CN115724702A - 一种壳聚糖改性水基聚乙烯醇包膜肥料及其制备方法 - Google Patents

一种壳聚糖改性水基聚乙烯醇包膜肥料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115724702A
CN115724702A CN202211451960.0A CN202211451960A CN115724702A CN 115724702 A CN115724702 A CN 115724702A CN 202211451960 A CN202211451960 A CN 202211451960A CN 115724702 A CN115724702 A CN 115724702A
Authority
CN
China
Prior art keywords
polyvinyl alcohol
chitosan
water
fertilizer
based polyvinyl
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202211451960.0A
Other languages
English (en)
Inventor
吴曼
孙腾
战德康
沈浦
孟翠萍
田红景
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Qingdao University of Science and Technology
Shandong Peanut Research Institute
Original Assignee
Qingdao University of Science and Technology
Shandong Peanut Research Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Qingdao University of Science and Technology, Shandong Peanut Research Institute filed Critical Qingdao University of Science and Technology
Priority to CN202211451960.0A priority Critical patent/CN115724702A/zh
Publication of CN115724702A publication Critical patent/CN115724702A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/10Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
    • Y02A40/28Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture specially adapted for farming
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P60/00Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries
    • Y02P60/20Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions in agriculture, e.g. CO2
    • Y02P60/21Dinitrogen oxide [N2O], e.g. using aquaponics, hydroponics or efficiency measures

Landscapes

  • Fertilizers (AREA)

Abstract

本发明属于包膜肥料技术领域,具体涉及一种壳聚糖改性水基聚乙烯醇包膜肥料及其制备方法,所述肥料由肥芯颗粒与壳聚糖改性的水基聚乙烯醇乳液构成,壳聚糖改性的水基聚乙烯醇乳液中干物质的质量占肥芯颗粒质量的3%~15%,其中壳聚糖改性水基聚乙烯醇乳液由聚乙烯醇2.211g~29.47g、聚乙烯吡咯烷酮0.789g~13.16g、壳聚糖0.09g~2.1g、冰醋酸0.4ml~4ml、正丁醇0.05ml~0.5ml和蒸馏水44.95ml~469.5ml通过半连续乳液聚合而成,使用壳聚糖改性水性聚乙烯醇乳液作为包膜肥料的主体,制备的聚糖改性水基聚乙烯醇包膜肥料控释效果良好,初期溶出率为3.5%,7天的累积释放率为11%,制备方法简单,反应条件温和,耗时少,成本低,使用环境友好。

