机械活化乙酰化淀粉用作尿素缓释膜的研究

[目的]研究机械活化乙酰化淀粉用作尿素缓释膜，为在农业上应用机械活化乙酰化淀粉制作尿素缓释膜提供技术依据。[方法]采用浇铸法制备乙酰化淀粉膜，研究了取代度、铸膜液溶剂种类、铸膜液浓度和铸膜液温度对膜性能的影响。以淋溶法对包膜尿素释放特性进行评价。[结果]机械活化木薯乙酰化淀粉成膜性能好，工艺简单，操作简便；包膜尿素淋溶9次后尿素总溶出率为57．73％，比普通尿素的尿素总溶出率降低39．45％。[结论]用机械活化乙酰化淀粉包膜尿素后，对尿素态氮有释放有明显的缓释放作用。     

尿素缓释膜材料——机械活化醋酸酯淀粉的制备及其膜性能

为了有效提高淀粉基质尿素缓释膜的性能,对机械活化1.0 h的木薯淀粉(MAS)进行酯化改性,制备了机械活化醋酸酯淀粉(MASA)、机械活化醋酸酯淀粉/聚乙烯醇的生物降解塑料膜(MASA/PVA)及MASA/PVA包膜尿素。用傅立叶红外光谱仪(FTIR)、扫描电镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)分别对MASA的结构、形貌、热稳定性等进行测试,并与用不同取代度制备的原木薯醋酸酯淀粉/聚乙烯醇生物降解塑料膜(SA/PVA)进行比较。结果表明,机械活化淀粉经酯化改性后,结构和形貌都有很大的改变,热性能提高;MASA/PVA的性能均比SA/PVA好,以机械活化醋酸酯淀粉(取代度为0.2)原料制备的MASA/PVA浸水前的拉伸强度为3.23 MPa,断裂伸长率206.68%,24 h吸水率为115.96%,在20 d内生物降解率为36.46%。MASA/PVA包膜尿素淋溶9次后尿素总溶出率为45.69%,比SA/PVA包膜尿素降低18.12%,比普通尿素降低51.49%。用MASA/PVA包膜尿素对尿素态氮有明显的缓释作用。     

几种聚合材料包膜尿素的研制及评价方法研究

为研究尿素养分释放特性,以有机物质(淀粉A/聚乙烯醇V)为基底材料,无机非金属矿物(硅藻土G/膨润土P/沸石粉F)为改性材料制备复合材料并包膜尿素,测定了包膜尿素的成粒率及抗压强度,采用水中溶出率法与土壤培养法探讨了包膜肥料养分的释放规律,并对两种方法的测定结果进行比较。研究结果表明:包膜尿素各粒径颗粒成粒率差异显著,3种包膜尿素中粒径3~4 mm颗粒成粒效果最好,均在60%左右,成粒效果及抗压强度均表现为AVGUAVPUAVFU,说明粘结性能表现为AVGAVPAVF。包膜肥料在水、土两介质中的养分释放率与释放期均有所不同,AVFU在水中的初期溶出率高达30%,7 d累积释放率高达75.02%,释放期仅约为11 d;AVGU与AVPU氮素释放缓释性能显著,其初期溶出率仅为12%~15%,7 d累积释放率为42.24%~58.36%,释放期约为36~44 d;而在相同培养时间内土壤中养分溶出率仅为水中的26%~57%,但释放期增长到了42~112 d。在聚乙烯醇-淀粉聚合物的基础上添加改性剂能够对膜材料的耐水性能以及缓释效果有不同程度的优化,膜材料的吸水特性很好地保证肥料养分的缓慢释放,更好地为植物的生长提供养分。     

