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安徽新华学院2014届本科毕业论文（设计）
第二章 有机高分子材料在缓释化肥中的进展研究
2.1 天然高分子材料
前用于制造缓释肥的原料有很多，其中运用有机材料为主的是一些有机高分子聚合材料，其种类主要有天然高分子材料和人工合成有机高分子材料两大类（由于缓释包膜肥料的高分子材料差别很大，且有机物的分类繁多复杂，其分类也有重大差别，故在此说明：本论文中所提到的高分子材料，包括人工合成的高分子聚合材料以及文献中所提到的的半合成材料）。目前已被成功运用于试验，并且较容易获取的天然高分子材料有以下几种：
2.1.1木素（如图2-1）
图2-1 木素
王德汉等多为科学研究者[10]在利用化工工业的木质素作为化肥的包膜材料，发现木质素在对尿素颗粒进行包膜时，能够形成稳定切均匀的包膜层，故而研制成功了一系列的木质素包膜缓释尿素。并且在对玉米等作物的盆栽试验时，其施肥试验和试验结果表明，无论是在农作物的生长发育阶段还是作物对氮肥的利用效率等方面，这种包膜尿素的试验效果较普通化肥有良好的表现，同时专家们研究发现，木质素在对包膜肥料的缓释作用时，其效果和包膜的材料并无明显的规律可言。同时还发现这种化肥的“后效”比较好，他可以保持尿素中的养分并
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达到持续均衡的供给，为提高农作物产量和减少尿素的使用量，提高其氮元素的利用率，减少对环境污染都有较好的效果。而Carmen García[16]在运用松树的木质素进行包膜尿素的研究时，发现这种物质在对干物质以及植物的氮元素的吸收作用来说，都比未进行包膜的肥料效果要好的多。
2.1.2天然橡胶（如图 2-2）
外国科学家Hanafi [17]在运用天然橡胶作为包膜材料的研究时，发现其包膜复合肥与PVC、PAN、PLA的包膜材料相比，这些包膜肥料的肥效为：PVC和天然橡胶的肥效差不多并且大于PAN 和 PLA 远大于未包膜化肥。由于天然橡胶在形成玻璃化时温度比较低，容易形成薄膜，且极易粘粘，一次其并不适合作用为肥料的外包膜材料。
图 2-2 天壤橡胶
但是将天然橡胶运用硫化处理[17]，再通过加入一些物质作为催化剂和改性剂，将其处理后得到的橡胶材料就可以应用在作肥料的外包膜上，作为包膜材料。并且使用经过改性的天然橡胶材料制作成的缓释包膜肥料，无粘性且硬度较高，力学性能较好，有利于存储、运输和施用。
2.1.3 植物油
将植物油作为包膜肥料的原因是，油是疏水才材料，有利于化肥中养分的保持，减少水溶性流失，但是一般不使用单纯的某种植物油作为包膜材料，而是几
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种有只的混合，并且运用其混合物对化肥进行包膜，目前较为常见的运用桐油和亚麻籽油的混合物并且加入其它物资制作而成的化肥包膜材料，还有就是运用不饱和油脂和甘油的作用形成不饱和甘油酯或其它油性材料制作而成的不同种类的包膜材料，此外根据美国的专利[18]杂志报道，在催化剂的作用下，通过一些聚变和缩合反应，可以将不饱和油脂进行聚合，并且交联形成立体结构的包膜材料。同时我国的科学家唐辉[19]在和其团队进行研究时，发现桐油对尿素的包膜缓释化肥，进行了系统的研究，并且通过实验说明在包膜率为百分之十的情况下，对黑麦草进行培育种植的实验中发现其养分的释放时间超过30天。同时也发现，在与普通的尿素化肥相比较，桐油包膜化肥在其处理和表现方面都有较好的效果，特别是针对氮元素的释放周期和绿色化肥都有较好的延续性。
2.1.4 腐殖酸（如图 2-3）
腐殖酸的来源比较广泛，同时将腐殖酸添加到土壤中，可以明显改善那些土壤土质，特别是那些由无机盐和长期化肥施用导致的土壤变质。在运用腐殖酸作为包膜材料对尿素的包裹中，发现这种包膜材料可以显著的改善和提高尿素 的缓释性并对土壤土质有一定的改善作用。
图 2-3 腐殖酸
同时美国科学家Murdoch- Brown [18]在对肥料的释放试验是，发现肥料的缓释性能较好，并且发现腐殖酸在对尿素的包膜后，其70天以后并且在其湿度比较低的情况下依然存在着营养元素氮并且其含量62%，同时在其对照试验中，即在相对湿度比较高的情况下进行试验对比，发现在这种情况下，相同参数中，氮元素的含量还有48%，而并一组对照试验平普通的尿素化肥，其氮元素含量仅为
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1%。由此可以说明腐殖酸在作为缓释缓控化肥的添加剂和有机包膜材料都有进一步的工作和研究空间。
2.1.5 壳聚糖（如图 2-4）
壳聚糖是一种非常普遍，并且来源丰富的天然有机材料，其成分是由是甲壳素在某些条件的作用下脱去乙酞基而获得的一种非常重要生产材料，也是一种衍生物。目前可以说甲壳素是当前乃至未来社会头号天然高分子有机物，在我国，甲壳素来源非常广泛，并且存储量丰富。当前发现壳聚糖不仅可以生物降解，还是一种可再生资源。其无毒、无害、无污染的发现使其在化工领域、环保领域、以及食品加工、纺织领域、医药加工和膜分离应用等方向备受亲耐，得到了国内外专家学者的广泛关注。
图 2-4 壳聚糖
同时壳聚糖又是一种良好的成膜材料，他的成膜性，使得他极易加工制作包膜材料，例如运用壳聚糖和明胶以及藻酸盐的混合物，并且和戊二醛进行催化反应，使其交联制作成以壳聚糖作为药物的包膜材料或微囊材料[17-22]。同时国内的陈强教授[26]在运用采用壳聚糖和PVA以及淀粉作为反应的基础原料，并且采用混和、交联、催化等方法成功研制出新型的缓释肥料包膜材料，其具有的可生物可降解性，和功能的多样性，是复合膜所具备的特殊表现形式，此外其表面的光滑性，以及形状和膜厚度的均匀度，是的该膜制作出来的缓释化肥，拥有较好的缓释缓控效果。
除此之外，还有其他很多天然高分子在缓释化肥的研究和应用上起到了很大的作和极高的研究发展空间，这里就不一一举例说明了，此外，还有如松脂，定
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