与传统的肥料相比,包膜缓/控释肥可大幅提高肥料的利用率,但市场上流通的包膜肥料多为石油基聚合物材料,这些包膜材料很难降解,长期使用会在土壤中不断积累,破坏生态环境。因此,寻找可降解的包膜材料,制备环境友好型肥料成为该领域的研究热点。将作物秸秆、淀粉等用于制备容易被微生物降解的生物质基聚氨酯材料,再用于肥料的包膜既具有生态环保,又能提高肥料的利用率。基于此,本论文将小麦秸秆、玉米秸秆、玉米淀粉进行液化,利用液化产物在尿素表面进行原位反应成膜,制备了具有降解性能的缓/控释肥。通过正交试验研究各因素对尿素控释效果的影响,进而研究了单一因素变化对液化产物或控释肥料性能的影响,并且进行了土埋降解处理,研究膜材料的降解性能。通过正交试验考察了液化剂、硫酸、三氧化钨、吐温20用量配比对液化产物的影响,同时考察了液化产物、乙二胺和多亚甲基多苯基多异氰酸酯(PAPI)用量配比对包膜尿素以及其控释性能的影响。通过极差分析,得出制备包膜尿素的较佳配方,并以该配方为基准,对液化和包膜的工艺配方进行探究,考察了液化原料、主液化剂种类对液化产物及液化率的影响;考察了液化产物所占比例、不同种类的蒙脱土等包膜配方对肥料控释性能影响。通过极差分析、傅里叶红外光谱仪(ftir)、热重分析仪(tg)、扫描电镜(sem)等手段,以肥料的释放期为主要参数,可以得到以下结论:1.正交试验得出基准配方。1)液化部分:小麦秸秆37.5g(25份)、聚乙二醇400(peg400):乙二醇(eg):丙三醇(gl)=130:0:20(共150g,100份)、三氧化钨(wo3):98%硫酸(h2so4)=0.22(共4.5g,3份)、吐温20为0.5g;2)包膜部分:尿素2.0kg(100份)、papi:组合多元醇(cp)=1.9(共139g,7份,组合多元醇为液化产物与聚醚多元醇按4:1质量比混合而成)、100g组合多元醇中乙二胺用量为2.2g。该配方制备包膜尿素的膜层较薄且质地均一,与尿素接触紧密,表面光滑,释放期达37天;2.papi与组合多元醇的质量比是对包膜尿素控释性能影响最大的因素,其次为液化剂的配比;wo3、乙二胺、吐温20的加入有利于提高对尿素的控释效果;3.在基准配方中加入不同种类的蒙脱土制备复合包膜材料时,加入0.5%的1.31ps蒙脱土的包膜尿素控释性能和膜层热稳定性最好,释放期为49天,比空白的释放期提高32%;4.由液化原料的探讨可以得出,随着液化原料中玉米淀粉含量的增加,其液化率有所增加,液化产物的酸值后期增速快,羟值先增加后降低,包膜尿素的释放期与对应的液化产物的羟值变化相似;在秸秆:淀粉=3:1时,液化产物羟值、酸值、液化率分别是310mgkoh/g、17mgkoh/g、87%,肥料释放期为43天。随着液化原料总量的增加,液化率逐渐降低,羟值开始时下降较快后期变慢,酸值呈阶梯型上升;包膜尿素的释放期与羟值的变化趋势相似,液化原料总含量为20%时释放期最长为53天。5.由液化剂的探讨可以得出,随着主液化剂分子量的增加液化产物的酸值增加,羟值减小,液化率变化不大,主液化剂为PEG400制备的包膜尿素的释放期最长为53天。通过TG和DTG分析可知,PEG400为主液化剂制备的包衣材料在软链段分解最快,但三者最终失重率相差不大。6.由组合多元醇中液化产物和聚醚多元醇含量的探讨可以得出,随着聚醚多元醇含量的增加,制备的包膜尿素的释放期增长。通过TG和DTG分析可知,聚醚多元醇含量越多,膜材料的失重越快;通过SEM可知,加入聚醚多元醇的膜层比空白膜的质地更均匀、薄而致密。7.通过TG、SEM和FTIR对膜材料的降解性能分析可知:麦秆液化产物制备的包膜材料经过土埋处理6个月后被土壤中的微生物腐蚀、降解,膜材料的聚氨酯官能团和化学结构发生了变化,该材料具有良好的降解性能。