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拓新品低碳环保膜材先行

发布时间:2019-02-26 18:10:30  来源:互联网   阅读:0

拓新品:低碳环保膜材先行

目前缓控释肥主流品种的生产和应用普遍存在短板,尤其是有机高分子包膜控释肥在生产使用中暴露出的有机溶剂消耗大、膜材难以降解等问题,使缓控释肥新品种开发面临挑战。对此专家认为,在化石资源日益匮乏、应对气候变化形势日益严峻的今天,通过材料创新,研发低碳、环保、多功能的包膜控释肥将是未来的发展方向。

效果与安全性须兼顾

华南农业大学樊小林教授认为,现有的缓控释肥由于成膜材料和缓释剂本身的缺点,在产品推广应用上受到限制。其中硫包衣尿素采用硫黄包膜容易破碎,为保证包衣效果,往往加大硫磺包衣量,造成养分含量低,生产成本高。另外,采用生化抑制剂的稳定性肥料也受到使用条件限制,只有在雨水比较少、淋洗损失小和无大水漫灌的情况下才能发挥更好效果,同时对使用技术也有较高要求。有专家指出,脲甲醛肥料不仅生产中需要消耗大量甲醛,导致成本居高不下,而且后续的甲醛释放有可能对环境和人身健康产生影响,生产和使用过程的安全性同样值得关注。

樊小林教授介绍说,目前有机高分子包膜控释肥几乎全部采用脂溶性包膜。膜主体材料则是以聚烯烃类材料为主的热塑性树脂。由于包膜聚合物材料本身难以降解,长期使用会造成土壤积累大量的聚烯烃类聚合物,污染土壤。而且聚合物包膜肥料生产过程及膜材的制备过程均需使用有机溶剂,不仅增加成本,还造成严重的环境污染。

中国农业大学胡树文教授指出,目前常用的树脂包膜对环境要求比较苛刻,由于包膜释放速度受温度和湿度影响很大,在气候复杂的情况下,养分的释放和使用效果受到影响。因此,摒弃有机溶剂型包膜材料、溶剂型包膜工艺和脂溶型控释肥料是控释肥料行业的发展趋势。

无溶剂与水性成热点

谈到缓控释肥生产工艺的发展方向,胡树文告诉,缓控释肥的未来是包膜控释肥,而包膜控释肥的未来热点是无溶剂和水溶剂的控释材料和相应包膜技术,表面反应成膜材料和水溶性包膜材料将成为研发重点。

据胡树文介绍,传统溶剂成膜就像用有机溶剂墙漆刷墙,有机溶剂挥发污染严重;水溶性包膜则像水溶液墙漆,挥发掉的只是水分;反应成膜则是直接用墙纸贴墙,根本不采用任何溶剂。后两种成膜材料的降解性能大大优于传统聚烯烃材料。在环保法规日益严格,化肥、包膜材料和溶剂价格上涨的背景下,无有机溶剂膜材料的开发将有利行业节能减排、降低产品成本、扩大应用领域。我国表面反应成膜技术已经比较成熟,目前华南农业大学已经将核芯肥料表面反应成膜的技术用于产业化生产,建成了年产10万吨的生产基地。

在水基聚合物包膜材料的研发上,樊小林强调

拓新品低碳环保膜材先行

,水溶性包膜材料对原材料、包膜工艺的要求高,开发难度大,生产成本高,目前国内外尚没有产业化的水溶性包膜材料产品上市,生产企业不要盲目上马。据介绍,华南农大已经成功合成了水基聚合物,并研发了相应的包衣技术。此外,中国农大也开发出专门用于包膜控释肥料的乳液聚合物的聚合方法和工艺,设计出一套连续化自动化生产水基包膜控释肥生产设备。

可再生材料大有作为

关于未来缓控释肥产品发展趋势,胡树文认为,缓控释肥研究应结合我国具体情况。由于我国是一个贫油、缺水的国家,未来缓控释肥应集中在可再生资源的利用和功能化控释肥的研发上。他指出,目前的有机包膜材料基本都是石油基产品,既不低碳也不环保,生产成本受石油价格影响,而纤维素等可再生材料来源丰富,以可再生原料作为包膜材料的新型缓控释肥未来极具发展前景。目前中国农大已经开始了相关研究,将淀粉、纤维素、甲壳素、木质素等天然高分子经化学改性后,喷涂在肥料表面成膜得到控释肥料,摆脱了对石油系列产品的依赖,且膜材完全可以为土壤微生物所降解。

此外,针对我国干旱缺水的现状,胡树文认为,既能控释养分又能保水抗旱的功能多元化肥料也将成为研究新热点。保水型换控释肥料以肥料为核心,加入高吸水性材料,这种保水型缓控释肥料吸水膨胀后成为“小水库”,可以提高水、肥利用效率,实现肥料和保水剂复合一体化,目前我国已经开展了相应产品的基础研究工作。

环保设备

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