有机硅缓释肥料包膜材料的制备及性能研究

以制备具有低成本、高缓释性能、可生物降解、无环境污染等特点的包膜材料为目标,解决淀粉材料的耐水性差问题,采用玉米淀粉为原料,γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷为改性剂,制备有机硅改性淀粉,并与明胶、聚乙烯醇和甲醛进行交联反应,制备了一种含有机硅缓释肥料包膜材料,分析了有机硅含量、交联剂甲醛用量、增塑剂甘油用量等各种因素对膜的抗张强度、断裂伸长率、耐水性和缓释性等性能的影响。结果表明:由有机硅改性的包膜材料的吸水率为224.92%,拉伸强度为38.27 MPa,断裂伸长率为44.28%,缓释性能好,作为缓释肥料包膜材料具有潜在应用价值。     

有机硅缓释肥料包膜材料的制备及性能研究

以制备具有低成本、高缓释性能、可生物降解、无环境污染等特点的包膜材料为目标,解决淀粉材料的耐水性差问题,采用玉米淀粉为原料,γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷为改性剂,制备有机硅改性淀粉,并与明胶、聚乙烯醇和甲醛进行交联反应,制备了一种含有机硅缓释肥料包膜材料,分析了有机硅含量、交联剂甲醛用量、增塑剂甘油用量等各种因素对膜的抗张强度、断裂伸长率、耐水性和缓释性等性能的影响。结果表明:由有机硅改性的包膜材料的吸水率为224.92%,拉伸强度为38.27 MPa,断裂伸长率为44.28%,缓释性能好,作为缓释肥料包膜材料具有潜在应用价值。     

增塑剂浓度和干燥温度对大豆蛋白膜阻油性能与机械性能的影响

[目的]研究增塑剂的浓度、干燥温度对大豆蛋白膜性能的影响,以提高膜的阻油性能与机械性能。[方法]以大豆分离蛋白为成膜材料,通过改变增塑剂浓度（1%、2%、3%）以及干燥温度（50℃、60℃、70℃）,测定透油系数、抗拉强度和断裂伸长率,分析增塑剂浓度、干燥温度对膜机械性能和阻油性能的影响。[结果]增加增塑剂用量可提高膜的断裂伸长率、降低膜的抗拉强度,但是对阻油性能影响不明显,适宜的增塑剂浓度为2%;对膜液进行热处理,可以提高其抗拉强度和断裂伸长率,但会造成透油系数增加,适宜的成膜温度为60℃。[结论]该研究改进了大豆蛋白膜的阻油性能与机械性能。     

三赞胶-乙基纤维素基包膜缓释肥的制备及特性研究

为将具有生物安全性的三赞胶引至农业领域中,在三赞胶中添加三偏磷酸钠,优化三赞胶性能,并对三赞胶进行流变学、物性及微观表征分析,以此为基础配合乙基纤维素,制备一种三赞胶-乙基纤维素双层包膜缓释肥,并以静水浸提法和土壤淋溶法验证肥料的缓释特性。确定在三赞胶中添加三偏磷酸钠的比例为10∶1,该添加比例的三赞胶溶液粘度提高7.5%,并且所制备的薄膜拉伸强度降低32.6%,断裂伸长率提高110.8%,分析表明三偏磷酸钠与三赞胶之间可能形成交联结构。三赞胶-乙基纤维素包膜肥的初期浸提释放率为10.9%,并且与未包膜相比,双层包膜肥的土壤模拟淋溶释放率分别降低45.72%(N)、72.40%(P)和76.97%(K)。结果表明,这种双层包膜肥可以有效降低肥料的营养释放速度,为肥料提供保护与缓释效果,并在一定程度上降低乙基纤维素包膜肥的生产成本及环境影响。三赞胶-乙基纤维素双层包膜缓释肥的成功制备,为缓释肥的生产提供新材料,表明三赞胶在农业领域中可能具有广阔的应用前景。     

