒糟(JZ)制备复合包膜材料,并对氮肥进行包膜制备缓释肥料。研究了JZ的添加量对复合包膜材料性能以及包膜肥料缓释性能的影响。结果表明:JZ与各组分之间通过氢键作用相互结合,相容性良好;JZ的添加使复合膜材料热稳定性得到了显著提高;120dPUPZ5复合包膜材料降解率相比未添加JZ提高了20.11%;随着JZ的加入,复合包膜材料的机械性能先增加后下降,当JZ与PVA的质量比为15∶100时复合膜材料的力学性能达到了20.75MPa,比未添加酒糟提高了528.79%,且缓释肥料具有良好的缓释性能,可以通过调节JZ在复合包膜材料中的含量来控制缓释肥料中N的释放速率。

新型缓释/控释肥包膜材料的研究与展望

影响包膜肥养分释放的关键因素是包膜材料本身的特性。从目前国内外新型缓释/控释肥包膜材料无机和有机两大方面进行归类和总结,区分缓释与控释肥概念的不同,重点探讨可生物降解性,并且对其发展趋势进行展望,以期为今后的研究提供理论参考。

肥料包膜材料使用安全风险评价和控制研究

近年来,我国缓释肥料产量和消费量跃居世界前列,包膜材料的安全风险问题引起广泛关注。介绍了包膜材料的使用现状,分析了各类包膜材料安全性、人工合成高分子材料降解性以及膜材残留积累对土壤生态环境影响的安全风险;系统研究了包膜材料的生物分解能力、生态毒性等环境影响评价方法及标准指标;提出了包膜材料使用的安全风险划分等级,以期为科学评价包膜材料和合理使用包膜缓释肥料提供技术手段,降低包膜材料对农产品和生态环境的影响风险。

缓控释肥有机包膜材料的研究进展与趋势

简要介绍缓控释肥的必要性和缓释机理,并对国内外发展进行概述.有机缓控释肥包膜材料分为天然高分子包膜材料、合成高分子包膜材料、半合成高分子包膜材料三类,不同包膜材料对缓控释肥缓释效果、土壤的影响以及其生物可降解性都不同,缓控释肥包膜材料具有较为广阔的应用前景.

植物油基聚氨酯包膜肥料研究进展

缓释肥包膜材料采用的聚氨酯主要由石油基原料制备,由于石油基聚氨酯成本高、环境风险较大,近年来逐渐被生物基聚氨酯所取代。在众多的生物基材料中,植物油因价格低廉、来源广泛、无毒性、可生物降解等特点,成为缓控释肥料膜材的研究热点。本文分别综述了植物油基多元醇的制备方法,植物油基聚氨酯包膜的分类,植物油基聚氨酯包膜肥料的改性及应用。环氧开环、酯交换反应、氨解法、加氢甲酰化以及臭氧氧化还原是植物油改性制备植物油基多元醇的常用技术手段。丙烯酸酯、环氧树脂、有机硅、氟改性、纳米材料等是植物油基聚氨酯包膜材料改性的常用原料,试验证明植物油基聚氨酯包膜肥料具有减少氨挥发、氮淋溶,提高氮素利用效率的作用。如何提高植物油基聚氨酯交联密度、降低生产成本、深入揭示缓释机理以及扩大在大田试验的应用场景将是今后研究的重点。

基于桐油包膜材料的包膜尿素的研究 (I)包膜材料的FTIR,DTA-TGA研究

用FTIR和DTA-TGA联用技术研究了桐油包膜尿素中使用的桐油、桐油/无机调理剂混合物的红外吸收特征和热行为,用800℃热分解残重率法测定了包膜材料中桐油聚合物的实际含量.结果表明,包膜中桐油的双键特征吸收明显减少甚至消失,无机调理剂的引入使桐油聚合物在程序升温过程中的放热峰温向高温移动.在包膜率相近的情况下,由含有无机调理剂的桐油包膜材料制备的包膜尿素,包膜材料中桐油聚合物的含量越大,包膜尿素的缓释性就越好.

PPC/PBS包膜尿素膜材料降解特征

【目的】生物可降解树脂包膜材料用于生产控释肥,以防止传统聚烯烃类树脂包膜材料对土壤造成的潜在危害。研究不同膜材、在不同类型土壤中的降解速度,可以为提高包膜肥料的施用效果和土壤生态环境效应提供技术支持。【方法】本文以聚碳酸亚丙酯(PPC)与聚丁二酸丁二醇酯(PBS)两种可生物降解树脂(质量比7∶5)作为尿素包膜材料进行田间土埋试验。用红外光谱、热失重和扫描电镜测定方法测定PPC/PBS包膜尿素膜材料试样在降解过程中质量损失百分率,对样品降解前后的结构和表面形貌变化进行表征,分析膜材料在土壤中的降解特征。【结果】1)红外光谱分析表明,随着土埋时间的延长,在3480 cm-1处的-OH单峰吸收强度先增加后消失,18491543 cm-1处羰基吸收峰强度明显增加,在2363 cm-1和2331 cm-1处出现-C=C=C和-C=C=O等累积双键的不对称伸缩振动吸收峰,说明膜材料链结构经历了先断链、后氧化的过程,且膜材料在降解过程中形成了新物质,降解方式是以树脂结构中任意酯键部位切断的方式为主;2)热失重分析表明,膜材料中PPC树脂在土壤中先行降解,膜材料中随着PPC结构含量的减少,PBS越来越多的发挥其抑制PPC分解的热稳定作用,表现为膜材料的热分解温度移向高温;3)扫描电镜观察发现,初始状态下的包膜尿素的表面致密均一,没有孔洞,随着埋土时间延长,膜材料表面先行降解,膜的表面为由光滑变粗糙,出现孔洞,随时间延长降解程度增加,表面和内部都变得疏松,孔洞逐渐长大并且同时向周围延伸并与其它孔洞贯穿,孔洞增大到20μm左右,膜的厚度变薄,仅为40 50μm,但包膜仍然保持原有的轮廓,说明膜材料在土壤中可以降解,但会延续一定的时间;4)膜材料的土埋降解试验表明,初期降解速度较慢,随着时间的延长,试样生物降解度逐渐增加,在第五个月达到5%失重,之后失重速率明显增快,显示出良好的降解性,到10月份已达到78%的失重率。土壤中的膜材料在12个月内可以被完全降解,对环境友好。【结论】PPC/PBS包膜尿素膜材料降解特征为:包膜表面先行降解;膜材料中PPC树脂在土壤中先行降解;降解方式以树脂结构中任意酯键部位切断的方式为主;膜材料降解速度以1 5月份较慢,6 10月份迅速增快,10月份后减慢,一年之内能够完全降解。