主办单位: 共青团中央   中国科协   教育部   中国社会科学院   全国学联  

承办单位: 四川大学     

基本信息

项目名称:
一种新型明胶肥料包膜
小类:
能源化工
简介:
以不同质量比的明胶、聚乙烯醇和羧甲基纤维素为原料,再加以不同比例的甲醛、甘油,制备可降解的肥料包膜,并进行红外、X-射线衍射、力学性能等测试,选择性能最好的包膜。
详细介绍:
本实验以甲醛作交联剂,甘油为增塑剂,明胶、羧甲基纤维素和聚乙烯醇为原料,通过交联反应制备了一种新型明胶肥料包膜材料,不仅选用了不同质量比的原料,而且在相同质量比的前提下考察了甲醛和甘油用量对膜性能的影响。采用红外光谱(FT-IR)、X-射线衍射、扫描电镜等表征了包膜的结构,同时测试了复合膜的抗张强度、断裂伸长率、耐水性。结果表明该条件下包膜中原料之间有良好的相容性,产生了较强的相互作用,形成了一个较稳定的复合体,膜材料的性能优于纯明胶膜和羧甲基纤维素膜,作为包膜材料有潜在利用价值。

作品专业信息

撰写目的和基本思路

论文根据明胶应用研究现状及存在的问题,以充分利用明胶资源,高值转化为目的,采用共混、交联的方法制备一种可生物降解的肥料包膜,深入研究在甲醛交联下,明胶与CMC和聚乙烯醇制备复合肥料包膜的条件,考察甲醛和甘油用量对包膜力学性能、耐水性的影响,利用红外光谱、X-射线衍射、扫描电镜等现代化手段表征复合包膜的结构。以拓宽明胶应用领域,为进一步开发有前景的可生物降解明胶基肥料包膜材料提供实验依据。

科学性、先进性及独特之处

本作品明胶来源丰富、价格低廉,研制的新型可生物降解肥料包膜—甲醛交联的明胶/羧甲基纤维素/聚乙烯醇肥料包膜均为新型膜材料,该肥料包膜材料的制备方法及结构表征与性能研究均未见文献报道,故本作品选题新颖。作品的研究手段现代,研究方法科学。其结果不仅为明胶改性制备新型可生物降解材料的研究提供了思路、方法和理论依据,丰富明胶的应用,而且为明胶这一资源的合理有效利用和高值转化提供了可行的新途径。

应用价值和现实意义

缓控释肥料、农药是当前农业领域的热门研究课题,作品研制的新型可生物降解明胶肥料包膜在缓释肥料领域有应用前景。

学术论文摘要

以甲醛作交联剂,甘油为增塑剂,明胶、羧甲基纤维素和聚乙烯醇为原料,通过交联反应制备了一种新型明胶肥料包膜材料,考察了考察了甲醛和甘油用量对膜性能的影响。采用红外光谱(FT-IR)、X-射线衍射、扫描电镜等表征了包膜的结构,同时测试了复合膜的抗张强度、断裂伸长率、耐水性。结果表明该条件下包膜中原料之间有良好的相容性,产生了较强的相互作用,形成了一个较稳定的复合体,膜材料的性能优于纯明胶膜和羧甲基纤维素膜,作为包膜材料有潜在利用价值。

获奖情况

鉴定结果

参考文献

[1] 刘兵. 缓控释肥料的研究进展[J]. 安徽农业科学,2007,35(8):2341~2342 [2] 缪进康.明胶及其在科技领域中的利用[J].明胶科学与技术,2009,29(1):28~49,51 [3] 王晓玲,董海洲,刘传富,孙万海.木薯淀粉对改善可食性羧甲基纤维素膜性能的研究[J].食品与发酵工业,2010,36(2):63~65,70 [4] 陈森森,韩效钊,马友华等.缓释/控释包膜肥料的研究现状与发展[J].安徽化工,2008,34(4):18~21 [5] 刘秉智,党民团.淀粉基磷酸二氢铵缓释肥料的研制[J]. 应用化工,2007,36(9):936~937,946 [6] 陈强,张文清,吕伟娇等.可生物降解的壳聚糖肥料包膜材料的研究[J].高分子材料科学与工程,2005,21(3):290~293 [7] 陈强,吕伟娇,张文清等.壳聚糖缓释肥料包膜的制备和结构表征[J].高分子材料科学与工程,2005,21(4):216~219

同类课题研究水平概述

膜类肥料从包膜材料来看,主要可分为无机物和有机聚合物两类包膜肥料。 1、无机物包膜 已见报道的无机物包膜肥料的材料主要有硫磺、硅酸盐、石膏、磷酸盐等,其中,对硫磺包膜材料的研究最多,研究者们通过调节硫包膜尿素包膜的厚度和封面剂(石蜡)的用量来实现对养份的控释目的,目前国外硫包膜尿素己实现工业化生产。无机包膜虽有材料来源广,缓释效果明显等优点,但也同时存在着弹性差、易脆等缺点,从而难以实现真正意义上的对养份的控制释放。 2、有机聚合物包膜 已见报道的用于肥料包膜的有机物有天然高聚物和人工合成的多聚体,它们的共同特点是具有良好的成膜性和交联性。它们成膜后具有减少肥料与外界的直接接触、控制水溶性肥料中养分的释放速度、改善肥料的理化性能等作用。 高分子包覆化肥是在粒状氮化肥的表面,被覆一层均匀的皮膜,能控制化肥成分的溶出,高分子皮膜就加工特性而言,分为热塑性皮膜,如乙烯基类树脂皮膜、热固性皮膜如脲醛树脂皮膜等。其特点是:(1)在植物生长过程中,不间断的提供肥料,减少施肥次数,降低生产成本;(2)能控制化肥的释放速度,使植物能最大限度的地利其肥效,减少了氮对地下水和大气的污染。已见报道的有机聚合物包膜主要可分为以下3类: (1)合成高聚物 合成高聚物包膜包括热塑性聚烯烃类,如聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺及热固性树脂如醇酸树脂和聚氨酯等。该类包膜在聚合物包膜中所占比例最大。合成高聚物包膜的特点是包膜厚度可控、对土壤条件不十分敏感。养份扩散速率可由聚合物的化学性质控制,因而可实现对养份的控释。且由于包膜的弹性好,适合于机械化施肥。然而由于该类包膜材料价格高,且大多数难以降解,易造成环境污染。 (2) 半合成高聚物 半合成高聚物是指天然高聚物经过改性后形成的一类高聚物,如乙基纤维素等。尽管目前对该类高分子包膜的研究报道还较少,但该类材料成本低,具有双向调控释放作用,应用前景广阔。 (3)天然高聚物 天然橡胶、虫胶、纤维素、木质素、淀粉等,此类材料的特点是材料来源广,价廉易得且易生物降解,属于环境友好材料,适合做缓释肥。如Tangboriboonrat等用天然橡胶乳液包膜尿素,使尿素释放期延长50天。但纯天然高聚物包膜材料的控释特性欠差。
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