發(fā)布時間：2017-08-05 02:01

  本文關鍵詞：控釋肥用聚氨酯包膜材料的制備及評價

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【摘要】：隨著全球人口的指數(shù)級增長,農(nóng)業(yè)部門必然會使用越來越多的肥料來增加糧食產(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對這一問題。而對于控釋肥包膜材料,目前得到學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保證其控釋性能,來滿足不同生長期植物的利用,還能盡量減少膜材對土壤環(huán)境等的危害,是眾多學者的研究方向與目標。針對以上問題,本文選取聚氨酯作為聚合物基礎膜材,采用無機粒子以及多元醇種類對其進行改性。無機粒子選取的是具有豐富孔道結構,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XRD、SEM、TEM、BET、FTIR等表征手段對其進行了表征,然后使其加入到多元醇中預混合后與異氰酸酯在尿素顆粒表面進行原位聚合反應。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SEM、FTIR、TG等表征手段在材料性能上尋找理論依據(jù)。通過多元醇種類的不同,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計思路。詳細探究了SBA-15的形貌、粒徑、焙燒前后、加入比例對分子篩/聚氨酯復合材料的影響,設計了不同配比的互換層配方,探索膜材的可調(diào)節(jié)性能。探索的結果表明分子篩/聚氨酯的最優(yōu)化配方為：寬度介于200～400nm,長度小于～1微米的短棒型SBA-15,經(jīng)過焙燒后加入比例為1.0%時,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,前者的控釋期分別為49天、56天和63天；當包覆比例為1.5：1.5時,控釋期可達84天。所以可以根據(jù)不同原料的配比與用量來對控釋期進行調(diào)節(jié)。
【關鍵詞】：控釋肥 包膜尿素 聚氨酯 SBA-15 互換層
【學位授予單位】：北京化工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：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13-15
• 1.2.1 概念13-14
• 1.2.2 分類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 評價標準19
• 1.4.4 包膜尿素的市場化19-20
• 1.5 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀20-24
• 1.5.1 國外研究20-21
• 1.5.2 國內(nèi)研究21-24
• 1.6 存在的問題及預期24
• 1.7 選題意義及研究內(nèi)容24-27
• 1.7.1 選題意義24-25
• 1.7.2 研究內(nèi)容25-27
• 第二章 實驗原料、實驗儀器及測試表征27-33
• 2.1 縮寫對照27-28
• 2.2 實驗原料(試劑)28
• 2.3 實驗儀器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 氮氣吸脫附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 接觸角測試31
• 2.4.8 尿素溶出率測定方法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 實驗部分33-37
• 3.2.1 原材料33-34
• 3.2.2 實驗儀器34
• 3.2.3 測試方法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 氮氣吸附-脫附曲線41-43
• 3.4 小結43-45
• 第四章 聚氨酯與無機填料復合膜材的制備45-61
• 4.1 引言45
• 4.2 實驗部分45-47
• 4.2.1 實驗原料45
• 4.2.2 實驗器材及設備45
• 4.2.3 實驗步驟45-47
• 4.2.4 測試方法47
• 4.3 結果與討論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合材料SEM分析49-51
• 4.3.3 不同形貌分子篩與聚氨酯復合材料FTIR分析51-52
• 4.3.4 不同形貌分子篩與聚氨酯復合材料TG分析52-53
• 4.3.5 不同形貌分子篩與聚氨酯復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合材料SEM分析54-56
• 4.3.7 短棒型分子篩與聚氨酯復合材料FTIR分析56-57
• 4.3.8 短棒型分子篩與聚氨酯復合材料TG分析57-59
• 4.4 小結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 實驗部分61-64
• 5.2.1 實驗原料61
• 5.2.2 實驗器材及設備61-62
• 5.2.3 試樣制備62-63
• 5.2.4 性能測試及表征63-64
• 5.3 結果與討論64-74
• 5.3.1 接觸角測試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74-75
• 第六章 結論75-77
• 參考文獻77-85
• 致謝85-87
• 研究成果及發(fā)表的學術論文87-89
• 導師及作者簡介89-91
• 附件91-93

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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本文編號：622643