聚乙烯包膜肥料控釋膜層結構特征研究

摘要： 【目的】包膜肥料控釋膜層結構和孔隙性質直接影響其養(yǎng)分釋放速率。研究包膜肥料膜層結構特征,可以明確膜層結構參數與養(yǎng)分釋放速率的關系,揭示包膜肥料控釋機制,為建立養(yǎng)分釋放數理模型提供理論依據。【方法】以聚乙烯包膜肥料控釋膜層作為研究對象,量化研究了聚乙烯噴涂控釋膜層的結構特征參數。利用掃描電鏡,觀測了在不同放大倍數下,采用噴涂工藝制備的聚乙烯包膜肥料膜層的外表層、橫斷面和內表層特征;以壓汞儀測定了膜上孔隙的大小和分布;采用泡點法研究了大孔隙的最大孔徑。【結果】不同放大倍數下的掃描電鏡觀測結果表明,噴涂法制備的包膜肥料控釋膜層外表面整體上光滑、平整、均勻、疏松,但局部存在少量孔隙,孔徑主要分布在1000～50 nm的范圍內;在放大倍數很高的情況下,整體上膜層無細微孔隙結構?？蒯屇雍穸燃s為60～100μm,斷面形貌疏松無孔。膜層內表面粗糙,高低起伏不平、犬牙交錯。膜殼材料堆密度為0.4～0.8 g/mL,低于聚乙烯密度,屬于疏松結構。孔隙結構分析結果表明,聚乙烯控釋膜層的中值孔徑為4.5～5.3 nm,與對比的聚乙烯薄膜基本一致,說明兩種膜分子鏈間的細微結構沒有差異;但是聚乙烯控釋膜層中存在占比18%的直徑約為1000～50 nm的較大孔,孔徑小于10 nm的間隙占82%,進一步說明占比少的大孔影響控釋膜層釋放性能。噴涂控釋膜層總孔體積在0.4686～1.2260 mL/g,平均孔徑在25.1～86.8 nm范圍內,孔隙率為33.0%～50.6%,顯著高于拉伸工藝制備的聚乙烯薄膜。釋放期在1～6個月的包膜控釋肥料,最大孔徑在990～480 nm的范圍,隨包膜肥料釋放期的增加,膜孔直徑逐步減小,說明包膜控釋肥料養(yǎng)分釋放速率與其最大孔徑存在內在聯系。【結論】綜合3種方法的測定結果,聚乙烯控釋膜層可以看作是膜層均勻致密且局部有孔隙,膜殼直徑3 mm,膜層厚度約為50μm,最大孔徑為1μm,平均孔徑為50 nm的密閉球形殼體。最大孔是水分和養(yǎng)分進出膜層的主要通道,決定了包膜肥料養(yǎng)分釋放速率的快慢。 （共12頁）