生物炭基肥离散元模型参数标定与试验

生物炭基肥料是近年来新兴的一种农业投入品，然而生物炭基肥料还田施用的机械化程度尚属较低水平。为促进生物炭基肥料机械化还田的理论和实践发展，寻求最优生物炭基肥离散元模型接触参数组合，指导生物炭及炭基肥料还田机械的设计和试制，提出了一种真实试验与仿真试验结合的方法，对生物炭基肥颗粒数学模型开展研究，验证数值方法的适用性和准确性。以生物炭颗粒堆积角的实际测量值为目标值，通过物料特性研究了创建法向力、切向力和附着力接触模型，利用离散元仿真软件ESSS Rocky DEM对生物炭基肥颗粒离散元参数进行标定，设计Placket-Burman试验获取对堆积角有显著影响的参数，通过最陡爬坡试验得到显著因素参数区间，最后通过Box-Behnken试验优化参数组合。结果表明：生物炭基肥料颗粒粒径占比2mm为35%,3 mm颗粒占比为42%,4 mm颗粒占比为23%，颗粒平均含水率为5%，测得炭颗粒堆积角实际值为23.65°；对炭基肥颗粒接触参数有显著影响的因素为炭—炭滚动摩擦系数、炭颗粒表面能JKR以及炭—钢滚动摩擦系数，最优化参数组合为炭—炭滚动摩擦系数0.36、炭颗粒表面能0.30、炭-钢滚动摩擦系数...     

蓝莓可食性膜机械性能优化及对冰藏三文鱼品质的影响

为优化蓝莓可食性膜的机械性能,本文以抗拉强度与断裂伸长率为指标评价膜性能,采用(果胶、壳聚糖、蓝莓提取物、甘油)四因素三水平正交试验法进行试验。将优化后的蓝莓可食性膜对三文鱼进行包裹处理,通过感官评定、物理指标(硬度)、化学指标(K值)、微生物指标(菌落总数)的测定,综合评价蓝莓可食性膜对冰藏三文鱼的保鲜效果。结果表明:制备蓝莓可食性膜的最优配比为果胶1.25%,壳聚糖0.75%,蓝莓提取物1.00%,甘油1.75%;包膜组的品质显著(P0.05)优于对照组,延长6 d货架期。     

淀粉/聚乙烯醇共聚物包膜材料降解过程中粘均分子量的测定

高分子聚合物包膜材料降解过程就是主链上化学键的断裂并形成低相对分子质量碎片的过程,采用乌氏粘度计法测定淀粉/聚乙烯醇肥料包膜材料的降解程度。结果表明,膜材料降解40d后粘均分子量从61907降至54036,分子损失率为12.7%;对膜材分子损失率与失重率做相关性分析可知,相关性方程y=2.9144x-0.1471,相关系数R=0.9961>0.990,膜材的分子损失率与膜材的失重率呈极显著相关。     

丙三醇对大豆生物解离纤维素可食性膜特性的影响

大豆生物解离纤维素是生物解离技术提取大豆油脂过程中产生的不溶性纤维素,合理利用该纤维素有利于生物解离技术推广。试验以大豆生物解离纤维素为基材,添加丙三醇后利用延流法制备可食性膜,测定不同丙三醇添加量下可食性膜拉伸强度、断裂伸长率、水蒸气透过率、玻璃化转变温度、颜色及亮度、水溶性。结果表明,丙三醇对可食性膜多种特性产生影响。丙三醇添加量增加,可食性膜断裂伸长率、水蒸气通过率、亮度及水溶性升高,拉伸强度及玻璃化转变温度降低。利用扫描电子显微镜观察可食性膜表面微观结构发现,添加丙三醇可提高可食性膜表面致密性与均一性;红外吸收光谱测定结果表明,丙三醇与大豆生物解离纤维素间产生氢键作用,在成膜过程中破坏纤维素分子间酯键,削弱纤维素分子间作用力。研究为大豆生物解离纤维素可食性膜的生产提供理论依据。     

