本發(fā)明屬肥料制造技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)計一種氧化石墨烯改性水基聚合物復合材料包膜控釋肥料，以及這種包膜控釋肥料的制備方法，利用氧化石墨烯與水基聚丙烯酸酯進行溶液共混，再利用兩種不同的乳液分散方式制備氧化石墨烯/水基聚丙烯酸酯納米復合乳液，對聚丙烯酸酯材料進行改性以及相關(guān)改性復合材料包膜控釋肥料的研制。
背景技術(shù)：
隨著糧食需求的增長，中國化肥行業(yè)發(fā)展十分迅猛，資料顯示在1996-2006的十年間，中國化肥施用量從3588.7萬噸增加至5524.7萬噸[1]，其中氮肥的每年使用量為3400萬噸，但是氮肥的利用率偏低，中國當季的氮肥利用率為35％，磷肥利用率僅為20％，而鉀肥的利用率為35％左右[2]。過低的肥料利用率就帶來了許多的環(huán)境問題，造成了嚴重的資源浪費和巨大的經(jīng)濟損失[3]。緩控釋肥料因具有較高的肥料利用率和環(huán)境友好性的特點而得到了極大的關(guān)注。早在20世紀50年代美國為了治理田納西流域的水體污染問題而制備的脲醛類肥料就是最早的一類緩控釋肥料。包膜型緩控釋肥料是傳統(tǒng)的含有速效養(yǎng)分的可溶性肥料，在肥料的顆粒表面包裹一層保護性(非水溶性)的物質(zhì)來控制水的滲入，從而控制肥料顆粒的溶解速度以達到控制養(yǎng)分釋放的目的。近年來，高分子聚合物包膜緩控釋肥料成為發(fā)展的主流方向[4]。
丙烯酸脂類乳液(acrylatelatex)是指主鏈上不含或者基本不含飽和結(jié)構(gòu)的碳氫化合物，具有優(yōu)異的成膜性，耐候性和裝飾性。與其他的材料相比，水基丙烯酸脂乳液具有價格相對低廉，成膜性較好，黏度較為適宜，較易降解的特點，比較適合作為包膜材料。但因其耐水性不夠，具有回粘性，膜強度不夠，冷脆熱黏，有必要進行疏水性和硬度的改性，來提高其機械性能。
04年英國曼徹斯特大學的物理學家安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫通過機械剝離法成功的從石墨中分離出石墨烯以來[5]，全球科學家對于石墨烯的研究熱情就沒有停過。石墨烯是由單層碳原子層組成的二維晶體材料，其碳原子以sp2雜化排列成蜂窩狀的結(jié)構(gòu)，石墨烯的單層石墨烯的理論厚度在0.335nm，其具有諸多優(yōu)異的物理化學特性使得石墨烯是已知材料中強度和硬度最高的晶體結(jié)構(gòu)。目前，世界各國的研究人員都對其開展了大量的研究，試圖將石墨烯均勻的分散在聚合物基體中，以期能夠制備具有優(yōu)異性能的多功能聚合物基納米復合材料。而石墨烯極好的力學性能可以將其用作復合材料的增強相來提高復合材料的力學性能，同時還還可以賦予復合材料在電，熱，醫(yī)學等方面的功能性能，從而獲得高性能以及多功能化的復合材料[6-10]。
氧化石墨烯(go)是化學改性的石墨烯的高度氧化的形式，其片層具有褶皺型結(jié)構(gòu)，在單層石墨烯片層上通過反應(yīng)鏈接上羧酸(-cooh)，環(huán)氧化物(-o-)和羥基(-oh)等基團，其表面具有的這些親水性官能團使得它能在純水中因靜電排斥作用而形成穩(wěn)定的分散體系[11]。參考資料：
