文献类型：期刊文章

作　　者：向阳[1] 苗睿[1] 刘亚青[1] 赵贵哲[1]

XIANG Yang;MIAO Rui;LIU Ya-qing;ZHAO Gui-zhe(School of Materials Science and Engineering,North University of China/Shanxi Key Laboratory of Nano Functional Composite Materials,Taiyuan,Shanxi 030051,China)

机构地区：[1]中北大学材料科学与工程学院/纳米功能复合材料山西省重点实验室,山西太原030051

出　　处：《植物营养与肥料学报》

基　　金：中央引导地方科技发展资金项目(YDZJSX2021B007);聚合物基功能新材料山西省“1331工程”重点创新团队;山西省高性能碳纤维及其复合材料研制和应用重点科技创新平台;山西省高等学校科技创新项目资助(2019L0585);山西省应用基础研究计划项目(201901D211273)。

年　　份：2022

卷　　号：28

期　　号：9

起止页码：1699-1707

语　　种：中文

收录情况：BDHX、BDHX2020、CAB、CAS、CSCD、CSCD2021_2022、EAPJ、IC、JST、RCCSE、SCOPUS、ZGKJHX、核心刊

摘　　要：【目的】传统溶液缩聚法制备的脲甲醛缓释肥(SUF)通常含水率较高,产品易于粘结在设备表面,阻碍了反应装置的自动出料,难于实现连续化生产。过高的含水率也增加了后续干燥过程的能耗,因此,本研究改进了制备工艺,以突破这一瓶颈。【方法】多聚甲醛与尿素高温气固相缩聚工艺制备的脲甲醛缓释肥(HUF),其制备原理是:高温密闭条件下多聚甲醛解聚成甲醛气体,气体甲醛与反应釜中的尿素结合生成脲甲醛和水,少量尿素在高温下会分解产生氨气,氨气与水结合成氨水,促使缩聚反应向正向移动,形成高聚合度的脲甲醛分子链。同时以高温气固相缩聚法和传统溶液浓缩法制备了缓释肥,分别记为HUF和SUF,每个方法均制备了尿素与甲醛摩尔比分别为2、4、6的样品。研究了生成物的干燥时间,并采用亚硫酸盐法、凯氏定氮法、热失重(TWL)、热重(TG)、傅里叶红外光谱(FTIR)、凝胶渗透色谱(GPC)、X射线衍射(XRD)方法表征了脲甲醛的组成与结构。最后,采用浸泡法测试了脲甲醛缓释肥的缓释性能。【结果】在高温气固相缩聚反应中,反应温度越高,甲醛转化率越高,高于100℃后甲醛转化率升高幅度有限,且高于100℃后尿素分解率也会急剧上升,导致脲甲醛氮含量降低,故将100℃定为高温气固相缩聚工艺的最佳反应温度。高温气固相缩聚工艺显著降低了反应产物的含水率,HUF含水率最高仅为11.72%,干燥时间较SUF至少缩短了1 h。该工艺也提高了原料甲醛的转化率和脲甲醛分子的平均链长,当脲醛比为2∶1时,HUF的甲醛转化率为88.22%,比SUF增加了9.26个百分点;HUF的重均分子量可达4445,而SUF的重均分子量仅为949;HUF的缓释有效氮含量为21.05%,比SUF增加了12.48个百分点;HUF的活性系数为42.33%,比SUF增加了20.48个百分点;HUF的24 h氮释放率为49.6%,比SUF降低了12.1个百分点;HUF的28天氮累积释放率为73.6%

关 键 词：高温 气固相 脲甲醛 缓释肥

分 类 号：TQ449.1]