聚乙烯包膜肥料膜層結(jié)構(gòu)與養(yǎng)分釋放途徑研究.pdf

1、控釋肥料的膜層孔隙結(jié)構(gòu)是影響?zhàn)B分滲透擴散行為和釋放速度的決定性因素。目前對于膜層本身的性能，孔隙結(jié)構(gòu)以及滲透系數(shù)等因素與養(yǎng)分釋放性能之間的關(guān)系研究較少。本研究以聚乙烯包膜控釋尿素為研究對象，對聚乙烯控釋膜層的滲透系數(shù)進行了測定，分析其養(yǎng)分釋放途徑;通過掃描電鏡法、壓汞法表征聚乙烯控釋膜層的結(jié)構(gòu)特征，確定其結(jié)構(gòu)模型;改進泡壓法測定控釋膜層最大孔徑的方法;利用改進的泡壓法測定了聚乙烯控釋膜層的最大孔徑、探究了膜孔與養(yǎng)分釋放性能之間的關(guān)系。主

2、要的研究結(jié)果如下:
　　(1)尿素透過聚乙烯控釋膜層恒定釋放，滲透系數(shù)基本保持穩(wěn)定;釋放期為1-4個月的聚乙烯控釋尿素膜層滲透系數(shù)處于7.17～18.7E-15m2/s的范圍內(nèi)，滲透量與時間符合養(yǎng)分釋放模型中的反比例關(guān)系，測定值和模型理論值相近;聚乙烯致密膜尿素滲透系數(shù)約為7.11E-18m2/s，約為聚乙烯控釋膜層尿素滲透系數(shù)的1000-2600倍，高分子材料自身滲透性能在養(yǎng)分釋放過程中的貢獻可以忽略不計，因此可推論聚乙烯控釋膜

3、是多孔膜而非致密膜，膜層上的孔隙結(jié)構(gòu)決定養(yǎng)分釋放。
　　(2)掃描電鏡對聚乙烯控釋膜層的觀察結(jié)果表明，聚乙烯控釋膜層的表面整體上呈現(xiàn)為連續(xù)光滑、基本無大孔的形貌，但在局部存在少量孔隙結(jié)構(gòu);膜層內(nèi)表面比較粗燥、局部也有少量孔隙;控釋膜層總孔體積在0.4686～1.2260ml/g之間，平均孔徑在25.1nm～86.8nm，孔隙率在33.0％～50.6％之間，存在較多的孔隙，結(jié)構(gòu)疏松，10nm以下的小孔占了總孔面積的80％以上，200

4、0nm～50nm的范圍內(nèi)分布有少量的大孔，這些大孔對養(yǎng)分釋放的貢獻最大，是養(yǎng)分溶出的主要通道。
　　(3)改進后的泡壓法裝置整個升壓過程穩(wěn)定，壓力以約0.25kpa/s的頻率上升;采用本裝置測定聚乙烯控釋膜層孔徑的最小檢出極限為0.13μm;采用浸泡3天確定最大孔位置的膜層，25℃下，GQ16作為浸潤劑，泡點檢出率達到89％以上，檢測精密度在0.12％～0.38％之間。改進后的泡壓法縮短了樣品前處理的時間，簡化了方法，測定數(shù)據(jù)精確

5、。
　　(4)浸泡處理對聚乙烯控釋膜層的形變和最大孔徑影響較小，可以采取預(yù)浸泡進行樣品前處理;釋放期為29天、59天、75天、95天、116天、137天的聚乙烯控釋肥料膜層最大孔徑分別為1.69μm、0.73μm、0.70μm、0.59μm、0.48μm、0.42μm，隨著釋放期的延長聚烯烴膜層的最大孔徑呈減小的趨勢，最大孔徑和養(yǎng)分釋放性能之間存在相關(guān)關(guān)系;釋放期與最大孔徑的平方呈線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為R為0.985，達到極顯著性相