潲水油醇解制备固液反应型包膜控释肥膜材的方法及膜控释性能

探讨以潲水油为主要原料制备包膜缓/控释肥膜材的工艺方法,并采用固液反应包膜工艺制备了6种包膜尿素,通过水浸泡法对包膜尿素的氮素控释性能进行了研究。结果表明:潲水油精制以添加浓硫酸2.6%、水40%和6次水洗可获得较高的回收率,比采用磷酸精制经济;醇解工艺中潲水油与多羟基化合物物质的量比为1.0∶0.7~1.0∶0.9时可获得适宜粘度和羟值的醇解产物;醇解潲水油与多聚异氰酸酯不同配比的膜材预聚体与膨润土制得的膜对尿素饱和溶液中尿素透过量测定结果显示,膜的通透性随膜材预聚体中醇解潲水油比例的增加而增大;分别采用2种不同羟值醇解潲水油与多聚异氰酸酯按质量比2.0∶1.0、2.5∶1.0和3.0∶1.0配制膜材预聚体制备的6种包膜尿素水中溶出率试验结果表明,6种包膜尿素均具有良好的控释效果,养分水中24 h溶出率为8.9%~11.1%,7 d累计溶出率为35.7%~42.1%。     

甲醛交联淀粉尿素缓释化肥的制备

以交联玉米淀粉为包膜材料,制备出可生物降解的尿素缓释化肥,并对制备工艺进行了优化。采用粒度为1 mm的玉米颗粒3 g与9 g尿素混合均匀,135℃糊化,加入8 m L甲醛溶液,调节p H至8.5~9.0,将反应体系加热至75~80℃,保温90 min;降温至65℃,调节p H至3.0~3.5,继续反应45~60 min。缓释化肥样品通过在水中1 d及7 d尿素释放试验,7 d土壤中尿素释放试验测定了其缓释性能,结果表明,在优化的试验条件下其尿素溶出率分别可以达到13.3%、20.4%和14.2%,缓释性能较好。     

新型氧化羟丙基醋酸酯淀粉的制备及其膜性能测定

【目的】探究新型氧化羟丙基醋酸酯淀粉的制备及膜成型最佳工艺条件,测定膜的性能,为研发淀粉胶囊提供参考依据。【方法】选用木薯淀粉改性的氧化羟丙基淀粉和醋酸酐为原料,通过改变氧化羟丙基淀粉与醋酸酐的比例（10∶1.5、10∶2.0和10∶4.0）,制备新型氧化羟丙基醋酸酯淀粉。以氧化羟丙基醋酸酯淀粉为原料,甘油和山梨醇混合物为增塑剂,结冷胶为增强剂,用流延法制备成薄膜。通过红外吸收光谱法、X-射线、扫描电镜法、黏度测定仪和热重等对酯化淀粉进行物相鉴定,同时测定膜的抗拉强度、吸水性、疏水性和外观形态等性能。【结果】制备3种新型氧化羟丙基醋酸酯淀粉,取代度分别为0.100、0.142和0.152,并对其进行结构表征,红外吸收光谱分析结果显示,氧化羟丙基淀粉与醋酸酐发生酯化反应,取代度低,淀粉的空间结构更疏松。黏度分析结果显示氧化羟丙基淀粉的黏度最高,3种酯化后的淀粉黏度均较氧化羟丙基淀粉黏度低,取代度越高的淀黏度反而越小。电镜扫描分析结果显示,酯化反应仅发生在淀粉颗粒表面,并未对淀粉颗粒的内部结构造成破坏,且随着酯化量的减少,淀粉的空间结构越疏松。热重曲线分析结果显示,随着温度的升高,氧化羟丙基淀粉和酯化淀粉的质量变化有所不同。综上所述,氧化羟丙基淀粉的羟基被羰基取代,形成新型羟丙基淀粉醋酸酯淀粉并对其进行铺膜,测定并比较膜的性能从而筛选出性能最好的酯化淀粉膜,即氧化羟丙基淀粉与醋酸酐比例为10∶4.0时,淀粉膜的性能最佳,此时断裂伸长率为20.3%,吸水率为17.5%,最大接触角为88.6°。【结论】氧化羟丙基淀粉与醋酸酐比例为10∶4.0时,所得氧化羟丙基醋酸酯淀粉膜性能最佳（机械强度、吸水性和疏水性等均有所改善）,有望用于淀粉胶囊的制备。     