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技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的是提供一種氧化石墨烯改性水基聚合物復合材料包膜控釋肥料。本發(fā)明還涉及這種改性聚合物包膜肥料的制備方法。本發(fā)明根據(jù)現(xiàn)有的水基聚丙烯酸酯包膜材料存在的不足，采用氧化石墨烯對其進行改性。作為一種新型材料，氧化石墨烯由于其優(yōu)異的性能而被用作增強劑添加到各種聚合物中制備復合材料，并達到很好的改良效果。通過溶液共混的方法將不同質(zhì)量分數(shù)的gos添加到水基聚丙烯酸酯乳液中，對混合乳液進行兩種不同的分散方式以期得到分散更好的乳液，最后對由該復合材料制備的包膜尿素的養(yǎng)分釋放進行了相關(guān)測定，實驗的結(jié)果表明，氧化石墨烯對水基聚丙烯酸酯有一定的改良效果，再經(jīng)過計算確定了最佳的添加量。
完成上述發(fā)明任務(wù)的技術(shù)方案為，一種氧化石墨烯改性水基聚合物復合材料包膜控釋肥料，由肥芯顆粒(肥料)與外部的包膜(膜殼)組成。其中的包膜由包衣乳液固化形成，所述的包衣乳液中干物質(zhì)與肥芯顆粒的質(zhì)量比為9-11：100；其特征在于：所述包衣乳液采用氧化石墨烯/水基聚丙烯酸酯納米復合乳液；其中，
水基聚丙烯酸酯由三種丙烯酸單體在引發(fā)劑、乳化劑的作用下聚合而成，所述三種丙烯酸單體的質(zhì)量比如下，軟單體丙烯酸丁酯(ba):硬單體甲基丙烯酸甲酯(mma)：功能性單體α—甲基丙烯酸(maa)為108–112：88–92：3-4；
所述引發(fā)劑為過硫酸鉀(k2s2o8),所述引發(fā)劑與氧化石墨烯/水基聚丙烯酸酯納米復合乳液的質(zhì)量比為：1:9–11；
所述乳化劑與氧化石墨烯/水基聚丙烯酸酯納米復合乳液的質(zhì)量比約為1.8–2.2：1：123-127。
上述方案的進一步優(yōu)化：所述的包衣乳液中干物質(zhì)與肥芯顆粒重量的質(zhì)量比為10：100；所述三種丙烯酸單體的質(zhì)量比如下，軟單體丙烯酸丁酯(ba):硬單體甲基丙烯酸甲酯(mma)：功能性單體α—甲基丙烯酸(maa)為110：90：3.5；
所述過硫酸鉀的濃度為0.01g/ml，所述過硫酸鉀與氧化石墨烯/水基聚丙烯酸酯納米復合乳液的質(zhì)量比為1:10；
所述乳化劑包括非離子乳化劑聚乙二醇辛基苯基醚和陰離子乳化劑十二萬基本磺酸鈉，與氧化石墨烯/水基聚丙烯酸酯納米復合乳液的質(zhì)量比約為2:1:125。
再進一步優(yōu)化：
所述氧化石墨烯/水基聚丙烯酸酯納米復合乳液的固含量約為40％；
所述的氧化石墨烯分散液的濃度為0.5mg/ml；
所述氧化石墨烯的添加量，申請人有如下的最佳比例的建議：所述氧化石墨烯的添加量占氧化石墨烯/水基聚丙烯酸酯納米復合乳液干物重的質(zhì)量百分數(shù)分別為：0.1wt％，0.2wt％，0.3wt％，0.4wt％。
所述氧化石墨烯/水基聚丙烯酸酯納米復合乳液中，氧化石墨烯的添加量分別為：80ml，160ml，240ml，320ml；氧化石墨烯的質(zhì)量比分別為0.1:0.2:0.3:0.4。另，在實驗過程中以不添加氧化石墨烯制備的原聚丙烯酸酯乳液作為對照。本發(fā)明試驗中，通過對溶液共混后的乳液進行2種不同的分散處理方式：磁力攪拌和均質(zhì)，共制備12種乳液。
所述肥料(肥芯顆粒)可以采用現(xiàn)有技術(shù)中常用的各種農(nóng)業(yè)肥料，包括各種化學肥料，復合肥料或其他功能性肥料，并且以上肥料均通過現(xiàn)有技術(shù)制成顆粒肥。
所述的氧化石墨烯/聚丙烯酸酯復合乳液在制備工藝中添加不同量氧化石墨烯的處理，以及對溶液共混后的乳液進行2種不同的分散處理方式：磁力攪拌和均質(zhì)，外加對照，共制備12種乳液。
