Покрытия на основе масел для регулирования скорости высвобождения питательных веществ
https://doi.org/10.21285/achb.1008
EDN: AOCZMT
Аннотация
Капсулирование минеральных удобрений является одним из наиболее эффективных способов снижения потерь питательных веществ. Для получения защитных покрытий на поверхности гранул удобрений используется широкий спектр природных и синтетических полимеров. Главный недостаток синтетических полимеров заключается в их накоплении в почве, так как они не подвергаются биодеструкции. Одним из путей обеспечения биоразлагаемости является применение в качестве материалов покрытий полимеров на основе растительных масел. В данной работе использовались льняное и тунговое масла. Масло посредством пневматической форсунки наносилось на движущийся слой гранул в тарельчатом грануляторе. Защитное покрытие формировалось посредством полимеризации масла непосредственно на поверхности частиц. Процесс ускорялся путем нагрева горячим воздухом и введением в масло марганцевого сиккатива. Были получены образцы капсулированного карбамида с содержанием покрытия 7 и 10%. Исследована кинетика высвобождения карбамида из полученных капсул в водной среде в статических условиях. Для обоих видов масел кривые выделения имеют S-образный характер. Продолжительность действия капсулированного удобрения возрастает с увеличением массовой доли покрытия и, как следствие, толщины оболочки. Сравнительный анализ показал, что барьерные свойства покрытия на основе тунгового масла значительно лучше, чем на основе льняного. При массовой доле оболочки 10% время высвобождения 80% карбамида составляет 14 дней для льняного масла и 56 дней, то есть в 4 раза больше, для тунгового масла.
Об авторах
А. Г. Липин
Ивановский государственный химико-технологический университет
Россия
Россия
Липин Александр Геннадьевич, д.т.н., профессор, профессор
153000, г. Иваново, пр. Шереметевский, 7
А. А. Липин
Ивановский государственный химико-технологический университет
Россия
Россия
Липин Андрей Александрович, д.т.н., доцент, заведующий кафедрой
153000, г. Иваново, пр. Шереметевский, 7
Список литературы
1. Gamage A., Basnayake B., De Costa J.D., Merah O. Effects of rice husk biochar coated urea and anaerobically digested rice straw compost on the soil fertility, and cyclic effect of phosphorus // Plants. 2022. Vol. 11, no. 1. P. 75. DOI: 10.3390/plants11010075.
2. Zhu Z.L., Chen D.L. Nitrogen fertilizer use in China – contributions to food production, impacts on the environment and best management strategies // Nutrient Cycling in Agroecosystems. 2002. Vol. 63. P. 117–127. DOI: 10.1023/A:1021107026067.
3. Huang J., Huang Z., Jia X., Hu R., Xiang C. Long-term reduction of nitrogen fertilizer use through knowledge training in rice production in China // Agricultural Systems. 2015. Vol. 135. P. 105–111. DOI: 10.1016/j.agsy.2015.01.004.
4. Azeem B., KuShaari K.Z., Man Z.B., Basit A., Trinh T.H. Review on materials & methods to produce controlled release coated urea fertilizer // Journal of Controlled Release. 2014. Vol. 181. P. 11–21. DOI: 10.1016/j.jconrel.2014.02.020.
5. Липин А.Г., Липин А.А. Кинетика высвобождения азота из гранул мочевины с полимерным покрытием // Известия высших учебных заведений. Серия Химия и химическая технология. 2022. Т. 65. N 7. С. 100–106. DOI: 10.6060/ivkkt.20226507.6635. EDN: VAISWG.
6. Moradi S., Babapoor A., Ghanbarlou S., Kalashgarani M.Y., Salahshoori I., Seyfaee A. Toward a new generation of fertilizers with the approach of controlled-release fertilizers: a review // Journal of Coatings Technology and Research. 2024. Vol. 21. P. 31–54. DOI: 10.1007/s11998-023-00817-z.
7. Govil S., Long N.V.D., Escribà-Gelonch M., Hessel V. Controlled-release fertiliser: recent developments and perspectives // Industrial Crops and Products. 2024. Vol. 219. P. 119160. DOI: 10.1016/j.indcrop.2024.119160.
8. Miao S., Wang P., Su Z., Zhang S. Vegetable-oil-based polymers as future polymeric biomaterials // Acta Biomaterialia. 2014. Vol. 10, no. 4. P. 1692–1704. DOI: 10.1016/j.actbio.2013.08.040.