玉米淀粉基缓释膜的制备及表征

[目的]研究玉米淀粉基缓释膜的制备条件及特征。[方法]以玉米淀粉与聚乙烯醇为原料,在交联剂的作用下,制得包膜料液,用此料液给尿素涂膜,制得包膜尿素。通过红外光谱对膜的结构进行表征和分析,研究改性淀粉膜的形成条件和影响因素。[结果]制备玉米淀粉基缓释膜的最佳反应条件是淀粉和PVA的质量比为1∶1,PVA的含量为15%,吐温0.2 ml,尿素0.5 g,丙三醇1.5 g,甲醛2ml,硼砂0.2 g,引发剂用量0.5%,反应30 min,反应温度控制在80℃。[结论]制备得到的包膜材料具有成本低、可生物降解、无环境污染等特点。     

高吸水性树脂包膜尿素的结构特征及养分控/缓释性能

 【目的】研究高吸水性树脂包膜尿素的结构特征及养分控/缓释性能。【方法】以不同类型和吸水倍率的高吸水性树脂为包膜材料，以大颗粒尿素和改性矿物包膜尿素为原料肥料，研制出高吸水性树脂单层包膜尿素、高吸水性树脂复式包膜尿素系列产品，利用电子扫描电镜研究了其结构特征，并以水中溶出率法和模拟土柱淋溶法研究其养分释放特性。【结果】高吸水性树脂包膜尿素水中24 h氮素溶出率在18.22%～83.87%之间，土壤中4周氮素累积淋出率在40.91%～65.38%之间，较尿素降低5.21%～40.68%。控/缓释性能与高吸水性树脂的类型、吸水倍率及用量有关。聚丙烯酰胺型高吸水性树脂包膜尿素控/缓释效果好于交联聚丙烯酸盐型高吸水性树脂包膜尿素。随着高吸水性树脂用量的增加，高吸水性树脂包膜尿素的水中溶出率和土壤淋出率均明显下降；扫描电镜图显示高吸水性树脂复式包膜尿素的包膜效果明显优于高吸水性树脂单层包膜尿素，其控/缓释效果还与内膜材料有关。高吸水性树脂包膜尿素的内外膜均是由大小不一形状不规则的包膜材料微粒无序紧密堆积，并由胶粘剂填充空隙胶联而成，包膜叠层间和叠层内有微小孔隙,它们是尿素溶出的通道。【结论】高吸水性树脂包膜尿素兼具吸水、保水和养分控/缓释性能，是具有较好开发和应用前景的保水型控/缓释肥料。     

包衣工艺对乙基纤维素包膜尿素的影响

为探究乙基纤维素包膜尿素的优化制备条件,以乙基纤维素(EC)为原料,无水乙醇为溶剂,采用包衣锅法制备EC包膜尿素颗粒,并以尿素包埋率为指标探讨包衣锅转速、喷液方式、包衣锅片床温度、雾化压力等因素对样品制备的影响,再利用水溶试验和土柱淋溶试验检测其在不同包衣工艺条件下的缓释性能。结果表明,制备包膜量为10%的EC包膜尿素颗粒的最佳工艺条件为包衣锅转速700 r/min、喷枪从底部斜向上喷液、包衣锅片床温度70℃,雾化压力0.8 MPa,在此条件下制备的EC包膜尿素颗粒的尿素最大包埋率为93.66%。     