對這兩種不同的乳液處理的養(yǎng)分累積釋放率曲線分別進行線性回歸分析，本發(fā)明推薦的制備控釋肥料所需兩種分散方式下的氧化石墨烯/水基聚丙烯酸酯納米復合材料的最佳比例分別為：
1、磁力攪拌—氧化石墨烯/水基聚丙烯酸酯復合乳液(約500g)
2、磁力攪拌+均質(zhì)—氧化石墨烯/水基聚丙烯酸酯復合乳液(約500g)
以不添加氧化石墨烯制備的原乳液為對照，其中不論是磁力攪拌處理后的包衣乳液還是磁力攪拌+均質(zhì)處理后的包衣乳液，均以0.4wt％gos處理的改性效果為最佳。并通過線性擬合求得gos的最佳添加量為0.4wt％。
完成本申請第二個發(fā)明任務(wù)的技術(shù)方案是，上述氧化石墨烯改性水基聚合物復合材料包膜控釋肥料的制備方法，其特征在于，步驟如下：
⑴.制備原水基聚丙烯酸酯乳液；
⑵.制備氧化石墨烯/水基聚丙烯酸酯復合乳液；
(3).包膜；
⑷.烘干。
更優(yōu)化和更具體地說，制備方法的各步驟的具體操作如下:
⑴.制備聚丙烯酸酯乳液；
⑴-1按順序和質(zhì)量稱取三種固體：op-108.24g，sdbs4.12g置于500ml的燒杯中，加入250ml的蒸餾水后轉(zhuǎn)入三口燒瓶；
⑴-2分別稱取ba110g，mma90g，maa3.5g，混合三種單體后，同樣轉(zhuǎn)入到三口燒瓶；
⑴-3打開冷卻回流管開關(guān)，打開兩相用攪拌器，轉(zhuǎn)速550rpm，攪拌30min，混合均勻后從三口瓶中倒出375g油水混合物；
⑴-4將攪拌速度調(diào)至200rpm，同時打開電熱套升溫至80℃，通過恒壓漏斗緩慢的向三口瓶中加入總量為48g的引發(fā)劑k2s2o8(0.01mg/ml)，和375g油水混合物，以上兩者均勻分四次依次交替加入，先加引發(fā)劑再加油水混合物，加入量分別為12g–95g-12g–95g-12g–95g-12g–95g，加樣過程大約為3h，加樣結(jié)束后持續(xù)攪拌3h；
⑴-5關(guān)閉設(shè)備，待乳液冷卻至室溫后，轉(zhuǎn)入500ml白色塑料瓶，貼好標簽，保存在25℃恒溫培養(yǎng)箱中待用；
以上步驟制備的聚丙烯酸酯乳液留待后續(xù)和氧化石墨烯分散液混合制備復合乳液，氧化石墨烯改性聚丙烯酸酯納米復合乳液的制備，其中氧化石墨烯的添加量設(shè)置4個處理，氧化石墨烯的固體質(zhì)量分數(shù)分數(shù)分別為：0.1wt％，0.2wt％，0.3wt％，0.4wt％；以制備500g氧化石墨烯/水基聚丙烯酸酯納米復合乳液為例，氧化石墨烯分散液的添加量分別為：80ml，160ml，240ml，320ml。
⑵.制備氧化石墨烯/水基聚丙烯酸酯復合乳液；
⑵-1：直接磁力攪拌制備氧化石墨烯/水基聚丙烯酸酯復合乳液處理：
a.用500ml的燒杯稱取98.28g的原水基聚丙烯酸酯乳液；
b.向其中緩慢的加入一定量的氧化石墨烯；
c.在室溫下用磁力攪拌器攪拌30min，得到氧化石墨烯/水基聚丙烯酸酯復合乳液；
d.將制備好的混合液轉(zhuǎn)移到500ml的白色塑料瓶中，標記好后置于25攝氏度的恒溫箱中密封保存，留取待用。
⑵-2：磁力攪拌+均質(zhì)過程制備氧化石墨烯/水基聚丙烯酸酯復合乳液
a.用500ml的燒杯稱取98.28g的聚丙烯酸酯乳液；
b.向其中緩慢的加入一定量的氧化石墨烯；
c.在室溫下用磁力攪拌器攪拌30min后，再經(jīng)過均質(zhì)器600bar,6次重復的處理，得到氧化石墨烯/水基聚丙烯酸酯復合乳液；
d.將制備好的混合液轉(zhuǎn)移到500ml的白色塑料瓶中，標記好后置于25攝氏度的恒溫箱中密封保存，留取待用。
(3).肥芯顆粒的制備：
包膜：取肥芯顆粒尿素400g,與包衣乳液一起在流化床包衣機上制作包膜肥料；