生物炭基肥对衰弱杨梅树果实品质的改良作用

为探讨生物炭基肥对衰弱杨梅果树果实品质的改良作用,以东魁、荸荠种、早炭梅8801等3个杨梅品种的衰弱植株为试验材料,以常规施肥处理为对照(CK),设置生物炭基肥2.5kg·株-1·年-1 (L1)、5.0kg·株-1·年-1 (L2)、10.0kg·株-1·年-1 (L3)3个处理,研究生物炭基肥不同用量对东魁、荸荠种、早炭梅8801等3个品种杨梅衰弱植株的果实大小(果实纵横径)、单果质量、果实色泽、可溶性固形物含量及Vc含量的影响。结果表明:施用生物炭基肥对衰弱杨梅树果实品质的影响不同,各品质指标差异与杨梅不同品种、生物炭基肥施用量有关。与CK相比,施用生物炭基肥10.0kg·株-1·年-1,东魁杨梅树果实Vc含量显著升高,增幅达23.3%;荸荠种杨梅树单果质量、可溶性固形物和Vc含量分别比CK增加19.93%、7.76%和10.56%;而早炭梅8801杨梅树施用生物炭基肥5.0kg·株-1·年-1,单果重比CK增幅达16.06%。综上说明生物炭基肥对衰弱杨梅树果实品质有一定的改良作用,建议生产上适度推广。     

大豆分离蛋白/壳聚糖可食膜的制备及其性能的研究

采用大豆分离蛋白和壳聚糖为成膜基材,制备出可食膜,研究成膜材料配比（SPI∶CS）、甘油添加量、pH和干燥温度对膜性能的影响。研究表明,随着SPI∶CS的减小,膜的抗拉强度逐渐增大,断裂伸长率先增大后减小,WVP先减小后增大,大豆分离蛋白和壳聚糖最佳配比为3∶3;随着甘油添加量的增大,膜的抗拉强度逐渐减小,断裂伸长率逐渐增大,WVP先减小后增大,甘油最佳添加量为2.0%;随着pH的增大,膜的抗拉强度先增大后减小,断裂伸长率逐渐增大,WVP变化不显著,膜液最佳pH为3;随着干燥温度的升高,膜的抗拉强度和断裂伸长率逐渐减小,WVP逐渐增大,最佳干燥温度为60℃。     

微波处理对葡甘聚糖/壳聚糖复合膜性能的影响

探讨了微波处理条件对葡甘聚糖/壳聚糖复合膜的拉伸强度、断裂伸长率、吸湿量、透湿系数和透光率的影响.结果表明,123 W/g辐照功率的处理使水蒸气透过系数、透氧气系数下降,抗拉强度、断裂伸长率增大;而246W/g和375W/g辐射功率的处理使抗拉强度、水蒸气透过系数、氧气透过系数下降,断裂伸长率增大;微波处理使透光率略有下降,但影响不显著.结论:微波对葡甘聚糖/壳聚糖复合膜的性能具有显著影响.     

壳聚糖基褐藻多酚可食膜的制备工艺优化

[目的]优化壳聚糖基褐藻多酚可食膜的制备工艺,为可食性包装膜的开发和应用提供参考依据.[方法]以壳聚糖和羧甲基纤维素钠(CMC)为成膜基础材料,采用流延法制备可食膜,以抗拉强度、断裂伸长率和水蒸气透过率为考察指标,通过多指标综合评分结合正交试验的方法确定壳聚糖基褐藻多酚可食膜的最佳制备工艺,并对可食膜进行性能表征.[结果]各因素对壳聚糖基褐藻多酚可食膜物理性能的影响排序为壳聚糖浓度>甘油浓度>CMC浓度>褐藻多酚浓度,其中壳聚糖浓度和甘油浓度对可食膜的物理性能影响显著(P<0.05).优化后的可食膜制备工艺条件为:壳聚糖浓度1.5%、甘油浓度1.0%、褐藻多酚浓度0.4%、CMC浓度2.0%,在此条件下制得的可食膜物理性能较好,其平均拉伸强度为24.78 MPa,断裂伸长率为36.94%,水蒸气透过率为0.445 g·mm/(m2·h·kPa),综合评分69.06分.复合膜各组分间相容性较好,膜表面平整致密.[结论]优化工艺制得的壳聚糖基褐藻多酚可食膜具有良好的成膜性能和微观结构,为研发新型可食性包装膜提供了新思路.     

