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聚乙烯包膜肥料控释膜层结构特征研究

文献类型： 中文期刊

作者： 杨相东;李娟;孙明雪;乔丹;张建君;李春花

作者机构：

关键词： 包膜控释肥料;聚乙烯;膜层结构;孔隙参数;释放特性

期刊名称：植物营养与肥料学报

ISSN： 1008-505X

年卷期： 2019 年 NULL 卷 12 期

页码： 2032-2043

收录情况： 北大核心（2020版） ; CSCD（2020-2021年度） ; 农林核心（2020版） ; 科技核心（2020版）

摘要： [目的]包膜肥料控释膜层结构和孔隙性质直接影响其养分释放速率.研究包膜肥料膜层结构特征,可以明确膜层结构参数与养分释放速率的关系,揭示包膜肥料控释机制,为建立养分释放数理模型提供理论依据.[方法]以聚乙烯包膜肥料控释膜层作为研究对象,量化研究了聚乙烯喷涂控释膜层的结构特征参数.利用扫描电镜,观测了在不同放大倍数下,采用喷涂工艺制备的聚乙烯包膜肥料膜层的外表层、横断面和内表层特征;以压汞仪测定了膜上孔隙的大小和分布;采用泡点法研究了大孔隙的最大孔径.[结果]不同放大倍数下的扫描电镜观测结果表明,喷涂法制备的包膜肥料控释膜层外表面整体上光滑、平整、均匀、疏松,但局部存在少量孔隙,孔径主要分布在1000~50 nm的范围内;在放大倍数很高的情况下,整体上膜层无细微孔隙结构.控释膜层厚度约为60~100μm,断面形貌疏松无孔.膜层内表面粗糙,高低起伏不平、犬牙交错.膜壳材料堆密度为0.4~0.8 g/mL,低于聚乙烯密度,属于疏松结构.孔隙结构分析结果表明,聚乙烯控释膜层的中值孔径为4.5~5.3 nm,与对比的聚乙烯薄膜基本一致,说明两种膜分子链间的细微结构没有差异;但是聚乙烯控释膜层中存在占比18%的直径约为1000~50 nm的较大孔,孔径小于10 nm的间隙占82%,进一步说明占比少的大孔影响控释膜层释放性能.喷涂控释膜层总孔体积在0.4686~1.2260 mL/g,平均孔径在25.1~86.8 nm范围内,孔隙率为33.0%~50.6%,显著高于拉伸工艺制备的聚乙烯薄膜.释放期在1~6个月的包膜控释肥料,最大孔径在990~480 nm的范围,随包膜肥料释放期的增加,膜孔直径逐步减小,说明包膜控释肥料养分释放速率与其最大孔径存在内在联系.[结论]综合3种方法的测定结果,聚乙烯控释膜层可以看作是膜层均匀致密且局部有孔隙,膜壳直径3 mm,膜层厚度约为50μm,最大孔径为1μm,平均孔径为50 nm的密闭球形壳体.最大孔是水分和养分进出膜层的主要通道,决定了包膜肥料养分释放速率的快慢.

分类号： TQ449.1

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