【摘 要】
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为了解决液化生物基聚氨酯包膜材料的亲水性及多孔性问题,同时提高包膜材料的降解性,本研究以液化木质素基聚氨酯包膜尿素（LGPCU）为对照,利用蓖麻油/液化木质素互改性的手段制备生物基互改性聚氨酯包膜尿素（BCPCU）,改善肥料的疏水性从而延长肥料的养分控释期;在互改性的基础上再通过向膜材中添加双（2-羟乙基）二硫化物赋予膜材在包膜过程中的自修复能力,修复膜层中的微孔,固定非成膜物质,进一步延长肥料的
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为了解决液化生物基聚氨酯包膜材料的亲水性及多孔性问题,同时提高包膜材料的降解性,本研究以液化木质素基聚氨酯包膜尿素（LGPCU）为对照,利用蓖麻油/液化木质素互改性的手段制备生物基互改性聚氨酯包膜尿素（BCPCU）,改善肥料的疏水性从而延长肥料的养分控释期;在互改性的基础上再通过向膜材中添加双（2-羟乙基）二硫化物赋予膜材在包膜过程中的自修复能力,修复膜层中的微孔,固定非成膜物质,进一步延长肥料的养分控释期;通过向膜材中添加光敏剂-硬脂酸铁（Fe St3）,在调控肥料养分释放的同时促进膜材的光降解。主要研究结果如下:（1）在同等包膜工艺及包膜厚度条件下,BCPCU的氮素控释性能明显优于LGPCU,氮素控释期显著延长了77.3%。双（2-羟乙基）二硫化物改性生物基互改性聚氨酯包膜尿素（BCSPCU）氮素控释能力显著优于BCPCU,氮素释放期进一步延长了61.5%。（2）互改性及自修复改性有效改善了肥料膜表面及截面的结构;电镜结果显示:LGPCU涂层表面有明显的粗糙现象,横截面中也有许多不规则的孔洞结构;这些结构会加快水分进入肥料内部的速率,从而加快氮素释放。相比之下,BCPCU的表面和截面较为平整光滑,但是表面还是存在由于LG中的非成膜物质导致的粗糙的现象;这些粗糙结构会在肥料运输过程中相互摩擦,从而破坏膜层,影响肥料的养分释放。对互改性包膜材料进行自修复改性后,BCSPCU肥料膜表面及截面变得更加的光滑平整,且更加致密,表明自修复改性可以赋予包膜材料自修复能力,有效修复膜层中的微孔,使膜层更加致密,有效控制肥料的养分释放。同时利用分子动力学的手段证明了二硫键在包膜过程中发挥的自修复作用;并且通过无机离子及水溶性有机物质溶出试验,证明了修复过程是通过修复膜层中的微孔,有效的减少了膜层中无机离子及水溶性有机物质的溶出量。肥料颗粒磨损及修复试验证明,肥料制备完成后颗粒之间不再具备自修复的能力,不会影响肥料后期的储存和运输。（3）光敏材料改性试验结果表明,通过向包膜材料中添加光敏剂显著提升了膜壳的光降解性,并且膜壳光降解产生的中间产物未对水稻种子萌发及生长产生不良影响。向不同土壤中添加质量分数为1%光降解后的膜壳进行的土壤培养试验表明,光降解的中间产物未对土壤中的微生物产生不利影响。
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