⑷.烘干：
將制好的包膜肥料置于烘箱中60℃下烘干24h；
(5).將烘干包膜肥料置于干燥避光處密封保存待用。
本發(fā)明采用溶液共混的方法成功制備了2種不同分散方式的氧化石墨烯/水基聚丙烯酸酯復合材料及包膜肥，實現(xiàn)了對水基聚丙烯酸酯包膜肥料的改性。完成了不同添加量的氧化石墨烯，不同分散方式得到的氧化石墨烯/聚丙烯酸酯納米復合材料包膜肥料的制備工藝過程主要為：原聚丙烯酸酯乳液的制備，氧化石墨烯/聚丙烯酸酯乳液的制備，包膜過程和烘干過程共四個部分。
以上制備方法中進一步優(yōu)化，各步驟具體操作如下：
⑴.制備聚丙烯酸酯乳液；
⑴-1按順序和質(zhì)量稱取三種固體：op-108.24g，sdbs4.12g置于500ml的燒杯中，加入250ml的蒸餾水后轉(zhuǎn)入三口燒瓶；
⑴-2分別稱取ba110g，mma90g，maa3.5g，混合三種單體后，同樣轉(zhuǎn)入到三口燒瓶；
⑴-3打開冷卻回流管開關(guān)，打開兩相用攪拌器，轉(zhuǎn)速550rpm，攪拌30min，混合均勻后從三口瓶中倒出375g油水混合物；
⑴-4將攪拌速度調(diào)至200rpm，同時打開電熱套升溫至80℃，通過恒壓漏斗緩慢的向三口瓶中加入總量為48g的引發(fā)劑k2s2o8(0.01mg/ml)，和375g油水混合物，以上兩者均勻分四次依次交替加入，先加引發(fā)劑再加油水混合物，加入量分別為12g–95g-12g–95g-12g–95g-12g–95g，加樣過程大約為3h，加樣結(jié)束后持續(xù)攪拌3h；
⑴-5關(guān)閉設(shè)備，待乳液冷卻至室溫后，轉(zhuǎn)入500ml白色塑料瓶，貼好標簽，保存在25℃恒溫培養(yǎng)箱中待用；
以上步驟制備的聚丙烯酸酯乳液留待后續(xù)和氧化石墨烯分散液混合制備復合乳液，以上步驟制備的聚丙烯酸酯乳液留待后續(xù)和氧化石墨烯分散液混合制備復合乳液，氧化石墨烯改性聚丙烯酸酯納米復合乳液的制備，其中氧化石墨烯的添加量設(shè)置4個處理，氧化石墨烯的固體質(zhì)量分數(shù)分數(shù)分別為：0.1wt％，0.2wt％，0.3wt％，0.4wt％；以制備500g氧化石墨烯/水基聚丙烯酸酯納米復合乳液為例，氧化石墨烯分散液的添加量分別為：80ml，160ml，240ml，320ml。
⑵.制備氧化石墨烯/水基聚丙烯酸酯復合乳液；
⑵-1：直接磁力攪拌制備氧化石墨烯/水基聚丙烯酸酯復合乳液處理：
a.用500ml的燒杯稱取98.28g的原水基聚丙烯酸酯乳液；
b.向其中緩慢的加入一定量的氧化石墨烯；
c.在室溫下用磁力攪拌器攪拌30min，得到氧化石墨烯/水基聚丙烯酸酯復合乳液；
d.將制備好的混合液轉(zhuǎn)移到500ml的白色塑料瓶中，標記好后置于25攝氏度的恒溫箱中密封保存，留取待用。
⑵-2：磁力攪拌+均質(zhì)過程制備氧化石墨烯/水基聚丙烯酸酯復合乳液
a.500ml的燒杯稱取98.28g的聚丙烯酸酯乳液；
b.向其中緩慢的加入一定量的氧化石墨烯；
c.在室溫下用磁力攪拌器攪拌30min后，再經(jīng)過均質(zhì)器600bar,6次重復的處理，得到氧化石墨烯/水基聚丙烯酸酯復合乳液；
d.將制備好的混合液轉(zhuǎn)移到500ml的白色塑料瓶中，標記好后置于25攝氏度的恒溫箱中密封保存，留取待用。
(3).肥芯顆粒的制備：
包膜：取肥芯顆粒尿素400g,與包衣乳液一起在流化床包衣機上制作包膜肥料；
烘干：
⑷.將制好的包膜肥料置于烘箱中60℃下烘干24h；
(5)將烘干包膜肥料置于干燥避光處密封保存待用。
