本文關(guān)鍵詞：控釋肥用聚氨酯包膜材料的制備及評(píng)價(jià)

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【摘要】：隨著全球人口的指數(shù)級(jí)增長(zhǎng),農(nóng)業(yè)部門(mén)必然會(huì)使用越來(lái)越多的肥料來(lái)增加糧食產(chǎn)量。而單純使用傳統(tǒng)的尿素施肥,植物的利用效率不僅低還會(huì)造成環(huán)境和氣候污染。目前采用控釋肥包膜尿素可以有效應(yīng)對(duì)這一問(wèn)題。而對(duì)于控釋肥包膜材料,目前得到學(xué)者青睞的是聚合物包膜尿素。但是如何降低聚合物包膜尿素的成本同時(shí)保證其控釋性能,來(lái)滿足不同生長(zhǎng)期植物的利用,還能盡量減少膜材對(duì)土壤環(huán)境等的危害,是眾多學(xué)者的研究方向與目標(biāo)。針對(duì)以上問(wèn)題,本文選取聚氨酯作為聚合物基礎(chǔ)膜材,采用無(wú)機(jī)粒子以及多元醇種類(lèi)對(duì)其進(jìn)行改性。無(wú)機(jī)粒子選取的是具有豐富孔道結(jié)構(gòu),熱穩(wěn)定性優(yōu)良的介孔分子篩SBA-15,分別采用水熱合成法制備了四種典型形貌的SBA-15,并通過(guò)XRD、SEM、TEM、BET、FTIR等表征手段對(duì)其進(jìn)行了表征,然后使其加入到多元醇中預(yù)混合后與異氰酸酯在尿素顆粒表面進(jìn)行原位聚合反應(yīng)。根據(jù)包膜尿素在恒溫水中的控釋溶出曲線尋找最優(yōu)配方,并通過(guò)SEM、FTIR、TG等表征手段在材料性能上尋找理論依據(jù)。通過(guò)多元醇種類(lèi)的不同,理化性能的差異,制備聚醚/聚酯型以及聚酯/聚醚型互換層包膜尿素,探索其制備的可行性以及膜層可調(diào)節(jié)性,為今后制備包膜尿素提供新的設(shè)計(jì)思路。詳細(xì)探究了SBA-15的形貌、粒徑、焙燒前后、加入比例對(duì)分子篩/聚氨酯復(fù)合材料的影響,設(shè)計(jì)了不同配比的互換層配方,探索膜材的可調(diào)節(jié)性能。探索的結(jié)果表明分子篩/聚氨酯的最優(yōu)化配方為：寬度介于200～400nm,長(zhǎng)度小于～1微米的短棒型SBA-15,經(jīng)過(guò)焙燒后加入比例為1.0%時(shí),控釋期可以由純聚氨酯膜材的35天提高一倍到70天。聚醚/聚酯型聚氨酯包膜尿素的釋放期長(zhǎng)于聚酯/聚醚型聚氨酯包膜尿素,包覆比例為1：1、1：1.5、1.5：1時(shí),前者的控釋期分別為49天、56天和63天；當(dāng)包覆比例為1.5：1.5時(shí),控釋期可達(dá)84天。所以可以根據(jù)不同原料的配比與用量來(lái)對(duì)控釋期進(jìn)行調(diào)節(jié)。
【關(guān)鍵詞】：控釋肥 包膜尿素 聚氨酯 SBA-15 互換層
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TQ440.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-13
• 第一章 緒論13-27
• 1.1 前言13
• 1.2 控釋肥概念及分類(lèi)13-15
• 1.2.1 概念13-14
• 1.2.2 分類(lèi)14-15
• 1.3 控釋肥的利弊15
• 1.4 控釋肥包膜尿素15-20
• 1.4.1 硫包膜尿素17-18
• 1.4.2 聚合物包膜尿素18-19
• 1.4.3 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)19
• 1.4.4 包膜尿素的市場(chǎng)化19-20
• 1.5 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀20-24
• 1.5.1 國(guó)外研究20-21
• 1.5.2 國(guó)內(nèi)研究21-24
• 1.6 存在的問(wèn)題及預(yù)期24
• 1.7 選題意義及研究?jī)?nèi)容24-27
• 1.7.1 選題意義24-25
• 1.7.2 研究?jī)?nèi)容25-27