用于防沙治沙的竹纤维基液体地膜的研制

[目的]为防沙治沙提供技术支持。[方法]利用天然竹纤维为原料,先通过羧甲基改性制备羧甲基纤维素（CMC）,并进一步制备竹纤维基液体地膜,考察CMC用量对膜性能的影响。[结果]随着CMC用量的增加,地膜溶液的粘度逐渐增大,膜的拉伸强度、断裂伸长率和透光率呈先增加后降低趋势,而吸水率则先减小后增加。当CMC用量为5 g/100 ml H2O时,膜的拉伸强度、断裂伸长率和透光率最大,而吸水率最小。30 d后,沙粒表面的竹纤维基液体地膜大量降解,而沙粒硬化成块。红外分析结果表明,CMC与玉米淀粉（ST）或PVA大分子之间发生了交联作用,形成了互穿网络结构。[结论]该研究成功研制了竹纤维基液体地膜,该地膜具有良好的降解和防沙治沙效果。     

木粉改性对木粉-橡胶复合材料界面结合性能的影响

将杨木木材加工中剩余的边角料及木材加工利用不了的枝丫材加工成木粉,对杨木粉进行热处理、碱处理、偶联剂KH550改性处理后,与轮胎橡胶复合制备木粉-橡胶复合材料,分析杨木粉改性后对木粉-橡胶复合材料界面结合以及性能的影响。结果表明:3种改性方法,均不同程度地提高了复合材料的拉伸强度、硬度、回弹性和耐寒性。碱处理的断裂伸长率提高,碱处理和偶联剂处理的耐磨性变好、界面结合更好;热处理大幅度改善了材料的吸水性,其中热处理后24 h的吸水质量增加率只有0.4%,比未处理降低42.86%。     

不同填料对纤维素丝力学及热稳定性能的影响

以微晶纤维素、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)、无水氯化锂(Li Cl)为原料制备纤维素凝胶。为探究不同填料对纤维素丝力学及热稳定性能的影响,通过加入氧化石墨烯(GO)、纳米纤维素(NCC)、无水氯化钙(Ca Cl2)等对其进行补强,并将其制备成纤维素丝。用万能试验机、热重分析(TGA)分别对纤维素丝力学性能及热稳定性能进行研究;用红外光谱、原子力显微镜等分析方法对其结构进行表征。结果表明,GO、Ca Cl2和NCC等填料可以增强纤维素丝的力学强度,但GO和NCC会使纤维素丝的热稳定性能稍有降低。其中采用无水Ca Cl2补强纤维素丝的性能最为优越。此时的纤维素丝表面光滑,存在的缺陷少,其拉伸强度和断裂伸长率分别为125.2 MPa、6.3%。     

椰丝生态复合片材制备及应用性能研究

[目的]椰丝生态复合片材用于土壤水分状况改善的可行性探究。[方法]通过研究椰丝材料抗拉强度和伸长率,以及复合片材的密度、厚度回弹率、吸水厚度膨胀率等指标来评价椰丝生态复合片材的性能。同时对椰丝生态复合片材的保水性能、透水性能和吸水性能等进行评价并得出较优工艺参数。[结果]椰丝材料本身具有良好的拉伸强度与韧性,在低施胶量条件下生态复合片材具有明显的厚度回弹现象,施胶量与目标密度越低厚度回弹现象越明显;浸水24 h后试件在厚度方向上均出现不同程度的膨胀,吸水厚度膨胀率与目标密度、施胶量成正比关系,试件的保水性能与目标密度成正比关系,透水性能、吸水性能与施胶量、目标密度成反比关系。[结论]椰丝生态复合片材最优生产工艺条件为施胶量2%、目标密度0.3 g/cm~3,此时椰丝生态复合片材蓄水保墒效果最显著。     

