曹 兵，王 孟，杨凯劲，倪小会，王学霞，邹国元，陈延华

P(AA-AM)/SiO2复合保水材料的制备及其在保水缓释肥中应用

曹 兵1,2，王 孟3，杨凯劲3，倪小会1,2，王学霞1,2，邹国元1,2，陈延华1,2※

（1. 北京市农林科学院植物营养与资源研究所，北京 100097；2. 北京市缓控释肥料工程技术研究中心，北京 100097；3. 南华大学核科学技术学院，衡阳 421001）

开发具有保水缓释双重功能的新型肥料，对于提高水肥利用效率和保障农业可持续发展具有重要意义。该研究探索了纳米二氧化硅（SiO2）对提升保水材料吸水率及改善保水缓释肥性能的效果，采用丙烯酸（AA）和丙烯酰胺（AM）为原料，首先通过水溶液原位聚合法制备了P(AA-AM)/SiO2复合保水材料，然后采用双层包膜工艺制备了保水缓释肥，在合成保水材料时，丙烯酸和丙烯酰胺的质量比为3.5∶1，引发剂（过硫酸钾和亚硫酸钠）、交联剂（N,N-亚甲基双丙烯酰胺）、增塑剂（丙三醇）和纳米SiO2分别为单体质量的1%、0.04%、15%和2%。保水缓释肥采用转鼓包膜工艺制备，内包膜层为聚氨酯，占肥料核芯的3%，外包膜层为P(AA-AM)/SiO2复合保水材料，占肥料核芯的24%。保水材料的形貌结构和热稳定性用傅里叶红外光谱（Fourier transform infrared spectroscopy，FTIR）、扫描电镜（Scanning electron microscopy，SEM）和热重（Thermogravimetry，TG）表征，保水材料的吸水率用过滤法测定；采用土壤培养研究保水缓释肥的保水和持水性能，保水缓释肥的缓释性能用水浸泡法研究。结果发现：纳米SiO2能较好地分散于基体P(AA-AM)保水材料中，与P(AA-AM)保水材料相比，添加纳米SiO2的复合保水材料在去离子水和0.9% NaCl水溶液中的吸水率分别提高152%和87%，而且热稳定性显著提高；SEM和FTIR结果表明，纳米SiO2能较好地分散于P(AA-AM)保水材料中，SiO2表面含有的硅羟基增加了保水材料的交联密度。……