【摘 要】
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开发环境友好且工艺简单的缓释肥料是当今农业与化工领域的研究热点,也是环境友好聚合物的一个新兴应用方向。本研究提出了以高分子/尿素包合物作为缓释肥料的新设计思路,采用一步法制备了可降解聚酯/尿素包合物颗粒。研究了不同包合物体系的尿素缓释行为和结构演化过程,揭示了包合物的尿素缓释机制,建立了高分子链结晶能力与包合物缓释性能间的关系,并评价了这一新型缓释肥料对植物生长的促进效果。主要研究内容与结论如下:
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开发环境友好且工艺简单的缓释肥料是当今农业与化工领域的研究热点,也是环境友好聚合物的一个新兴应用方向。本研究提出了以高分子/尿素包合物作为缓释肥料的新设计思路,采用一步法制备了可降解聚酯/尿素包合物颗粒。研究了不同包合物体系的尿素缓释行为和结构演化过程,揭示了包合物的尿素缓释机制,建立了高分子链结晶能力与包合物缓释性能间的关系,并评价了这一新型缓释肥料对植物生长的促进效果。主要研究内容与结论如下:（1）研究了不同可降解聚酯/尿素包合物体系的缓释行为和影响因素。采用聚（丁二酸丁二醇酯）（PBS）、聚（丁二酸乙二醇酯）（PES）和聚（丁二酸丙二醇酯）（PPS）为客体分子分别与主体分子尿素制备了包合物体系。缓释实验表明,包合物体系具有良好的尿素缓释性能;利用加工方法、颗粒尺寸以及聚酯种类的调控可获得比纯尿素溶解速率慢数十倍到数千倍效果的缓释体系。同时,还阐明了聚酯结晶能力与包合物体系缓释性能之间的关系,即结晶越慢,缓释时间越长。（2）揭示了包合物体系的尿素缓释机制。利用DSC、POM、SEM等测试方法对包合物体系中尿素的释放过程进行系统研究,清晰了该体系中尿素缓释机制:包合物颗粒表层的尿素在水中释放后,裸露的聚酯链聚并结晶形成高度多孔的壳结构阻碍内部尿素组分快速释放;多孔聚酯壳层中又含有微小包合物区域,这些被致密包裹的包合物微区也有助于延长体系的缓释时间。（3）基于共聚物结构设计,精细调控包合物的尿素缓释性能。合成了不同共聚单元组成的聚（丁二酸丁二醇酯-共-己二酸丁二醇酯）（PBSA）,共聚酯的结晶能力随着PBSA中己二酸结构单元含量增加而逐渐减弱。制备了一系列的PBSA/尿素包合物,获得不同尿素缓释性能的包合物体系;间歇溶淋实验显示,随着己二酸共聚结构单元的增加,包合物体系的缓释时长可从24天连续调控到30天。（4）评价了包合物缓释肥料对植物生长的促进效果。盆栽实验结果表明包合物缓释氮肥比纯尿素更能促进玉米、油菜的生长。随着包合物缓释尿素释放速率的减慢,其对作物的生长促进作用越来越明显。
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