采用本發(fā)明制得的2種氧化石墨烯/聚丙烯酸酯復合材料包膜肥料與對照相比，其肥料養(yǎng)分釋放得到了很大的提高，而且均質(zhì)后的包衣乳液效果更好。因此適宜用量的gos制備的納米復合材料包膜肥能夠延緩包膜肥料的養(yǎng)分釋放，進一步提高養(yǎng)分的利用效率，在今后包膜控釋肥料的發(fā)展進程中具有廣闊的發(fā)展前景。
養(yǎng)分累積釋放曲線的測定方法：從密封保存的包膜肥料隨機挑選出顆粒完整大小均勻的包膜肥料顆粒，每個處理3個重復，每個重復5g，每個重復的包膜肥料準確稱重(精確到小數(shù)點后兩位)后置于盛有100ml蒸餾水的廣口瓶(橡皮塞封口)中，放入25℃培養(yǎng)箱內(nèi)，每隔1d,3d，5d，7d，10d，14d,28d取一次樣，直至養(yǎng)分累積釋放率超過總養(yǎng)分的80％。每次取樣后，將廣口瓶中所有浸出液全部倒出，重新加入100ml蒸餾水于25℃培養(yǎng)箱內(nèi)繼續(xù)培養(yǎng)。用微孔板分光光度計測定溶液尿素濃度，求得尿素釋放量，并用尿素累積釋放率表征養(yǎng)分釋放，從而得到養(yǎng)分累積釋放曲線。
本發(fā)明的有益效果：
采用本發(fā)明制造的新型聚合物包膜肥料，養(yǎng)分的釋放在一定程度上發(fā)生了改變。由于水基聚丙烯酸酯類乳液良好的成膜性，粘著性，并且包衣過程中避免了有機溶劑的二次污染，普通聚合物不易降解等環(huán)境問題，因而該類包膜材料在包膜控釋肥料的研制和生產(chǎn)過程中潛力很大，但是原包膜肥料也存在“冷脆熱黏”，膜強度不足等缺陷，因此對水基聚丙烯酸酯類乳液進行改性顯得尤為必要。附圖表示，溶液共混方法制備的不同添加量的氧化石墨烯/水基聚丙烯酸酯乳液在不同分散方法的處理下得到的納米包膜材料在一定程度上的力學性能，改善了原乳液膜材料的不足，使得養(yǎng)分釋放速率大大放慢，從而提高了肥料養(yǎng)分的利用率。
附圖說明
圖1為本發(fā)明氧化石墨烯改性水基聚合物復合材料包膜控釋肥料養(yǎng)分釋放曲線效果。
具體實施方式
實施例1，對照組，
a包衣液即原聚丙烯酸酯乳液，而其制備方法按照前面敘述方法制備，不添加氧化石墨烯。
b包膜肥料的生產(chǎn)：使用底噴流化床包衣機，如江蘇常州市智陽機械設(shè)備有限公司生產(chǎn)的包衣機，將顆粒肥料(約400g)放入包衣腔，帶肥料流化較好時，包衣液通過蠕動泵泵入包衣腔內(nèi)，并霧化附著于肥料顆粒表面，經(jīng)過在包衣腔內(nèi)上下循環(huán)運動使肥料顆粒表面逐步形成一層均勻膜，最后即得包膜肥料。流化床包衣的過程中，要根據(jù)包衣液的性質(zhì)適當調(diào)整包衣液的泵入速度，進風溫度，出風溫度和霧化壓力等包衣參數(shù)，使包衣過程中的水分揮發(fā)速度與成膜反應(yīng)相一致，以免影響成膜而導致包衣失敗。在該設(shè)備下每次包衣過程需要約1.5-2h。流化床包衣主要控制參數(shù)范圍如下：
制得的包膜肥料標記為ck。由圖可知，該肥料在25℃蒸餾水中釋放一天后，其累計養(yǎng)分釋放率為7.781％，而在第28天的累計養(yǎng)分釋放率則達到了90.105％?？蒯屝Ч梢越邮埽怯懈男缘谋匾院涂赡苄?。
實施例2，氧化石墨烯改性水基聚合物復合材料包膜控釋肥料，
在已經(jīng)制備好的聚丙烯酸酯乳液中，混合加入80ml的氧化石墨烯分散液(0.5ml/mg)，再進過磁力攪拌在1000rpm下攪拌30min得到氧化石墨烯/聚丙烯酸酯分散液。該處理所得納米復合物乳液制得的包膜肥料標記為0.1wt％gos。該肥料在25℃靜水中溶出一天后，養(yǎng)分累積釋放率為8.789％，略高于ck的同期釋放，但第28天的養(yǎng)分累計釋放率為66.894％，說明0.1wt％gos加入后在很大程度上降低了尿素的養(yǎng)分釋放，使得肥料的控釋期增長，控釋效果得到了顯著的改善。