• 第二章 實(shí)驗(yàn)原料、實(shí)驗(yàn)儀器及測(cè)試表征27-33
• 2.1 縮寫(xiě)對(duì)照27-28
• 2.2 實(shí)驗(yàn)原料(試劑)28
• 2.3 實(shí)驗(yàn)儀器28-29
• 2.4 表征方法29-33
• 2.4.1 粉末X-射線衍射(X-ray diffraction,XRD)29-30
• 2.4.2 掃描電子顯微鏡(SEM)30
• 2.4.3 透射電子顯微鏡(TEM)30
• 2.4.4 氮?dú)馕摳?/span>30-31
• 2.4.5 傅里葉紅外光譜(FT-IR)31
• 2.4.6 熱失重分析(TGA)31
• 2.4.7 接觸角測(cè)試31
• 2.4.8 尿素溶出率測(cè)定方法31-33
• 第三章 不同形貌的介孔分子篩SBA-15的制備33-45
• 3.1 引言33
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分33-37
• 3.2.1 原材料33-34
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器34
• 3.2.3 測(cè)試方法34-35
• 3.2.4 典型形貌的有序介孔硅的制備35-37
• 3.3 結(jié)果與討論37-43
• 3.3.1 樣品的XRD圖譜分析37-38
• 3.3.2 樣品的SEM圖譜分析38-39
• 3.3.3 樣品的TEM圖譜分析39-40
• 3.3.4 樣品的FTIR圖譜分析40-41
• 3.3.5 氮?dú)馕?脫附曲線41-43
• 3.4 小結(jié)43-45
• 第四章 聚氨酯與無(wú)機(jī)填料復(fù)合膜材的制備45-61
• 4.1 引言45
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分45-47
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)原料45
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)器材及設(shè)備45
• 4.2.3 實(shí)驗(yàn)步驟45-47
• 4.2.4 測(cè)試方法47
• 4.3 結(jié)果與討論47-59
• 4.3.1 包膜尿素控釋特征47-49
• 4.3.2 不同形貌分子篩與聚氨酯復(fù)合材料SEM分析49-51
• 4.3.3 不同形貌分子篩與聚氨酯復(fù)合材料FTIR分析51-52
• 4.3.4 不同形貌分子篩與聚氨酯復(fù)合材料TG分析52-53
• 4.3.5 不同形貌分子篩與聚氨酯復(fù)合材料溶出曲線分析53-54
• 4.3.6 短棒型分子篩與聚氨酯復(fù)合材料SEM分析54-56
• 4.3.7 短棒型分子篩與聚氨酯復(fù)合材料FTIR分析56-57
• 4.3.8 短棒型分子篩與聚氨酯復(fù)合材料TG分析57-59
• 4.4 小結(jié)59-61
• 第五章 聚醚多元醇改性聚酯型聚氨酯61-75
• 5.1 引言61
• 5.2 實(shí)驗(yàn)部分61-64
• 5.2.1 實(shí)驗(yàn)原料61
• 5.2.2 實(shí)驗(yàn)器材及設(shè)備61-62
• 5.2.3 試樣制備62-63
• 5.2.4 性能測(cè)試及表征63-64
• 5.3 結(jié)果與討論64-74
• 5.3.1 接觸角測(cè)試64
• 5.3.2 TG分析64-66
• 5.3.3 掃描電鏡分析(SEM)66-67
• 5.3.4 包膜尿素控釋特征67-70
• 5.3.5 釋放過(guò)程中膜層的FTIR分析70-73
• 5.3.6 包膜尿素土培控釋特性73-74
• 5.4 小結(jié)74-75
• 第六章 結(jié)論75-77
• 參考文獻(xiàn)77-85
• 致謝85-87
• 研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文87-89
• 導(dǎo)師及作者簡(jiǎn)介89-91
• 附件91-93

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：622643