造纸黑液木质素对尿素氮在土壤中转化与生物利用的影响

利用造纸黑液木质素对尿素进行包膜处理，制成3种不同包膜厚度的缓释尿素(LCU)，通过土壤淋溶试验和盆栽试验研究了木质素包膜尿素氮素释放规律和生物利用效果，结果表明：木质素也膜尿素具有不同程度的缓释性能，木质素包膜尿素中氮素累积溶出速率比普通尿素低12％；施用木质素包膜尿素的玉米生物量均大于普通尿素，尿素氮素利用率平均提高了7.8％．木质素对尿素氮转化影响除了物理控释作用外、其降解产物还具有一定的硝化抑制作用，能减少氮素的淋失和对环境的污染．     

机械活化玉米淀粉免液化快速糖化的研究

[目的]对机械活化玉米淀粉进行酶解研究,探讨机械活化对淀粉免液化快速糖化的影响规律。[方法]采用搅拌球磨机对玉米淀粉进行机械活化,以不同活化时间的玉米淀粉为原料,以糖化酶为糖化试剂,分别考察机械活化时间、糊化温度、反应时间、淀粉酶用量、pH、反应温度等因素对糖化DE值的影响。[结果]机械活化淀粉水解DE值明显比原淀粉高,淀粉经机械活化后对糊化温度、反应温度的依赖性降低。说明机械活化能有效破坏淀粉紧密的颗粒表面和结晶结构,降低结晶度,提高糖化酶水解的反应活性,加快酶解速度,缩短酶解时间。[结论]淀粉经机械活化处理后甚至可不经糊化直接进行酶水解,从而实现淀粉的免液化快速糖化。     

偶联剂KH-570对多孔淀粉黄原酸酯/NRL复合胶膜性能的影响

采用直接铺膜法将多孔淀粉黄原酸酯经偶联剂KH-570改性处理后与天然胶乳复合,制备复合胶膜,考察KH-570对复合胶膜性能的影响。结果表明:加入偶联剂后,复合胶膜的热稳定性和耐溶剂性得到提高,耐水性降低,玻璃化转变温度(Tg)变化不大。经KH570改性后,复合胶膜的定伸应力、撕裂强度和拉伸强度均得到提高,偶联剂的用量为多孔淀粉黄原酸酯的3%时,复合胶膜的综合力学性能最佳。     

交联多孔淀粉/天然胶乳复合胶膜的研究

采用直接铺膜法制备交联多孔淀粉/天然胶乳复合胶膜,并对复合胶膜的结构及性能进行了研究,结果表明:多孔淀粉经交联改性处理后,颗粒表面的粗糙度增加,比表面积增大;复合胶膜的拉伸强度和撕裂强度均随着交联多孔淀粉用量的增加先升后降;交联多孔淀粉的用量为10%时,复合胶膜的力学性能最优;与纯天然胶乳胶膜相比,添加交联多孔淀粉的复合胶膜的玻璃化转变温度(Tg)升高,热稳定性及耐溶剂性能提高,但耐水性能降低。     

魔芋飞粉/淀粉/PVA共混膜的制备及膜特性研究

研究魔芋飞粉、淀粉与聚乙烯醇(PVA)共混的膜制备条件和膜性能。以魔芋飞粉、淀粉、PVA为主要原料,以甘油为增塑剂,通过流延成膜法制备魔芋飞粉/淀粉共混薄膜,以耐水性和力学性能优化飞粉/淀粉/的配比、PVA的浓度、用量,并从共混膜的相容性和热稳定性角度进行表征来研究共混机理。共混膜的最佳飞粉/淀粉配比为1∶3,PVA最佳用量为6%50 m L每5克飞粉/淀粉,此时吸水倍数为0.78 g/g,穿刺力为100.85 N。PVA用量越大,膜耐水性和机械强度越大,但相容性越差;飞粉的添加量越大耐水性稍有下降,但机械强度明显上升。共混膜全反射红外光谱中出现3 700~3 000 cm-1的峰变窄、2 927.7、2 850.4、1 574.6和1 545.5 cm~(-1)出现强烈的尖锐峰、1 400~800 cm~(-1)处峰强减弱,可能葡甘聚糖与淀粉大分子间形成物理键合作用;飞粉淀粉共混膜的横截面微形貌呈现均匀的网络结构,全淀粉或全飞粉出现分层和断层的不均一现象。飞粉与淀粉有较好的相容性,添加适量PVA共混后可制备耐水性和机械性能良好的共混膜。     

