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缓释肥料是一种新型肥料,是使用特殊工艺在一个普通肥料的表面涂覆具有半渗透的或不可渗透的材料,以减缓和控制肥料养分的释放。因为缓控释肥料有释放根据作物生长的需肥养分的优势,它已经成为化肥领域的一个研究热点。现阶段,包膜材料的研究是缓控释肥研究中的重点内容,尤其是养分缓控释效果较好的聚合物缓控释肥料,最具有应用前景。因此,本文通过CO2与环氧化合物共聚形成可生物降解的脂肪族聚碳酸酯材料,用其制备缓控释肥料。在本文中,将氧化丙烯和氧化环己烯选择作为用于与共聚CO2的单体,并且对合成的高分子聚合物的性质进行测试和分析。随后,将制备的聚合物材料作为涂层材料来制备聚碳酸酯缓控释肥,对制备的肥料的缓释性能进行了研究。利用缓释动力学推断聚碳酸酯缓控释肥的释放行为。不仅实现了CO2资源的高效利用,而且开辟了一个脂肪族聚碳酸酯的应用领域,满足能耗低、资源的可再生性要求,体现了绿色化学和可持续发展的理念。主要内容如下:(1)选用两种环氧化合物(环氧己烷和环氧丙烷)和CO2共聚制备脂肪族碳酸酯产物(聚(环己烯碳酸酯)和聚(碳酸丙烯酯-环己基碳酸酯)),并控制反应条件制备了一系列分子量不同的聚(环己烯碳酸酯)和聚(碳酸丙烯酯-环己基碳酸酯),通过FT-IR、NMR、GPC分析了它们的结构,当CO2压力为4MPa,反应温度是70℃和反应时间为12h时,其聚(环己烯碳酸酯)的分子量最大;当CO2压力为4MPa,反应温度为70℃,反应时间为6h时,所得聚(碳酸丙烯酯-环己基碳酸酯)的分子量最大。(2)以尿素颗粒为核芯,不同分子量的聚(环己烯碳酸酯)和聚(碳酸丙烯酯-环己基碳酸酯)为外包膜材料分别制备了一系列缓控释肥料,对缓控释肥料制备工艺进行优化。聚(环己烯碳酸酯)的缓控释肥料的制备条件是:溶剂量为10%时,增塑剂用量为2%,包膜量为10%;聚(碳酸丙烯酯-环己基碳酸酯)缓控释肥较佳的制备条件为:溶剂量为10%,增塑剂用量为3%,包膜量为10%。(3)采用对二甲氨基苯甲醛分光光度计法对上述两种缓控释肥料的缓释性能进行了深入分析,结合膜层表面形貌的SEM得出结论,包膜材料的分子量越高,所制备的缓控释肥料的膜表面越光滑致密,缓释性能越好。(4)通过土埋法对聚(环己烯碳酸酯)和聚(碳酸丙烯酯-环己基碳酸酯)的膜层降解性能进行考察,结果表明膜层随着时间的增加逐渐降解。对缓控释肥料在浸泡前后溶液的pH进行测量,pH值几乎不变,说明聚(环己烯碳酸酯)和聚(碳酸丙烯酯-环己基碳酸酯)所具用的化学成分在其包膜过程中不影响肥料的pH值。(5)采用Ritger-Peppas方程对聚(环己烯碳酸酯)和聚(碳酸丙烯酯-环己基碳酸酯)缓控释肥料的缓释性能进行模拟,两种材料均显示养分释放较符合Fick扩散定律。