磷酸酯双淀粉复合保水剂及其缓释肥的制备与性能研究

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1、分类号：O69单位代码：10193密级：公开学号：2012477硕士学位论文磷酸酯双淀粉复合保水剂及其缓释肥的制备与性能研究Preparationandpropertiesofdistarchphosphatecompositewater-retainingagentanditsslowreleasefertilizer作者姓名：赵利学位类别：工学硕士专业名称：应用化学研究方向：表面化学指导教师：康立娟教授所在学院：资源与环境学院二〇一五年五月独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下，独立进行研究所取得的成果。尽我所知，除文中特别加以

2、标注和致谢所列内容外，论文中不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得吉林农业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本学位论文所有内容若有不实之处，本人愿意承担一切相关法律责任和后果。学位论文作者签名：签字日期：年月日关于学位论文使用授权的声明1、本人完全了解吉林农业大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间所完成的论文及相关成果的知识产权属吉林农业大学所有，并同意将本论文的版权授权给吉林农业大学，学校有权保留送交论文的复印件和

3、磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。2、本人（同意/不同意，务必打印后填写）吉林农业大学将本论文版权授权给不同媒体进行电子出版、多媒体出版、网络出版以及其他形式出版（涉密学位论文解密后应遵守此协议）。3、本人声明毕业后若发表在攻读研究生学位期间完成的论文及相关的学术成果，必须以吉林农业大学作为第一署名单位。学位论文作者签名：签字日期：年月日指导教师签名：签字日期：年月日摘要水和肥是制约农业发展的重要因素。我国是水资源十分短缺的国家，同时也是肥料消费大国，化肥施用不当和应用技术研究滞后造成的肥料利用率低、环境

4、污染等问题不容忽视。保水剂是一种三维交联网络结构的亲水性聚合物，可以吸收相当于自身重量百倍甚至上千倍的水，是一种典型的功能高分子材料，并且所吸收的水分在高温高压下也不易失去，具有良好的保水性能。保水剂的结构特征是具有大量的亲水基团和适度的交联网络结构。保水剂由于其良好的吸水保水性能和特殊的物理结构，使其在农田保水、保肥增效、改善土壤等方面的应用前景十分广阔。为了提高水资源和肥料的利用率，将保水剂与肥料复合制备既有吸水保水功能，同时又具有营养成分缓释性能的肥料，对我国发展高产、高效农业，同时降低对环境的污染具有重要意义。采用磷酸酯双淀粉(DSP)为原料，

5、添加适量KOH中和的丙烯酸(AA)单体、交联剂N,N＇-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)、热引发剂过硫酸铵(APS)、光引发剂安息香双甲醚(BDK)后在紫外辐照条件下引发，制备出一种含有植物生长元素磷和钾的磷酸酯双淀粉/聚丙烯酸(DSP/PAA)复合保水剂。通过单因素试验对合成条件进行优化，优化条件为：交联剂MBA、热引发剂APS、光引发剂BDK及DSP占单体AA的质量百分比为1.00%，1.50%，1.25%和50%，单体AA的中和度为80%。在优化合成条件下，磷酸酯双淀粉/聚丙烯酸的最大吸水倍率在蒸馏水中为1185.4g/g，在质量分数为0.9%NaCl

6、溶液中为110.2g/g。同时采用红外光谱、热重分析、扫描电镜和能谱分析等手段对磷酸酯双淀粉/聚丙烯酸复合保水剂进行表征。红外光谱分析表明，磷酸酯双淀粉与丙烯酸发生了共聚反应，热重分析表明合成的复合保水剂具有良好的热稳定性能，扫描电镜得到复合保水剂呈现出一种光滑、多孔的表面形貌，能谱分析进一步表明合成保水剂中含有植物生长元素磷和钾。通过一阶和二阶动力学模型探讨磷酸酯双淀粉/聚丙烯酸复合保水剂在蒸馏水和生理盐水中的溶胀动力学，结果得出其在以上两种液体中的溶胀过程均符合二阶溶胀动力学。同时对复合保水剂吸水凝胶的保水性能进行研究，自然条件下，在经过15d后，

7、其保水率仍有50%；离心机转速为6000rpm时，离心1h后的失水量为10.4%；水凝胶在60，80，100℃恒温水浴6h后其保水率分别为67.1%，60.1%和48.1%。由此可知，复合保水剂吸水凝胶的保水性能较好。本文以5%聚乙烯醇为粘合剂，采用尿素与磷酸酯双淀粉/聚丙烯酸复合保水剂共混重新造粒，制备出一种具有吸水保水功能的缓释尿素。水中溶出率试验结果表明随着保水剂用量的增加，尿素态氮在水中的7d累积释放率降低，但从缓释效果与成本两方面结合起来考虑，复合保水剂的用量选定为尿素质量的5%。淋溶实验结果表明制备的缓释尿素的缓释效果较好，第1d氮的释放率

8、为14.8%，15d后氮的累积释放率为71.0%。土壤中施I加缓释尿素，一周后有35%的水分蒸