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保水型高分子缓释氮钾肥的制备及性能研究

李琦琛  
【摘要】:本论文以尿素、亲水性物质丙烯酸和(或)丙烯酰胺、氢氧化钾为原料,过硫酸钾为引发剂,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,采用溶液聚合方法制备出两种含氮和钾的保水型高分子缓释肥PSRNKF-1和PSRNKF-2。研制的保水缓释氮钾肥满足“吸水”、“保水”、“多元”、“缓释”等世界肥料未来的发展方向。以尿素、丙烯酸与氢氧化钾为原料,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,过硫酸钾为引发剂,制备了保水型高分子缓释氮钾肥PSRNKF-1,其吸水倍率为910g.g-1~925g.g-1,氮和钾的含量分别为21.32%、11%。通过正交实验和优化实验,确定了PSRNKF-1的最佳制备工艺。采用傅里叶红外吸收光谱(FITR)对PSRNKF-1的结构进行了表征分析,并推测了可能的反应机理。通过测定PSRNKF-1在去离子水中及0.9%Na Cl盐溶液中的吸水倍率随时间的变化规律研究了PSRNKF-1的吸水速率,结果表明:PSRNKF-1在去离子水中和0.9%Na Cl盐溶液中分别在4.5h、7.5h达到吸水饱和状态。通过测定PSRNKF-1在不同盐溶液中的吸水倍率研究了溶液中不同的阴、阳离子、p H对PSRNKF-1吸水性能的影响,结果表明:PSRNKF-1在不同价态阳离子溶液中的吸水倍率大小为:一价阳离子三价阳离子二价阳离子;PSRNKF-1在不同阴离子盐溶液中的吸水倍率大小为:Cl-CO32-SO42-H2PO4-;PSRNKF-1适用于p H为6-8的土壤环境中;研究了PSRNKF-1的重复吸水能力,结果表明:PSRNKF-1在吸水-烘干六次之后仍具有较好的吸水能力。通过水分渗漏实验研究了PSRNKF-1的保水性能,结果表明:PSRNKF-1大大减少了土壤中的水分渗漏,具有较好的水分保持能力。通过水中溶出率法对PSRNKF-1在水中的养分释放性能进行了研究,结果表明:PSRNKF-1具有较好的缓释性能,其水中养分释放曲线呈倒“L”型。以尿素、丙烯酸、丙烯酰胺及氢氧化钾为原料,以过硫酸钾为引发剂,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,制备了保水型高分子缓释氮钾肥PSRNKF-2,其吸水倍率为1398g.g-1~1425g.g-1,氮和钾的含量分别为14.14%、8.95%。通过正交实验和优化实验,确定了PSRNKF-2的最佳制备工艺。通过红外吸收光谱(FITR)对PSRNKF-2的结构进行了表征分析。通过测定PSRNKF-2在去离子水中/0.9%Na Cl盐溶液中的吸水倍率随时间的变化规律研究了PSRNKF-2的吸水速率,结果表明:PSRNKF-2在去离子水中/0.9%Na Cl盐溶液中分别在6.5h、5.5h达到吸水饱和状态。通过测定PSRNKF-2在不同盐溶液中的吸水倍率研究了溶液中不同的阴阳离子、p H对PSRNKF-2吸水性能的影响及PSRNKF-2的重复吸水能力,结果表明:PSRNKF-2在不同价态阳离子溶液中的吸水倍率大小为:一价阳离子三价阳离子二价阳离子;PSRNKF-2在不同阴离子盐溶液中的吸水倍率大小为:Cl-H2PO4-CO32-SO42-;PSRNKF-2适用于p H为6-8的土壤环境;PSRNKF-2在吸水-烘干六次之后依旧具有很好的吸水性能。通过水分渗漏实验研究了PSRNKF-2的保水性能,结果表明:PSRNKF-2大大减少了土壤中的水分渗漏,具有较好的水分保持能力。通过水中溶出率法对PSRNKF-2在水中的养分释放性能进行了研究,结果表明:PSRNKF-2具有较好的缓释性能,其水中养分释放曲线呈倒“L”型。


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