以乙酸木素和二次纤维为原料制备聚氨酯复合材料

以乙酸木素、二次纤维为原料添加异氰酸酯及聚乙二醇400,制备聚氨酯纸基复合材料.聚氨酯处理使纸张纤维间的氢键连接转变为共价键连接,从而使复合材料的抗张强度、环压强度、抗水性质均有很大程度提高;并且,随着预聚体中乙酸木素含量的提高,复合材料的强度指标均先上升后下降,吸水率先降低后提高.     

玉米秸秆纤维/聚乳酸复合材料的力学及降解性能研究

利用热压工艺制备得到了玉米秸秆纤维/聚乳酸复合材料,研究了玉米秸秆纤维的含量对复合材料力学及降解性能的影响。研究表明：随着玉米秸秆纤维含量的增加,复合材料的力学性能（拉伸强度、断裂伸长率）出现先增大后减小的变化趋势,在玉米秸秆纤维含量为10%时复合材料的断裂伸长率达到20.3%,复合材料的拉伸强度在玉米秸秆纤维含量13%时达到最大值24.38MPa;在降解120 d后,玉米秸秆纤维/聚乳酸复合材料的质量损失率变大,同时随着玉米秸秆纤维含量的增加,复合材料的质量损失逐渐变大,聚乳酸分子量的降低速度加快。     

植物多糖制备药用硬壳胶囊的研究

[目的]探讨如何利用植物多糖制备药用硬壳胶囊.[方法]以超低黏度海藻酸钠（SA）、羧甲基纤维素钠（CMC）、聚乙二醇-400（PEG-400）等作为材料制作植物多糖型药用胶囊硬壳.分别选取海藻酸钠、CMC以及PEG-400进行单因素试验分析成膜性、确定材料的配比范围.[结果]单因素试验表明,SA为12％、CMC为2％、PEG-400∶SA为1.25％时制作的药用胶囊硬壳拉伸强度最大,根据这些数据设计17组试验进行响应面分析,结果表明当SA为12.14％ 、CMC为2.08％、PEG-400∶SA为1.25％时拉伸强度最大,最适合做胶囊壳.验证性试验表明,按此配方常温溶胶混合制作的胶囊壳强度符合设计要求.[结论]研究可为我国利用植物多糖生产制备胶囊壳提供参考依据.     

释放改性剂对聚己内酯-布洛芬贴片可打印性及释药性能的影响

以聚己内酯为药物载体材料、布洛芬为模型药物,以微晶纤维素、羟丙基甲基纤维素、乙基纤维素为释放改性剂,采用熔融沉积成型打印技术制备具有类石墨烯层间交错网络结构的经皮给药贴片。经力学性能、动态流变性能、红外分析、结晶性能、体外药物释放性能测试并结合释放动力学模型拟合,分析释放改性剂对聚己内酯基药物复合材料熔融沉积成型打印性能、聚己内酯-布洛芬经皮给药贴片药物释放性能的影响。结果表明:微晶纤维素的添加提高了聚己内酯-布洛芬线材的拉伸强度,而乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素的添加均在不同程度上降低了线材的拉伸强度;3种释放改性剂均提高了聚己内酯-布洛芬熔体的复数黏度、储能模量,其中微晶纤维素的提高最为显著;红外分析表明释放改性剂与聚己内酯和布洛芬之间仅为物理混合,未发生化学反应;3种释放改性剂均降低了聚己内酯-布洛芬贴片的结晶度;与乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素相比,微晶纤维素对熔融沉积成型打印的经皮给药贴片的累积释药率提高最为明显,120 h内累积释药率从62.3%提高到99.4%。