尿素包衣用聚氨酯基缓释材料的制备与评价

发布时间：2022-04-27 19:08

　　随着世界人口数量的不断上升,人类对于农作物的需求不断增加,而耕地面积却在急剧下降。为了增加产量,化肥的使用量不断增加。因此化肥对环境的污染越来越受到人们重视。传统化肥利用率低,缓/控释肥是一种提高化肥利用率的有效手段,目前市场上大部分的缓/控释肥采用石油基包衣材料,如聚烯烃、聚氨酯等,但缓释效果仍不理想,缓释期短。因此,本课题研究了一种新型聚氨酯基尿素包衣缓释材料,可有效提高缓/控释肥的缓释期,减少包衣量,降低成本,对推动农业绿色发展具有重要现实意义。本文选用生物基蓖麻油多元醇,组合石油基聚氧化丙烯三醇（BHD-540）与多异氰酸酯一步法制备了聚氨酯包衣涂层和聚氨酯包衣尿素;进一步采用无机填料改性SiO2对聚氨酯包衣材料进行复合改性,制备聚氨酯复合涂层和包衣尿素;并对复合包衣材料进行耐水解老化探究,具体详细研究如下:1.以BHD-540和蓖麻油组合多元醇为软段,以多苯基多亚甲基多异氰酸酯（5305）为硬段,分别制备了聚氨酯涂层和聚氨酯包衣尿素。研究了蓖麻油含量对聚氨酯涂层性能和聚氨酯包衣尿素性能的影响。结果发现,随着蓖麻油含量的增加,涂层氢键化程度降低,溶胀度增大;涂层拉伸强度、硬度均... 

【文章页数】：97 页

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 概述
    1.2 缓/控释肥简介
        1.2.1 缓/控释肥背景
        1.2.2 缓/控释肥定义
        1.2.3 缓/控释肥释放机理
            1.2.3.1 破裂机制
            1.2.3.2 溶胀扩散
        1.2.4 缓/控释肥生产工艺
            1.2.4.1 转鼓工艺
            1.2.4.2 流化床工艺
        1.2.5 缓/控释肥评价方法
            1.2.5.1 水浸泡法
            1.2.5.2 土壤溶出率法
            1.2.5.3 生物学评价法
            1.2.5.4 其他方法
    1.3 包衣材料研究现状
        1.3.1 无机包衣材料
        1.3.2 有机包衣材料
    1.4 聚氨酯包衣材料研究进展
        1.4.1 聚氨酯材料
        1.4.2 聚氨酯包衣材料研究现状
    1.5 论文选题的意义和内容
        1.5.1 选题意义
        1.5.2 研究内容
第二章 实验部分
    2.1 实验材料
    2.2 实验仪器
    2.3 样品制备
        2.3.1 组合软段聚氨酯涂层和聚氨酯包衣尿素的制备
            2.3.1.1 聚氨酯涂层制备
            2.3.1.2 聚氨酯包衣尿素制备
        2.3.2 改性SiO_2/聚氨酯复合涂层和包衣尿素的制备
            2.3.2.1 硅烷偶联剂改性气相SiO_2制备
            2.3.2.2 聚氨酯复合涂层制备
            2.3.2.3 聚氨酯复合包衣尿素制备
    2.4 测试方法
        2.4.1 黏度测试
        2.4.2 水接触角测试
        2.4.3 吸水率测试
        2.4.4 溶胀性能测试
            2.4.4.1 溶胀度
            2.4.4.2 溶度参数
        2.4.5 力学性能测试
        2.4.6 红外测试
        2.4.7 热失重测试
        2.4.8 扫描电子显微镜测试
        2.4.9 颗粒强度测试
        2.4.10 释放期测试
        2.4.11 耐水解老化测试
第三章组合软段聚氨酯涂层和聚氨酯包衣尿素的制备研究
    3.1 引言
    3.2 结果与讨论
        3.2.1 聚氨酯涂层性能研究
            3.2.1.1 蓖麻油含量聚氨酯涂层氢键化程度的影响
            3.2.1.2 蓖麻油含量对聚氨酯树脂黏度的影响
            3.2.1.3 蓖麻油含量对聚氨酯涂层力学性能的影响
            3.2.1.4 蓖麻油含量对聚氨酯涂层吸水率的影响
            3.2.1.5 蓖麻油含量对聚氨酯涂层水接触角的影响
            3.2.1.6 蓖麻油含量对聚氨酯涂层溶胀性能的影响
            3.2.1.7 蓖麻油含量对聚氨酯涂层热稳定性的影响
            3.2.1.8 蓖麻油含量对聚氨酯包衣尿素缓释性能的影响
        3.2.2 聚氨酯包衣尿素工艺优化
            3.2.2.1 石蜡对聚氨酯包衣尿素缓释性能的影响
            3.2.2.2 催化剂对聚氨酯包衣尿素缓释性能的影响
            3.2.2.3 加料方式对聚氨酯包衣尿素缓释性能的影响
            3.2.2.4 包衣量对聚氨酯包衣尿素缓释性能的影响
            3.2.2.5 颗粒强度分析
            3.2.2.6 扫描电镜分析包衣尿素的表面形貌
    3.3 本章小结
第四章 改性Si_O2/聚氨酯复合涂层和包衣尿素的制备研究
    4.1 引言
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 SiO_2的改性
        4.2.2 聚氨酯复合涂层红外光谱
        4.2.3 m-SiO_2含量对复合树脂黏度的影响
        4.2.4 m-SiO_2含量对复合涂层耐水性能的影响
        4.2.5 m-SiO_2含量对复合涂层力学性能的影响
        4.2.6 m-SiO_2含量对复合涂层热稳定性的影响
        4.2.7 m-SiO_2含量对包衣尿素缓释性能的影响
    4.3 本章小结
第五章 聚氨酯涂层和膜壳的耐水解性能研究
    5.1 引言
    5.2 结果与讨论
        5.2.1 涂层水解后红外光谱分析
        5.2.2 涂层水解后水接触角变化
        5.2.3 涂层水解后质量变化
        5.2.4 膜壳水解后表观形貌变化
        5.2.5 膜壳水解后SEM分析
        5.2.6 本章小结
第六章 结论
参考文献
作者攻读学位期间发表的学术论文及科研成果
致谢
作者和导师简介
专业学位硕士研究生学位论文答辩委员会决议书


【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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本文编号：3649014