[发明专利]一种可调节缓释性能的壳聚糖包膜材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于肥料缓释包膜领域，涉及一种可调节缓释性能的壳聚糖包膜材料及其制备方法。

背景技术

现如今肥料缓释包膜所用的有机包膜材料种类较多 , 有机包膜材料有聚合物 ( 聚烯烃树脂、聚乙烯、聚苯乙烯、醇酸树脂等) 、焦油、橡胶、乳胶、石蜡、沥青、油类等，这些有机材料难以调节肥料的缓释性能又不能降解，对土壤环境会造成污染。

壳聚糖有非常丰富的生物来源，是可生物降解的材料。可以广泛地应用在医药、表面活性剂、分离材料等领域。由于壳聚糖链上有大量氨基和羟基的存在，亲水能力较强，对肥料的缓释性能较差，可从化学结构上改变其亲疏水性。进一步扩大壳聚糖的应用范围。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出一种可调节缓释性能的壳聚糖包膜材料及其制备方法。

本发明中所用的壳聚糖相对分子量为50～70万，脱乙酰度为80～100%。

本发明中壳聚糖与烷基烯酮二聚体反应在合适的有机溶剂中进行，溶剂为甲苯、氯仿、二氯乙烷中的一种，壳聚糖与溶剂的质量比为1：20。

本发明中，将壳聚糖分散于有机溶剂中，加入烷基烯酮二聚体及碱催化剂，壳聚糖与烷基烯酮二聚体质量比为4：1～1：5，碱催化剂为壳聚糖质量的1%～3%，升温至70～120℃，反应4～8h，分离干燥得到疏水改性的壳聚糖衍生物。将封端异氰酸酯交联剂和壳聚糖衍生物溶于质量分数为2～4%的稀醋酸溶液中制备成缓释包膜液，壳聚糖衍生物与封端异氰酸酯的质量比为20：1～10：1，封端异氰酸酯交联剂为2～3官能度，解封温度为90～120℃，壳聚糖衍生物与稀醋酸溶液的质量比为1：50～2：25。

本发明中，壳聚糖和烷基烯酮二聚体反应，引入长链疏水侧基。但是壳聚糖仍达不到肥料缓释包膜的要求，加入封端异氰酸酯，加热解封后的异氰酸酯，使壳聚糖交联，进一步调节材料的缓释性能，可达到肥料缓释包膜的要求。本发明中的缓释包膜材料制备工艺简单。调节壳聚糖与烷基烯酮二聚体的质量比来调节壳聚糖的接枝率，调节壳聚糖衍生物与封端异氰酸酯的质量比来调节材料的交联程度，缓释性能可通过调节壳聚糖的接枝率以及交联程度来调控，可满足不同农作物生长需要，且此类缓释包膜材料属于可降解材料，可以减少对土壤环境的污染，提高肥料的利用率。

具体实施方式

下面结合实施例方式，对本发明作进一步详细说明。

实施例一

步骤1.壳聚糖的改性：将6g壳聚糖分散于甲苯溶剂中，并搅拌至均匀，加入丁基烯酮二聚体5g，0.06g氢氧化钠，将反应升温至70℃，反应4h。反应结束分离干燥得到壳聚糖衍生物。

步骤2.将2g壳聚糖衍生物和0.17g封端异氰酸酯溶于100g2%的稀醋酸溶液中，得到缓释包膜液。

实施例二

步骤1.将6g壳聚糖分散于氯仿溶剂中，并搅拌至均匀，加入十二碳烯酮二聚体10g，0.12g氢氧化钠，升温至90℃，反应5h。反应结束后分离干燥得到壳聚糖衍生物。

步骤2.将2g壳聚糖衍生物和0.15g封端异氰酸酯溶于100g2%的稀醋酸溶液中，得到缓释包膜液。

实施例三

步骤1.将6g壳聚糖分散于甲苯溶剂中，并搅拌至均匀，加入十四碳烯酮二聚体12g，0.18g氢氧化钾，升温至100℃，反应6h。反应结束分离干燥得到壳聚糖衍生物。

步骤2.将2g壳聚糖衍生物和0.13g封端异氰酸酯溶于100g2%的稀醋酸溶液中，得到缓释包膜液。

实施例四

步骤1.将6g壳聚糖分散于甲苯溶剂中，并搅拌至均匀，加入十六碳烯酮二聚体14g，0.18g氢氧化钠，升温至110℃，反应6h。反应结束后分离干燥得到壳聚糖衍生物。

步骤2.将2g壳聚糖衍生物和0.1g封端异氰酸酯溶于100g2%的稀醋酸溶液，得到缓释包膜液。