聚丙烯酸接枝堿木質(zhì)素基鐵肥的制備及其緩釋性能.pdf

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1、第28卷第18期農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)V01．28No．182082012年9月TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineeringSep．2012聚丙烯酸接枝堿木質(zhì)素基鐵肥的制備及其緩釋性能馬艷麗1，一，王儒儒1，方桂珍1，一，李大奇1(1．東北林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，哈爾濱150040；2．教育部生物質(zhì)材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，哈爾濱150040)摘要：為提高鐵元素的累積釋放率，以丙烯酸單體接枝無定形高分子堿木質(zhì)素制備了具有保水、緩釋功能的聚丙烯酸接枝堿木質(zhì)素基鐵肥(簡寫，ALS．G．P(AA)鐵肥)?？疾炝吮┧嶂泻投?、

2、引發(fā)劑用量、交聯(lián)劑用量、溫度、堿木質(zhì)素接枝率等因素對ALS．G．P(AA)鐵肥吸水倍率的影響，研究了ALS—G．P(AA)鐵肥在水中的Fe離子的緩釋行為。結(jié)果表明：最佳制各條件為丙烯酸中和度60％、引發(fā)劑用量O．06g、交聯(lián)劑用量O．03g、溫度為60。C、堿木質(zhì)素接枝率為25％；該產(chǎn)物鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7．74mg售吸水倍率可達(dá)1017g儋。吸水飽和的ALS．G．P(AA)鐵肥的肥效期為22d，其在水中鐵元素累積溶出特征符合一元二次方程模型，鐵元素釋放曲線呈“S”形。該研究為高效施用鐵肥和堿木質(zhì)素在農(nóng)業(yè)可降解緩／控釋載體領(lǐng)域的應(yīng)用提供了參考，并有望進(jìn)一步拓展。關(guān)鍵詞：鐵，聚

3、合，木質(zhì)素，聚丙烯酸，接枝，緩釋doi：10．3969巧．issn．1002—6819．2012．18．030中圖分類號(hào)：S143．5；S147．5；TQ351文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1002—6819(2012)一18—0208—07馬艷麗，王儒儒，方桂珍，等．聚丙烯酸接枝堿木質(zhì)素基鐵肥的制備及其緩釋性能[J]．農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2012，28(18)：208—214．MaYanli，WangRuru，F(xiàn)angGuizhen，eta1．Preparationandreleaseperformanceofpolyacrylicacidgraftedalkalilignin—

4、basedironfertilizer[J]．TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering(TransactionsoftheCSAE)，2012，28(18)：208--214．(inChinesewithEnglishabstracOO引言近年來農(nóng)藥及作物的緩釋研究領(lǐng)域，控釋體的無毒、安全性以及對溫度、pH值的環(huán)境影響的研究倍受關(guān)注11。5l?？蒯尫实尼尫徘€有3種：第1種是Higuchi型，這種膜通常厚度較薄或材料性能差，前期釋放速度快，后期釋放很慢，例如聚丙烯鐵肥的緩釋；第1種為勻速釋放，溫度恒

5、定的前提下，每天釋放基本完全一樣，這種包衣材料膜沒有膨脹性，微孔或孔隙的大小是恒定的；第3種是“S”的釋放曲線，通常這種肥料前期釋放很慢，后期釋放加快。植物生長最喜歡的養(yǎng)分釋放曲線，前期植物苗期時(shí)，對養(yǎng)分需求少，隨著生長的加快，對養(yǎng)分的需求隨之加快，因此，S型的釋放曲線是非常理想的曲線州。目前通用的聚丙烯酸樹脂具有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和親水基團(tuán)，無毒【7J、保水性好18J且具有緩／控釋功能[9l。但因其吸水膨脹倍數(shù)較高，其凝膠結(jié)構(gòu)水通道空腔收稿日期：2012．01．31修訂日期：2012—07—15基金項(xiàng)目：國家林業(yè)局公益項(xiàng)目(200904072)；黑龍江省重點(diǎn)項(xiàng)目(GB06850

6、1—3)；中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金(DL09BB30)作者簡介：馬艷麗(1979一)，女，講師，博士，主要從事木材化學(xué)、生物質(zhì)復(fù)合材料研究。哈爾濱東北林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，150040。Email：myl219@126．com?！ㄐ抛髡撸悍焦鹫?1954一)，女，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事木材化學(xué)、生物質(zhì)復(fù)合材料研究。哈爾濱東北林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，150040。尺寸大導(dǎo)致肥料的緩釋釋放期相對較短，影響其發(fā)對肥料的緩釋效果¨川。木質(zhì)素?zé)o毒、可再生?1且來源豐富【12】，其苯基丙烷結(jié)構(gòu)單元通過碳碳鍵、醚鍵連接具有較多疏水基團(tuán)的可降解【l3J天然高分子。

7、將木質(zhì)素引入到水凝膠中，可以提高水凝膠的強(qiáng)度。木質(zhì)素本身具有一定的生物相容性，故它的加入不會(huì)影響水凝膠的生物相容性。由于木質(zhì)素含有酚羥基和羧基等基團(tuán)，可形成配位結(jié)構(gòu)，故在水凝膠中引入木質(zhì)素對其吸附離子十分有利【l¨7l。因此，該研究以過硫酸銨為堿木質(zhì)素和丙烯酸接枝反應(yīng)的引發(fā)劑【18。19】，通過溶液聚合的方式制備了可生物降解的膨脹型ALS—G—P(AA)鐵肥。采用具有無定形結(jié)構(gòu)的堿木質(zhì)素做為嵌段與丙烯酸單體共聚，目的是改變聚丙烯酸結(jié)構(gòu)中封閉空腔的結(jié)構(gòu)，以無定形結(jié)構(gòu)搭建的緩釋通道，提高鐵元素的累積釋放率；并將聚丙烯酸對鐵的Higuchi緩釋