丙烯酸盐包膜缓释肥的制备及其性能研究.pdf

第41卷第4期
应用化工
Vol 41 No 4
2012年4月
Applied Chemical Industry
Apr.2012
感应用技术3
富钾型淀粉/丙烯酸盐包膜缓释肥胆的
制备及其性能研究
徐浩龙
(渭南师范学院化学与生命科学学院,陕西渭南71400
摘要:以过硫酸铵为引发剂,采用自由基聚合法,使淀粉与丙烯酸钠和丙烯酸钾进行接枝共聚,制备了一类富钾
型淀粉接枝丙烯酸盐鏺释肥包膜材料及包膜缓释肥。在氢氧化钾与丙烯酸摩尔比大于3:20,淀粉与丙烯酸的质量
比在1:6~1:5时,均可满足缓释肥的释放要求,且包膜材料最大吸水倍率可达408g/g
关键词:富钘缓释肥;淀粉;丙烯酸;接枝共聚
中图分类号:TQ321
文献标识码:B
文章编号:1671-3206(2012)04-0730-03
Preparation and properties of amylaceous/acrylic slow release
ertillizers contained potassium
XU Hao-long
College of Chemistry and Life Science, Weinan Normal University, Weinan 714000, China
Abstract: A series of slow release fertilizers contained potassium were prepared from amylum, acrylic
acid, and potassium hydroxide by the method of copolymerization. The optimal molar ratio of potassium/ o
droxide to acrylic acid was more than 3: 20, while the optimal mass ratio of amylum to acrylic acid was
1: 6-1: 5. The max water absorption amount was 408 g/g
Key words potassium-rich slow release fertilizer; amylum; acrylic acid; graft copolymerization
绶释肥料养分释放具有控释和缓释的双重功烯酸盐包膜缓释肥料。通过考察膜材料吸水能力和
能,可减少NO3渗漏及氮素挥发,显著提高肥料利缓释肥肥分缓释曲线的差异性,确定了可用于缓释
用率,是《国家中长期科学和技术发展规划纲要肥的膜材料原料配比范围和缓释肥的制备工艺。
(2006~2020年)》重点支持的研究方向2。包膜肥1实验部分
料是缓释肥的一种,在肥料颗粒表面涂以具有微孔1.1试剂与仪器
疏水性难溶薄膜,利用薄膜孔径大小、化学或生物分
淀粉、尿素均为工业品;丙烯酸,化学纯;氢氧化
解速度来控制养分释放速率。吸水材料是近20钠、氢氧化钾、过硫酸铵均为分析纯;水为去离子水。
年发展起来的具有吸水保水能力的高分子树脂,它
DHC-9035A电热鼓风干燥箱;FJ-200均质搅拌
具有吸收自身质量的几百倍甚至上千倍水分的
器
力,并在干旱季节可以释放吸收的水分り。
1.2包膜材將的制备
淀粉是一种来源广泛、价格低廉、可自然降解
称取定量淀粉,加入去离子水,于70~75℃水
天然高分子化合物;丙烯酸盐是一种工业化程度较浴中搅拌至完全糊化,快速冷却至40℃,待用。另
高的普通化工原料。关于含钾的包膜缓释肥制备及将一定比例丙烯酸置于0℃环境下,分别滴加20%
性能方面的研究尚未见报道。我们以过硫酸铵为引的氢氧化钠溶液和20%的氢氧化钾溶液,中和至
发剂,采用自由基聚合法,使淀粉与丙烯酸钠和丙烯pH=5.7,得到含丙烯酸钠和丙烯酸钾的单体溶液。
酸钾进行接枝共聚,制备了一种富钾型淀粉接枝丙在氮气氛中,将糊化淀粉溶液加人少量引发剂过硫
收稿日期:2012-02-05修改稿日期:2012-02-15
基金项目:陕西省教育厅专项科研项目(2010JK544);渭南师范学院专项科研项目(O7YKZ031,10YKFO11)
作者简介:徐浩龙(1980-),男,山东莘县人,渭南师范学院讲师,硕士,从事有机材料合成及应用的研究。电话
13060332178,E-mail:xuhaolong@sina.com
第4期
徐浩龙:富钾型淀粉/丙烯酸盐包膜鍰释肥的制备及其性能研究
酸铵,与单体溶液混合并搅拌均匀,按5℃/min程运动速率小于钠离子,钾离子使高分子离子溶胀时
序,边搅拌边升温至75℃,恒温接枝共聚反应产生的渗透压比钠离子小,并且缓释肥包膜比表面
45min。将产物溶液分为两份,一份用于制备缓释积小,因此氢氧化钾对丙烯酸的中和百分率越大,产
肥,另一份90℃下烘干、研碎后,测试其吸水性能。物吸水的倍率越小,缓释肥的24h初期释放率逐渐
1.3尿素释肥的制备
减小。缓释肥中的包膜经过28d浸泡后,钾离子和
取500g尿素置于转筒中,并预热至75℃左钠离子在包膜中的残留量很小,由钾离子和钠离子
右,加入2.0g微晶石蜡,混合均匀后,在快速转动产生的差异性可以忽略不计,缓释肥的缓释性能由
下,用喷枪向尿素表面匀缓地喷涂经75℃热水调节包膜材料“骨架”特点决定,因此随着氢氧化钾对丙
成适宜粘度的产物溶液,使所有尿素颗粒表面被聚烯酸的中和百分率的增大,缓释肥的28d养分释放
合物包裹(膜材料质量占总质量分数为3.5%),所率变化不大。其中,氢氧化钾对丙烯酸的中和百分
得产品于75℃千燥,冷至室温。
率大于15%时,满足欧洲标准化委员会(CEN)缓释
1.4性能测定
肥料特别工作组( Asif)规定的24h释放率不超过
1.4.1材料吸水性能测定准确称取一定量(G、)15%、28d养分释放率不超过75%的要求。
的聚合物,放人到盛有水的烧杯中,静止放置
25min,用纱布筛网将剩余的水溶液过滤掉后称重
(C,),计算吸水剂的吸水倍数:=C,/C,。
4.2缓释性能测定按照文献[5]的实验方法
测定样品氮的24h初期释放率和28d养分释放率。
求丑鲎
2结果与讨论
所有讨论均为固定引发剂过硫酸铵用量为淀粉
质量的1.2%。
15
2.1氢氧化钾用量的影响
KOH对丙烯酸的中和百分率/%
固定其它条件及单体混合溶液pH=5.7,仅改
19
变氢氧化钾用量,制得包膜材料及包膜缓释肥后,测
定材料的吸水倍率和缓释肥24h初期释放率及
215
28d养分释放率,结果见图1、图2
ヨ13
600
975
400
长
KOH对丙烯酸的中和百分率/%
图2KOH中和百分率对缓释性的影响
Fig 2 Effect of neutralization with potassium hydroxide
200
on slow-release capacity
28d养分释放率;b.24h初期释放率
OH对丙烯酸的中和百分率/%
2.2淀粉用量的影响
图1KOH中和百分率对吸水率的影响
Fg. 1 Effect of neutralization with