掺混型缓释肥料的制备及性能研究

论文摘要

本论文以淀粉/PVA共混物为基体,复合尿素,制备掺混型缓释肥料。通过控制淀粉及PVA在环境中的降解速率以达到控制肥料进入环境和被植物吸收的速率,从而达到既不污染环境,又能够提高肥料利用率的目的。以共混工艺为基础,以甘油、聚乙二醇(PEG)和水为增塑剂,分别研究了增塑剂的种类和加入量对缓释肥料力学性能、流动性能及尿素累积释放率的影响。对于甘油／水复合增塑剂缓释肥料,主要探讨了甘油／水复合增塑剂中水的加入量、甘油／水复合增塑剂配比、淀粉/PVA配比及尿素加入量对流变性能、力学性能及缓释效果的影响。结果表明：随着PVA含量的增加,试样的拉伸强度和流变性能均提高。随着水含量的增大,缓释肥料的拉伸强度降低,流变性能提高。其最优配方为淀粉50份,PVA50份,甘油20份,水20份,尿素50份。制备PEG/水复合增塑剂缓释肥料,系统研究了PEG分子量、PEG/水复合增塑剂加入量对缓释肥料流变性能和累积释放率的影响。结果可以看出：随着PEG分子量增大,缓释肥料的拉伸强度增大,而断裂伸长率降低,且剪切粘度和累计释放率都增大。随着复合增塑剂加入量增大,试样的拉伸强度先增大后减小,断裂伸长率基本不变之后下降,并且缓释肥料累计释放率增大。当PEG分子量为1500,复合增塑剂用量为40份时,缓释肥料的综合性能较好。对于加入粘土的缓释肥料,通过改变缓释肥料中粘土加入量和加入方法来调节缓释效果。结果表明：当粘土含量增加时,材料的拉伸强度先增大后减小。通过超声波共混方式加入粘土制备的缓释肥料综合性能较为理想。本实验利用扫描电镜对缓释肥料的结构进行表征。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 前言
• 1.1 淀粉与PVA
• 1.1.1 淀粉的结构与性能
• 1.1.2 PVA的结构与性能
• 1.1.3 淀粉/PVA共混物
• 1.2 缓释肥料
• 1.2.1 缓释肥料定义
• 1.2.2 缓释肥料类型
• 1.2.3 缓释肥料评价方法
• 1.2.4 缓释肥料作用机理
• 1.2.5 缓释肥料发展历史及现状
• 1.2.6 缓释肥料优势及目前存在的问题
• 1.3 本研究的意义及主要内容
• 1.3.1 本研究的意义
• 1.3.2 本研究的主要内容
• 2 材料与方法
• 2.1 实验原料与试剂
• 2.2 实验仪器与设备
• 2.3 实验内容及步骤
• 2.3.1 复合增塑剂掺混型缓释肥料
• 2.3.2 加入粘土掺混型缓释肥料
• 2.4 表征与测试
• 2.4.1 缓释性能测试
• 2.4.2 拉伸性能测试
• 2.4.3 流变性能测试
• 2.4.4 差示扫描量热法（DSC）
• 2.4.5 形态结构分析
• 3 结果与讨论
• 3.1 原淀粉与PVA的熔融性能研究
• 3.2 甘油/水复合增塑剂缓释肥料的研究
• 3.2.1 水加入量对缓释肥料性能的影响
• 3.2.2 甘油/水配比对缓释肥料性能的影响
• 3.2.3 淀粉/PVA配比对缓释肥料性能的影响
• 3.2.4 尿素含量对缓释肥料性能的影响
• 3.2.5 甘油/水复合增塑剂缓释肥料的断面形貌
• 3.3 PEG/水复合增塑剂缓释肥料的研究
• 3.3.1 PEG分子量对缓释肥料性能的影响
• 3.3.2 复合增塑剂用量的影响
• 3.3.3 PEG/水复合增塑剂缓释肥料的断面形貌
• 3.4 粘土对缓释肥料性能的影响
• 3.4.1 粘土用量的影响
• 3.4.2 粘土加入方法对性能的影响
• 3.4.3 加入粘土缓释肥料的断面形貌
• 4 结论
• 5 展望
• 6 参考文献
• 7 攻读硕士学位期间发表论文情况
• 8 致谢