Description

一种壳聚糖改性水基聚乙烯醇包膜肥料及其制备方法
技术领域:
本发明属于包膜肥料技术领域,具体涉及一种壳聚糖改性水基聚乙烯醇包膜肥料及其制备方法。
背景技术:
化肥作为现代农业增产的主要方式之一,在农业中具有重要的地位,根据世界粮农组织的统计,世界粮食总产量的1/3来自于化肥的贡献。中国占世界耕地总面积的1/10,消费了世界上30%的肥料,单位面积施肥料是世界平均施肥量的3倍,普通肥料利用率低造成的经济能源压力、环境问题亟待解决。缓控释肥应运而生,聚合物包膜肥料是利用高分子有机聚合物在传统的速溶肥料颗粒表面进行涂层,形成具有一定厚度的膜,并通过膜的渗透作用实现减缓或控制养分释放目的的一类控释肥料。
合成高分子材料加工简单,包膜厚度方便控制,对肥料养分释放速率有更好的把控作用,合成高分子材料具有稳定的性质,使其包膜肥料能适应于各种不同PH值,含水量的土壤,然而这些高分子聚合物在生产加工中需要使用有机溶剂,在环境中不易降解,容易导致二次污染引发环境问题。水基聚合物溶剂为水,生产过程中不使用有机溶剂,成品无味,易分解,被视为理想的环境友好型包膜材料,在众多的水基聚合物中,聚乙烯醇无毒无害,是已知的可通过环境微生物降解的包膜材料之一。但是聚乙烯醇膜材料热塑性,降解性和耐水性等方面都不够理想。为了减缓水基聚合物包膜肥料的养分释放速率,提高包膜材料的机械强度,对包膜材料进行各种方式的物理化学改性是目前的一个普遍做法。
壳聚糖是甲壳素的N-脱乙酰基产物,是自然界唯一的氨基多糖,具有来源广泛,天然无毒,生物相容性良好,可生物降解和成膜性良好等优点,有研究表明季铵盐壳聚糖改性聚乙烯醇制作地膜,可很好的增强膜性能,然而采用壳聚糖改性聚乙烯醇水基材料制作化肥肥料包膜的的文献和专利未有报道。
发明内容:
本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点,针对现有技术中的水基聚合物包膜控释肥料养分释放快,包膜材料强度低的问题,设计提供一种壳聚糖改性水基聚乙烯醇包膜肥料及其制备方法。
为实现上述目的,本发明所述壳聚糖改性水基聚乙烯醇包膜肥料由肥芯颗粒与壳聚糖改性的水基聚乙烯醇乳液构成,壳聚糖改性的水基聚乙烯醇乳液中干物质的质量占肥芯颗粒质量的3%~15%。
作为本发明的进一步技术方案,本发明所述壳聚糖改性水基聚乙烯醇乳液由聚乙烯醇2.211g~29.47g、聚乙烯吡咯烷酮0.789g~13.16g、壳聚糖0.09g~2.1g、冰醋酸0.4ml~4ml、正丁醇0.05ml~0.5ml和蒸馏水44.95ml~469.5ml通过半连续乳液聚合而成,其中壳聚糖占水基聚乙烯醇干物质的3%~7%。
作为本发明的进一步技术方案,所述肥芯颗粒采用现有技术中常用的各种农业肥料通过现有造粒技术制成,农业肥料包括各种化学肥料、复合肥料或其他功能性肥料。
作为本发明的进一步技术方案,所述壳聚糖改性水基聚乙烯醇乳液的最优配比为:蒸馏水45.86ml、聚乙烯醇2.947g、聚乙烯吡咯烷酮1.053g、壳聚糖0.09g、冰醋酸0.4ml、正丁醇0.5ml。
本发明制备壳聚糖改性水基聚乙烯醇包膜肥料的具体过程为:
(1)、将聚乙烯醇溶解于蒸馏水中,沸水浴下加热使聚乙烯醇完全溶解,搅拌成均匀水相;
(2)、将聚乙烯吡咯烷酮加入步骤(1)制备的水相中,加入消泡剂正丁醇连续搅拌2h制得水基聚乙烯醇;
(3)、配制体积分数为0.8%的冰醋酸水溶液;
(4)、称取壳聚糖加入步骤(3)所制备的溶液中,在40~50℃的环境下搅拌20min,使壳聚糖完全溶解得到壳聚糖溶液;
(5)、将壳聚糖溶液加入步骤(2)所制备的水基聚乙烯醇中,在60℃的油浴环境下搅拌2h,即制得包膜乳液;
(6)、将配制成的包膜乳液与肥芯颗粒一起,利用喷动流化床制作缓释肥包膜肥料。
本发明与现有技术相比,使用壳聚糖改性水性聚乙烯醇乳液作为包膜肥料的主体,制备的聚糖改性水基聚乙烯醇包膜肥料控释效果良好,初期溶出率为3.5%,7天的累积释放率为11%,制备方法简单,反应条件温和,耗时少,成本低,使用环境友好。
附图说明
图1为本发明实施例未经壳聚糖改性前的水基聚乙烯醇材料的应变-应力图。
图2为本发明实施例壳聚糖改性后的水基聚乙烯醇材料应变-应力图。
具体实施方式
下面将结合本发明内容,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1:
本实施例制备壳聚糖改性水基聚乙烯醇包膜肥料的具体过程为:
(1)称取聚乙烯醇2.211g,溶解于46.86ml的去蒸馏水中,在95℃油浴条件下搅拌2h至聚乙烯醇完全溶解,溶解后降温至60℃并保持;
