【摘要】：控釋肥料的膜層孔隙結(jié)構(gòu)是影響?zhàn)B分滲透擴散行為和釋放速度的決定性因素。目前對于膜層本身的性能,孔隙結(jié)構(gòu)以及滲透系數(shù)等因素與養(yǎng)分釋放性能之間的關(guān)系研究較少。本研究以聚乙烯包膜控釋尿素為研究對象,對聚乙烯控釋膜層的滲透系數(shù)進行了測定,分析其養(yǎng)分釋放途徑;通過掃描電鏡法、壓汞法表征聚乙烯控釋膜層的結(jié)構(gòu)特征,確定其結(jié)構(gòu)模型;改進泡壓法測定控釋膜層最大孔徑的方法;利用改進的泡壓法測定了聚乙烯控釋膜層的最大孔徑、探究了膜孔與養(yǎng)分釋放性能之間的關(guān)系。主要的研究結(jié)果如下:(1)尿素透過聚乙烯控釋膜層恒定釋放,滲透系數(shù)基本保持穩(wěn)定;釋放期為1-4個月的聚乙烯控釋尿素膜層滲透系數(shù)處于7.17~18.7 E-15m~2/s的范圍內(nèi),滲透量與時間符合養(yǎng)分釋放模型中的反比例關(guān)系,測定值和模型理論值相近;聚乙烯致密膜尿素滲透系數(shù)約為7.1 1E-18m~2/s,約為聚乙烯控釋膜層尿素滲透系數(shù)的1000-2600倍,高分子材料自身滲透性能在養(yǎng)分釋放過程中的貢獻可以忽略不計,因此可推論聚乙烯控釋膜是多孔膜而非致密膜,膜層上的孔隙結(jié)構(gòu)決定養(yǎng)分釋放。(2)掃描電鏡對聚乙烯控釋膜層的觀察結(jié)果表明,聚乙烯控釋膜層的表面整體上呈現(xiàn)為連續(xù)光滑、基本無大孔的形貌,但在局部存在少量孔隙結(jié)構(gòu);膜層內(nèi)表面比較粗燥、局部也有少量孔隙;控釋膜層總孔體積在0.4686~1.2260 ml/g之間,平均孔徑在25.1nm~86.8nm,孔隙率在33.0%~50.6%之間,存在較多的孔隙,結(jié)構(gòu)疏松,10nm以下的小孔占了總孔面積的80%以上,2000nm~50nm的范圍內(nèi)分布有少量的大孔,這些大孔對養(yǎng)分釋放的貢獻最大,是養(yǎng)分溶出的主要通道。(3)改進后的泡壓法裝置整個升壓過程穩(wěn)定,壓力以約0.25kpa/s的頻率上升;采用本裝置測定聚乙烯控釋膜層孔徑的最小檢出極限為0.13μm;采用浸泡3天確定最大孔位置的膜層,25℃下,GQ16作為浸潤劑,泡點檢出率達到89%以上,檢測精密度在0.12%~0.38%之間。改進后的泡壓法縮短了樣品前處理的時間,簡化了方法,測定數(shù)據(jù)精確。(4)浸泡處理對聚乙烯控釋膜層的形變和最大孔徑影響較小,可以采取預(yù)浸泡進行樣品前處理;釋放期為29天、59天、75天、95天、116天、137天的聚乙烯控釋肥料膜層最大孔徑分別為1.69μm、0.73μm、0.70μm、0.59μm、0.48μm、0.42μm,隨著釋放期的延長聚烯烴膜層的最大孔徑呈減小的趨勢,最大孔徑和養(yǎng)分釋放性能之間存在相關(guān)關(guān)系;釋放期與最大孔徑的平方呈線性關(guān)系,相關(guān)系數(shù)為R為0.985,達到極顯著性相關(guān)水平,滿足Hagen-Poisseuille理論方程。
【圖文】：

圖 3.1 聚乙烯控釋尿素膜層滲透系數(shù)裝置圖和實物圖asuring the urea permeability coefficient of PE controlled-releas滲透系數(shù)測定裝置參照文獻自制[103]，如圖 3，每個容積為 60ml，一個作為飽和尿素溶液接管相連，圓管長 5cm，，內(nèi)徑為 3cm，聚乙封圈，擰緊連接螺母保證連接處的密封性。1.連通管 2.過飽和尿素溶液 3.連通裝置 4.膜材 5.去離子水

圖 3.1 聚乙烯控釋尿素膜層滲透系數(shù)裝置圖和實物圖ring the urea permeability coefficient of PE controlled-release fi透系數(shù)測定裝置參照文獻自制[103]，如圖 3.2每個容積為 60ml，一個作為飽和尿素溶液池管相連，圓管長 5cm，內(nèi)徑為 3cm，聚乙烯圈，擰緊連接螺母保證連接處的密封性。1.連通管 2.過飽和尿素溶液 3.連通裝置 4.膜材 5.去離子水
【學(xué)位授予單位】：安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S145.6

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本文編號：2697169