有机碱催化制备马来酸单淀粉酯的研究

[目的]以木薯淀粉为原料制备马来酸单淀粉酯。[方法]将木薯淀粉经乙醇活化之后,以马来酸酐为酯化剂,丙酮为反应溶剂,吡啶为催化剂,采用单因素试验法优化马来酸单淀粉酯的制备条件。[结果]制备马来酸单淀粉酯的最佳工艺条件：活化淀粉用量为1 g,反应温度为50℃,活化淀粉和酸酐的摩尔比为1∶3,吡啶用量为1 ml,反应时间为7 h。[结论]采用最佳的制备条件,制得取代度为0.332的马来酸单淀粉酯。     

改性淀粉/聚乙烯醇复合膜的制备与性能研究

[目的]探索改性淀粉/聚乙烯醇(PVA)复合膜的制备与性能。[方法]以玉米淀粉为原料,通过机械力与柠檬酸、甘油的双改性制备成双改性热塑性玉米淀粉,利用双改性热塑性玉米淀粉与PVA复合成膜,制备成可生物降解的塑料薄膜,并通过X射线衍射(XRD)和差示扫描量热(DSC)对复合膜的结晶性和热稳定性进行研究。[结果]与原淀粉/PVA复合膜以及单改性淀粉/PVA复合膜相比,双改性淀粉/PVA复合膜的结晶度有所降低,其相容性、力学性能、耐水性和热稳定性均有明显提高。室外土壤掩埋30 d后取代度为0.26的双改性热塑性淀粉/PVA复合膜的降解率约为43%,属于环境友好型材料,可用作可生物降解塑料膜。[结论]该材料的制备具有制造工艺简单、能耗低等优点。     

木薯淀粉补强天然胶乳的研究

[目的]研究木薯淀粉用于补强天然胶乳的可行性。[方法]将木薯淀粉糊化后加入天然胶乳中,对天然胶乳进行补强,考察淀粉用量及偶联剂KH-551用量对天然胶乳胶体性质及硫化胶膜物理机械性能的影响。[结果]经KH-551处理后的木薯淀粉对天然胶乳有明显的补强作用,天然胶乳硫化胶膜的物理机械性能得到显著提高,同时对天然胶乳的胶体性质影响不大。[结论]采用廉价的木薯淀粉进行天然胶乳的补强,为该工艺的广泛应用奠定了基础。     

魔芋飞粉/淀粉基共混膜的制备及性能研究

以魔芋(Amorphophallus rivieri)飞粉、淀粉为主要原料,以甘油为增塑剂,通过流延成膜法制备淀粉/飞粉共混薄膜,以耐水性和力学性能优化飞粉/淀粉的质量比,并从共混膜的相容性和热稳定性角度进行表征,研究魔芋飞粉共混膜的制备条件和膜性能。结果表明,共混膜的最佳飞粉/淀粉质量比为1∶3,此时吸水倍数为0.20 g/g,断裂强度为475.68 N,断裂伸长率为8.85 mm。红外和扫描电镜结果表明,具有网状结构的葡甘聚糖提高了膜的相容性和均匀度,膜的断裂强度和拉伸性增强;纯淀粉膜、交联淀粉膜和共混膜热失重为三阶段式,最终质量损伤率分别为82.91%、93.21%和80.27%;第一、二阶段峰温分别为87、303℃,75、309℃和83、282℃。与纯淀粉膜相比,飞粉淀粉共混膜相容性有所改善,并且更易热降解。