實施例3，氧化石墨烯改性水基聚合物復合材料包膜控釋肥料，
在已經(jīng)制備好的聚丙烯酸酯乳液中，混合加入160ml的氧化石墨烯分散液(0.5ml/mg)，再進過磁力攪拌在1000rpm下攪拌30min得到氧化石墨烯/聚丙烯酸酯分散液。該處理所得納米復合物乳液制得的包膜肥料標記為0.2wt％gos。該肥料在25℃靜水中溶出一天后，養(yǎng)分累積釋放率為7.74％，略低于ck的同期釋放，在第28天的養(yǎng)分累計釋放率為75.357％，說明0.2wt％gos加入后較0wt％gos處理在一定程度上降低了尿素的養(yǎng)分釋放，但尿素的養(yǎng)分釋放效果較0.1wt％gos處理的效果又有很大的降低。
實施例4，氧化石墨烯改性水基聚合物復合材料包膜控釋肥料，
在已經(jīng)制備好的聚丙烯酸酯乳液中，混合加入240ml的氧化石墨烯分散液(0.5ml/mg)，再進過磁力攪拌在1000rpm下攪拌30min得到氧化石墨烯/聚丙烯酸酯分散液。該處理所得納米復合物乳液值得的包膜肥料標記為0.3wt％gos。該肥料在25℃靜水中溶出一天后，養(yǎng)分累積釋放率為8.046％，略高于ck的同期釋放，在第28天的養(yǎng)分累計釋放率為77.621％，說明0.3wt％gos加入后在一定程度上降低了尿素的養(yǎng)分釋放，但尿素的養(yǎng)分釋放效果較0.2wt％gos處理的效果又有略微的升高。
實施例5,氧化石墨烯改性水基聚合物復合材料包膜控釋肥料，
在已經(jīng)制備好的聚丙烯酸酯乳液中，混合加入320ml的氧化石墨烯分散液(0.5ml/mg)，再進過磁力攪拌在1000rpm下攪拌30min得到氧化石墨烯/聚丙烯酸酯分散液。該處理所得納米復合物乳液制得的包膜肥料標記為0.4wt％gos。該肥料在25℃靜水中溶出一天后，養(yǎng)分累積釋放率為9.044％，高于ck的同期釋放，但第28天的養(yǎng)分累計釋放率為65.912％，說明0.4wt％gos加入后在很大程度上降低了尿素的養(yǎng)分釋放，延長了肥料的控釋期，尿素的養(yǎng)分釋放效果較0.1wt％gos處理的效果有顯著地的降低，該處理效果理想，更加合理。
實施例6，
a包衣液即原聚丙烯酸酯乳液，而其制備方法按照前面敘述方法制備，不添加氧化石墨烯。
b將已經(jīng)制備好的聚丙烯酸酯乳液，在進過磁力攪拌在1000rpm下攪拌30min后，再進過600rpm，6次的均質(zhì)的處理得到穩(wěn)定的氧化石墨烯/聚丙烯酸酯分散液，將制備好的分散乳液靜置于25℃的培養(yǎng)箱中留待后用，該處理所得納米復合物乳液值得的包膜肥料標記為均質(zhì)0wt％gos。
c包膜肥料的生產(chǎn)：使用底噴流化床包衣機，如江蘇常州市智陽機械設(shè)備有限公司生產(chǎn)的包衣機，將顆粒肥料(約400g)放入包衣腔，帶肥料流化較好時，包衣液通過蠕動泵泵入包衣腔內(nèi)，并霧化附著于肥料顆粒表面，經(jīng)過在包衣腔內(nèi)上下循環(huán)運動使肥料顆粒表面逐步形成一層均勻膜，最后即得包膜肥料。流化床包衣的過程中，要根據(jù)包衣液的性質(zhì)適當調(diào)整包衣液的泵入速度，進風溫度，出風溫度和霧化壓力等包衣參數(shù)，使包衣過程中的水分揮發(fā)速度與成膜反應(yīng)相一致，以免影響成膜而導致包衣失敗。在該設(shè)備下每次包衣過程需要約1.5-2h。流化床包衣主要控制參數(shù)范圍如下：
