可生物降解缓释肥包膜材料的制备与性能研究

发布时间：2020-11-03 09:53

　　 本文采用来源广泛、价格低廉且可生物降解的聚乳酸(PLA)和淀粉作为原料,分别对PLA物理共混、淀粉化学改性制得一系列缓释肥包膜材料。通过红外光谱(FTIR)、X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、热重分析(TG)、接触角等分析手段对包膜材料进行结构表征,并测试了包膜材料的吸水率、尿素渗透性以及自然条件下的生物降解性。主要研究内容及结果如下:(1)二甲亚砜(DMSO)为共溶剂,以聚乙烯醇(PVA)对高分子量的PLA进行共混改性,并通过流延法制得一系列PLA/PVA共混膜。通过扫描电镜照片观察,两者相容性较差,存在一定的相分离;对尿素的渗透性测试表明,当m(PLA):m(PVA)=19:1时,共混膜具有一定的缓释性,但随着PVA含量的增加,缓释效果逐渐变差。(2)三氯甲烷(CHC13)为共溶剂,以聚乙二醇(PEG)对高分子量的PLA进行共混改性,并通过流延法制得一系列PLA/PEG共混膜。通过扫描电镜和接触角测试表明,所得共混膜相容性良好,且由于PLA中引入了 PEG,亲水性增加;通过对尿素溶液的渗透性及生物降解性等测试表明,7天尿素累积渗透率由未改性聚乳酸的几乎未释放,增加至最高为31.7%。60天生物降解率由8.2%,增加至最高降解47.5%。(3)以甲醛作交联剂,PVA对淀粉进行交联改性,并通过流延法制得一系列交联改性膜。实验结果表明:随着交联剂用量或PVA与淀粉质量比的增加,改性膜的接触角逐渐增大,吸水率降低,疏水性增强,7天尿素累积渗透率下降。与纯淀粉膜相比,改性膜对尿素的渗透性下降,增加了对氮肥的缓释能力。(4)以吡啶为溶剂,硬脂酰氯对淀粉进行接枝改性,并通过流延法制得一系列接枝改性膜。实验结果表明,随着接枝取代度的增加,改性膜的24 h吸水率由纯淀粉膜的272%下降至12%以下,疏水性增强。7天尿素累积渗透率下降,最低达23.6%。接枝改性后,膜材的生物降解速率下降,60天的降解率由纯淀粉的86%,降至最高仅为29.3%。
【学位单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：TQ449.1;TB383.2
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 包膜缓/控释肥
        1.2.1 缓/控释肥的概念
        1.2.2 包膜缓/控释肥的种类
        1.2.3 包膜缓/控释肥性能的影响因素
    1.3 可生物降解缓释肥包膜材料
        1.3.1 可生物降解缓释肥包膜材料的定义
        1.3.2 可生物降解缓释肥包膜材料的种类
        1.3.3 可生物降解缓释肥包膜材料的降解机理
    1.4 本课题研究的意义及主要内容
第二章 聚乳酸共混改性膜的制备及性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验仪器与试剂
        2.2.2 实验方法
            2.2.2.1 聚乳酸/聚乙烯醇共混改性膜
            2.2.2.2 聚乳酸/聚乙二醇共混改性膜
        2.2.3 共混改性膜测试与表征
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 聚乳酸/聚乙烯醇共混改性膜
            2.3.1.1 共混膜结构
            2.3.1.2 共混膜性能
        2.3.2 聚乳酸/聚乙二醇共混改性膜
            2.3.2.1 共混膜结构
            2.3.2.2 共混膜性能
        2.3.3 尿素渗透性
        2.3.4 生物降解性
    2.4 本章小结
第三章 淀粉化学改性膜的制备及性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验仪器与试剂
        3.2.2 实验方法
            3.2.2.1 淀粉/聚乙烯醇改性膜
            3.2.2.2 硬脂酰氯接枝淀粉改性膜
        3.2.3 淀粉化学改性膜的测试与表征
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 淀粉/聚乙烯醇改性膜
            3.3.1.1 pH值对淀粉糊化状态的影响
            3.3.1.2 改性膜结构
            3.3.1.3 改性膜性能
        3.3.2 硬脂酰氯接枝淀粉改性膜
            3.3.2.1 改性膜结构
            3.3.2.2 改性膜性能
        3.3.3 尿素渗透性
        3.3.4 生物降解性
    3.4 本章小结
第四章 结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文

【参考文献】

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本文编号：2868427