9. Adekunle K.F. A review of vegetable oil-based polymers: synthesis and applications // Open Journal of Polymer Chemistry. 2015. Vol. 5, no. 3. P. 34–40. DOI: 10.4236/ojpchem.2015.53004.
10. Yang Z., Li W., Yang H., Li S., Tao J., Wang C., et al. Preparation and characterization of tung oil based polyols by UV photocatalysis // Journal of Functional Materials. 2018. Vol. 49, no. 12. P. 12161–12165. DOI: 10.3969/j.issn.1001-9731.2018.12.025.
11. Sahoo S., Kalita H., Mohanty S., Nayak S.K. Degradation study of biobased polyester-polyurethane and its nanocomposite under natural soil burial, UV radiation and hydrolytic-salt water circumstances // Journal of Polymers and the Environment. 2018. Vol. 26. P. 1528–1539. DOI: 10.1007/s10924-017-1058-6.
12. Liang D., Zhang Q., Zhang W., Liu L., Liang H., Quirino R.L., et al. Tunable thermo-physical performance of castor oil-based polyurethanes with tailored release of coated fertilizers // Journal of Cleaner Production. 2019. Vol. 210. P. 1207–1215. DOI: 10.1016/j.jclepro.2018.11.047.
13. Li L.X., Song H.H., Cao B., Xiao Q., Yi W.P. Polyurethane modified with zeolite 4A for the controlled release of urea // Polymer-Plastics Technology and Engineering. 2017. Vol. 56, no. 8. P. 866–872. DOI: 10.1080/03602559.2016.1227838.
14. Yao L., Baharum A., Yu L.J., Yan Z., Badri K.H. A vegetable-oil-based polyurethane coating for controlled nutrient release: a review // Coatings. 2025. Vol. 15, no. 6. P. 665. DOI: 10.3390/coatings15060665.
15. Akindoyo J.O., Beg M.D.H., Ghazali S., Islam M.R., Jeyaratnam N., Yuvaraj A.R. Polyurethane types, synthesis and applications – a review // RSC Advances. 2016. Vol. 6, no. 115. P. 114453–114482. DOI: 10.1039/C6RA14525F.
16. Li F., Weng K., Nakamura A., Ono K., Tanaka T., Noda D., et al. Preparation of waterborne silicone-modified polyurethane nanofibers and the effect of crosslinking agents on physical properties // Polymers. 2024. Vol. 16, no. 11. P. 1500. DOI: 10.3390/polym16111500.
17. Alexandru M., Cazacu M., Cristea M., Nistor A., Simionescu B.C. Poly(siloxane-urethane) crosslinked structures obtained by sol-gel technique // Journal of Polymer Science. Part A: Polymer Chemistry. 2011. Vol. 49, no. 7. P. 1708–1718. DOI: 10.1002/pola.24602.
18. Couto A.M.S., Borges C.S.P., Jalali S., Simões B.D., Marques E.A.S., Carbas R.J.C., et al. Exploring bio-based polyurethane adhesives for eco-friendly structural applications: an experimental and numerical study // Polymers. 2024. Vol. 16, no. 17. P. 2546. DOI: 10.3390/polym16172546.
19. Abbasi A., Nasef M.M., Yahya W.Z.N. Copolymerization of vegetable oils and bio-based monomers with elemental sulfur: a new promising route for bio-based polymers // Sustainable Chemistry and Pharmacy. 2019. Vol. 13. 100158. DOI: 10.1016/j.scp.2019.100158.
20. Могилевич М.М. Окислительная полимеризация в процессах пленкообразования. Л.: Химия, 1977. 173 с.
Рецензия
Для цитирования:
Липин А.Г., Липин А.А. Покрытия на основе масел для регулирования скорости высвобождения питательных веществ. Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2025;15(4):582-589. https://doi.org/10.21285/achb.1008. EDN: AOCZMT
For citation:
Lipin A.G., Lipin A.A. Oil-based coatings for controlled nutrient release. Proceedings of Universities. Applied Chemistry and Biotechnology. 2025;15(4):582-589. (In Russ.) https://doi.org/10.21285/achb.1008. EDN: AOCZMT
Просмотров:
71
Послать статью по эл. почте 