(2)称取聚乙烯吡咯烷酮0.789g、正丁醇0.5g,加入搅拌均匀的聚乙烯醇中,在60℃油浴下保持搅拌2h即制得水基聚乙烯醇乳液;
(3)量取0.8ml冰醋酸,溶于100ml蒸馏水中,配制成体积分数为0.8%的冰醋酸水溶液;
(4)称取壳聚糖0.09g溶于体积分数为0.8%冰醋酸水溶液中,将该溶液加入到水基聚乙烯醇乳液中,油浴60℃搅拌3h,即得壳聚糖用量占共聚物用量3%的壳聚糖改性水基聚乙烯醇乳液;
(5)将配制成的包膜乳液与尿素一起,利用喷动流化床制作缓释肥包膜肥料。
本实施例对壳聚糖改性水基聚乙烯醇膜材料的应力应变性能进行测试,其结果如图1和图2所示,图1为未经壳聚糖改性前的水基聚乙烯醇材料,拉伸强度为18.64Mpa,拉伸断裂率505.43%,图2为经壳聚糖改性后的水基聚乙烯醇材料,拉伸强度为25.25Mpa,拉伸断裂率550.91%,结果表明改性后的壳聚糖-水基聚乙烯醇膜材料具有更优秀的物理性能。
实施例2:
本实施例制备壳聚糖改性水基聚乙烯醇包膜肥料的具体过程为:
(1)称取聚乙烯醇2.211g,溶解于46.86ml的去蒸馏水中,在95℃油浴条件下搅拌2h至聚乙烯醇完全溶解,溶解后降温至60℃并保持;
(2)称取聚乙烯吡咯烷酮0.789g、正丁醇0.5g,加入搅拌均匀的聚乙烯醇中,在60℃油浴下保持搅拌2h即制得水基聚乙烯醇乳液;
(3)量取0.8ml冰醋酸,溶于100ml蒸馏水中,配制成体积分数为0.8%的冰醋酸水溶液;
(4)称取壳聚糖0.15g溶于体积分数为0.8%冰醋酸水溶液中。将该溶液加入到水基聚乙烯醇乳液中,油浴60℃搅拌3h,即得壳聚糖用量占共聚物用量5%的壳聚糖改性水基聚乙烯醇乳液;
(5)将配制成的包膜乳液与复合肥一起,利用喷动流化床制作缓释肥包膜肥料。
本实施例改性前材料保水性在自身重量的200%左右,壳聚糖改性后材料保水性有明显提高,最高可达自身重量的510%左右,制备的聚糖改性水基聚乙烯醇包膜肥料控释效果良好,初期溶出率为3.5%,7天的累积释放率为11%,延长养分释放的周期。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种壳聚糖改性水基聚乙烯醇包膜肥料,其特征在于,所述壳聚糖改性水基聚乙烯醇包膜肥料由肥芯颗粒与壳聚糖改性的水基聚乙烯醇乳液构成,壳聚糖改性的水基聚乙烯醇乳液中干物质的质量占肥芯颗粒质量的3%~15%。
2.根据权利要求1所述壳聚糖改性水基聚乙烯醇包膜肥料,其特征在于,所述壳聚糖改性水基聚乙烯醇乳液由聚乙烯醇2.211g~29.47g、聚乙烯吡咯烷酮0.789g~13.16g、壳聚糖0.09g~2.1g、冰醋酸0.4ml~4ml、正丁醇0.05ml~0.5ml和蒸馏水44.95ml~469.5ml通过半连续乳液聚合而成。
3.根据权利要求2所述壳聚糖改性水基聚乙烯醇包膜肥料,其特征在于,所述肥芯颗粒采用现有技术中常用的各种农业肥料通过现有造粒技术制成,农业肥料包括各种化学肥料、复合肥料或其他功能性肥料。
4.一种如权利要求3所述壳聚糖改性水基聚乙烯醇包膜肥料的制备方法,其特征在于,具体过程为:
(1)、将聚乙烯醇溶解于蒸馏水中,沸水浴下加热使聚乙烯醇完全溶解,搅拌成均匀水相;
(2)、将聚乙烯吡咯烷酮加入步骤(1)制备的水相中,加入消泡剂正丁醇连续搅拌2h制得水基聚乙烯醇;
(3)、配制体积分数为0.8%的冰醋酸水溶液;
(4)、称取壳聚糖加入步骤(3)所制备的溶液中,在40~50℃的环境下搅拌20min,使壳聚糖完全溶解得到壳聚糖溶液;
(5)、将壳聚糖溶液加入步骤(2)所制备的水基聚乙烯醇中,在60℃的油浴环境下搅拌2h,即制得包膜乳液;
(6)、将配制成的包膜乳液与肥芯颗粒一起,利用喷动流化床制作缓释肥包膜肥料。
CN202211451960.0A 2022-11-21 2022-11-21 一种壳聚糖改性水基聚乙烯醇包膜肥料及其制备方法 Pending CN115724702A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211451960.0A CN115724702A (zh) 2022-11-21 2022-11-21 一种壳聚糖改性水基聚乙烯醇包膜肥料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211451960.0A CN115724702A (zh) 2022-11-21 2022-11-21 一种壳聚糖改性水基聚乙烯醇包膜肥料及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115724702A true CN115724702A (zh) 2023-03-03