制得的包膜肥料標記為ck。由圖可知，該肥料仔25℃蒸餾水中釋放一天后，其累計養(yǎng)分釋放率為7.583％，而在第28天的累計養(yǎng)分釋放率則達到了87.254％?？蒯屝Ч梢越邮?，但是有改性的必要性和可能性。
試驗例7
在已經(jīng)制備好的原聚丙烯酸酯乳液中，混合加入80ml的氧化石墨烯分散液(0.5ml/mg)，再進過磁力攪拌在1000rpm下攪拌30min后，再進過600rpm，6次的均質(zhì)過程得到穩(wěn)定的氧化石墨烯/聚丙烯酸酯分散液，將制備好的分散乳液靜置于培養(yǎng)箱中留待后用，其余步驟上同。該處理所得納米復合物乳液值得的包膜肥料標記為均質(zhì)0.1wt％gos。該肥料在25℃靜水中溶出一天后，養(yǎng)分累積釋放率為6.602％，低于ck的同期釋放，在第28天的養(yǎng)分累計釋放率為69.351％，說明0.1wt％gos加入后在很大程度上降低了尿素的養(yǎng)分釋放，延長了肥料的控釋期，尿素的養(yǎng)分釋放效果較0.1wt％gos處理的效果有明顯的降低。
試驗例8
在已經(jīng)制備好的原聚丙烯酸酯乳液中，混合加入160ml的氧化石墨烯分散液(0.5ml/mg)，再進過磁力攪拌在1000rpm下攪拌30min后，再進過600rpm，6次的均質(zhì)過程得到穩(wěn)定的氧化石墨烯/聚丙烯酸酯分散液，將制備好的分散乳液靜置于培養(yǎng)箱中留待后用，其余步驟上同。該處理所得納米復合物乳液值得的包膜肥料標記為均質(zhì)0.2wt％gos。該肥料在25℃靜水中溶出一天后，養(yǎng)分累積釋放率為8.027％，略微的高于ck的同期釋放，在第28天的養(yǎng)分累計釋放率為78.001％，說明0.2wt％gos加入后在一定程度上降低了尿素的養(yǎng)分釋放，但尿素的養(yǎng)分釋放效果較0.2wt％gos處理的效果又有略微的升高。
試驗例9
在已經(jīng)制備好的原聚丙烯酸酯乳液中，混合加入240ml的氧化石墨烯分散液(0.5ml/mg)，再進過磁力攪拌在1000rpm下攪拌30min后，再進過600rpm，6次的均質(zhì)過程得到穩(wěn)定的氧化石墨烯/聚丙烯酸酯分散液，將制備好的分散乳液靜置于培養(yǎng)箱中留待后用，其余步驟上同。該處理所得納米復合物乳液值得的包膜肥料標記為均質(zhì)0.3wt％gos。該肥料在25℃靜水中溶出一天后，養(yǎng)分累積釋放率為9.474％，略高于ck的同期釋放，在第28天的養(yǎng)分累計釋放率為77.677％，說明0.3wt％gos加入后在一定程度上略微降低了尿素的養(yǎng)分釋放，尿素的養(yǎng)分釋放效果較0.1wt％gos處理的效果又有顯著的降低。
試驗例10
在已經(jīng)制備好的原聚丙烯酸酯乳液中，混合加入320ml的氧化石墨烯分散液(0.5ml/mg)，再進過磁力攪拌在1000rpm下攪拌30min后，再進過600rpm，6次的均質(zhì)過程得到穩(wěn)定的氧化石墨烯/聚丙烯酸酯分散液，將制備好的分散乳液靜置于培養(yǎng)箱中留待后用，其余步驟上同。該處理所得納米復合物乳液值得的包膜肥料標記為均質(zhì)0.4wt％gos。該肥料在25℃靜水中溶出一天后，養(yǎng)分累積釋放率為8.736％，顯著低于ck的同期釋放，在第28天的養(yǎng)分累計釋放率為59.71％，說明0.4wt％gos加入后在一定程度上顯著降低了尿素的養(yǎng)分釋放，延長了控釋肥的釋放周期，尿素的養(yǎng)分釋放效果較0.1wt％gos處理的效果又有顯著的降低。