Family

ID=85297245

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211451960.0A Pending CN115724702A (zh) 2022-11-21 2022-11-21 一种壳聚糖改性水基聚乙烯醇包膜肥料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115724702A (zh)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102126890A (zh) * 2011-01-21 2011-07-20 沈阳农业大学 一种环境友好的肥料包膜材料及制造方法
CN107935725A (zh) * 2017-12-17 2018-04-20 李巧珍 一种环保型包膜水溶性肥料的制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102126890A (zh) * 2011-01-21 2011-07-20 沈阳农业大学 一种环境友好的肥料包膜材料及制造方法
CN107935725A (zh) * 2017-12-17 2018-04-20 李巧珍 一种环保型包膜水溶性肥料的制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
凌尧: "可降解型包膜缓释肥料膜材料制备及其性能的研究", 中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅰ辑, 15 March 2017 (2017-03-15), pages 016 - 1105 *
朱洪法等: "精细化工产品制造技术", vol. 1, 31 January 2002, 金盾出版社, pages: 270 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103788723B (zh) 改性皂石、聚乳酸/黄腐植酸季铵盐改性皂石复合材料及其制备方法和制品
CN107652977B (zh) 一种土壤调理剂的制备方法
CN106106522B (zh) 一种纳米氧化锌-载银壳聚糖复合抗菌剂及其制备方法
CN106927951B (zh) 基于水分散纳米SiO2改性的水基聚丙烯酸酯包膜控释肥料及其制备方法
CN102584466A (zh) 一种氧肥及其制备和应用方法
CN86106994A (zh) 低粘度杂多糖
CN103626598A (zh) 功能性壳聚糖生物缓释肥及其制备方法
CN104788191A (zh) 一种超强保水抗旱复合肥料及其制备方法
CN106589258B (zh) 可降解的温度响应性缓控释肥包膜材料的制备方法及其包膜方法
CN110746980A (zh) 一种改良盐碱地土壤微生物群落结构的菌根菌微胶囊种衣剂及其制备方法
CN113816794A (zh) 一种木质素基保水双层缓控释肥料的制备方法
CN102217595B (zh) 一种除草剂颗粒剂及其制备方法
CN110452704A (zh) 具有温度、pH双重智能响应微胶囊土壤调理剂的制备方法
CN115724702A (zh) 一种壳聚糖改性水基聚乙烯醇包膜肥料及其制备方法
CN113615706A (zh) 一种水溶性复合缓释剂及其制备方法
CN101971834B (zh) 甲维盐微胶囊悬浮剂及其制备方法
CN101278671A (zh) 延缓除草剂释放的复合凝胶制剂及其制备方法
CN103204747A (zh) 一种土壤改良营养型复合凝胶材料
CN107027746A (zh) 一种缓释型农药微乳剂及其制备方法
CN110627563A (zh) 一种新型可自然降解的肥料包膜剂、制备方法及其使用方法
CN108558529A (zh) 一种生物炭/尿素-醋酸酯淀粉复合膜及其制备和在缓释肥中的应用
CN105295122B (zh) 一种环境友好型缓释肥包膜材料的制备方法
CN105693931A (zh) 一种尿素控释载体用水凝胶的制备工艺
CN105330453A (zh) 一种海洋生物多糖衍生物双层膜缓释肥料及其制备方法
DE3005771A1 (de) Verfahren zur herstellung von mikroporoesen koerpern, die ein oder mehrere aktive mittel einschliessen

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination