脲甲醛缓效肥实验结果 2
脲素甲醛树脂及粘合剂的制备的实验现象
脲素甲醛树脂及粘合剂的制备的实验现象
脲素甲醛树脂及粘合剂的制备过程中的实验现象包括以下几点:
1. 溶液发生浑浊:在制备过程中,混合脲素和甲醛的溶液可能会发生浑浊,这是因为两种化合物开始发生反应导致溶液中存在微小悬浮物。
2. 凝胶的形成:随着反应的进行,溶液中的悬浊物逐渐凝胶化,形成一种胶状物质。
3. 凝胶的硬化:经过一段时间后,凝胶会逐渐硬化,变得更加坚固。这是因为脲素和甲醛发生缩聚反应,形成了交联结构,使得凝胶的强度增加。
4. 反应溶液温度升高:脲素和甲醛的反应是一个放热反应,所以在反应过程中,反应溶液的温度会升高。
这些实验现象是制备脲素甲醛树脂及粘合剂时常见的观察结果,通过这些现象可以判断反应的进行和产品的形成。需要注意的是,在进行实验时,应遵守实验安全操作规范,并保持良好的通风条件。
脲甲醛缓控释肥对夏玉米产量及其构成因素的影响
小区面积 5 0 m 2 , 试验 重复 3 次, 采用随机区组设计 。
1 . 5 试验方法 根据方案设计 , 播种 时将全部化肥条施于 沟内; 6 月2 0日 播 种, l O月 1 1日收获 ; 玉米行距 8 0 c m, 株距 2 5 . 5 5 c m 。各试验小区 均不再施用 其它肥 料 , 除试验肥料不 同外 , 其它农艺措施和 田间 管理均一致 。
经方差分析处理间 F = 2 9 4 . 6 6 2>F 0 . 0 1 = 7 . 0 0 6 , 说 明不 同处理 间差异极显著 , 不 同肥料及 用量肥效 有质的差别 。经多重 比较 , 施用肥料的处理 2 . 3 、 4 、 5 都比对照处理 l 增产 ,产量差异极显 著; 处理 3 产量高于处理 2 、 4 、 5 , 差异达极显著水平 ; 处理 2 和处 理4 之 间产 量相 差不大 , 未 达到显著水平 ; 处理 2 、 4 产 量高于处 理5 , 差异达极显著水平。这说 明施用 与常规施肥 等养分的脲 甲 醛缓控释复 合肥肥 效显 著高于常规施肥 ,肥料利用率也 高于常 规施 肥 ;减施 2 0 % 常规施肥 的脲 甲醛缓 控释复合肥肥效和常规 施肥 基本 相同 ;减施 4 0 % 常规施肥 的脲 甲醛缓控释复合肥肥效 均显 著低 于常规施肥。这是因为脲 甲醛缓控释复合肥施 入土地 后, 快 速融化为胶体被土壤紧密吸附融合 , 从而保证 养分长期毫 不流失。尿素短期 内在微生物分解下 即可转化 为夏玉米 直接吸 收的无机氮 , 快速 地释ห้องสมุดไป่ตู้ 养分 , 形成 脲醛肥料 中的速效 成分 ( 1 O 到4 0 天) ; l 亚 甲基 2 尿素 必须在微生物 的一段时间 内分解 下 , 转化为夏玉米可直接吸收 的无机氮, 因此形成了脲醛肥料 中的中 效成分 ( 4 O 到8 0 天) ; 2 亚 甲基 3 尿素必须经过 微生物的长期 、 多次分解才能转化为作物可吸收 的无机氮 ,于是就 形成了脲醛 肥料 中的长效 成分( 8 0 到 1 2 0 天) , 这 样可 以满足夏 玉米不 同生 长时期的养分需求 ,达到养分释放 量和夏 玉米不同时期养 分需 求量的基本吻合 , 实现智能控释 , 按 需供养 , 提高 了养分利用 率 , 促进了夏玉米的正常生长 , 增加了夏玉米产量 。 2 . 2 不同处理对玉米产量构成因素的影响 我们 分别从 每个 处理 中随机 抽取 2 O 株玉 米进 行穗 长 、 穗 粗、 穗粒数和千粒重 进行 了考察 , 结果见表 2 。从表 2 看出, 不同 肥料处理对构 成玉米 产量因素的影响差异显著 。施用与常 规施 肥等养分 的脲 甲醛缓 控释复合肥与常规施肥相 比穗长 、 穗粗 、 穗 粒 数和千 粒重 均增 长 、 增粗 、 增重、 增多, 分别 增加 了 1 . 3 5 c m 、 0 . 4 5 c m、 6 4 . 9 、 9 . 2 9 g , 差异达显著水平 , 这说 明施用等 量缓 控释肥 与常规施肥相 比能及时长久 提供玉米各 个生育期所 需 的养 分 , 促 进玉米的生长发育 , 从而提 高了玉米 的穗长 、 穗粗 、 穗粒 数和 千粒重 ;施 用减施 2 0 %常规施 肥的缓 控释 肥料与常规施肥相 比 穗长 、 穗粗 、 穗 粒数和千粒重无 显著差异 ; 施用减施 4 0 %常规施 肥 的缓 控释肥料与常规施肥相 比穗长 、穗粒数和千粒 重有显著 差异 , 穗粗无显著差异 。 表2 不同处理玉米产量 因素考察汇总表
复合肥的脲甲醛工艺
复合肥的脲甲醛工艺
脲甲醛工艺是一种制备复合肥的方法,主要通过在尿素和甲醛反应后形成脲甲醛化合物,并与其他肥料成分混合制成复合肥。
脲甲醛工艺的步骤如下:
1. 原料准备:准备尿素和甲醛作为反应原料,同时也可以添加其他肥料成分,如磷酸、钾肥、微量元素等。
2. 反应:将尿素和甲醛以一定比例混合,通过加热和搅拌使其反应。在反应中,尿素和甲醛发生缩合反应,形成脲甲醛化合物。
3. 干燥:将反应得到的脲甲醛化合物进行干燥,以减少水分含量,同时提高稳定性。
4. 混合:将干燥的脲甲醛化合物与其他肥料成分混合,按照一定比例配制成复合肥。
5. 包装:将配制好的复合肥进行包装,以保持其稳定性和使用方便性。
脲甲醛工艺制备的复合肥具有氮、磷、钾等多种营养元素,能够满足作物生长的需要。同时,脲甲醛化合物具有缓释氮肥的特性,可以实现肥料的长效释放,降
低施肥频率。这种工艺具有制备工艺简单、生产成本低、肥效持久等优点,广泛应用于农业生产中。
脲甲醛[1]
1.2尿素和醛类缩合产品
在这类产品中脲甲醛(UF,尿素—甲醛缩合物)、异丁叉二脲(IBDU,尿素—异丁醛缩合物)和丁烯叉二脲(CDU,尿素—丁烯醛缩合物)是三种具有重要价值的缓释肥料。
尿素—甲醛反应产物:该类产品属非包膜化学合成的缓效氮肥,是世界缓释肥料中产量最大的品种,在美国占50%以上。为了评价产品的养分释放特性,通常用活性指数(AI)表示。该指数为溶于热水的N对不溶于冷水N的百分率。各类产品的含N量和AI都有明确的规定。实际上,尿素与甲醛反应可生成不同链
长的缩合物分布,其通式为NH
2CO(NHCH
2
NHCO)
n
NH
2
,式中n在1~8之间。尿素
(U)/甲醛(F)摩尔比和反应条件(如PH、温度和时间)是决定缩合物分布的重要因素。一般较多的U/F比生成短链的缩合物分布,而较低的U/F比例生成分子量较高的缩合物分布。因此严格控制U/F摩尔比可获得最佳的甲叉脲缩合物分布。尿素—甲醛粒状产品可分为:脲甲醛(UF)、甲叉脲和甲叉二脲(MDU)/二甲叉三脲(DMTU)三种。
(1)脲甲醛(Ureaform):该产品早在上世纪50年代已开发成功。根据美国植物养分稽察协会(AAPFCO)规定:产品中所含的冷水不溶性N至少为总N 量的60%,而且其活性指数不低于40%。脲甲醛大部分有较长链的尿素—甲醛缩合物组成,主要为四甲叉五脲(TMPU)和更长链的缩合物。
(2)甲叉脲(Methylene ureas,即亚甲基脲);该产品开发于上世纪60~70年代,其特征是具有短链的缩合物分布(主要是二甲叉三脲、三甲叉四脲和四甲叉五脲),冷水不溶性N在25%~60%之间。
脲醛缓释肥产品介绍
脲醛缓释肥产品介绍
一、简介:该产品是以脲醛树脂为核心原料的新型复混肥产品。脲醛树脂(MU、UF)是一种高氮缓释肥,其养分释放缓慢、肥效期长、氮利用率可达80以上,肥效可持续作用80天以上,最长可达两年;而且其淋湿率很低,一般的以尿素、铵态氮复合肥系列复合肥,其肥效在两周内淋湿率达到了70%以上,而脲醛肥料只有30%,其释放速度与植物生长速度吻合;并根据作物的吸肥特性,将肥料中速效与缓释二种养分科学配比而成,使养分释放速度与作物的需肥曲线吻合,从而达到一次施肥,满足作物整个生长周期对养分的需求。而且还能减少对土壤、地下水、河流湖泊以及大气等环境因子的污染危害;同时可降低因过量施肥给土壤造成的危害;国外已经广泛使用,国内的高尔夫球场也都在大规模使用;因为该肥料是有机缓释肥料,因此,不会造成土壤板结,也不会有烧草现象;使用该肥料对节约能源、节省劳力,缓解运输等均具有重大经济效益、社会效益和良好的生态环境效益。
合理施用化肥,提高化肥利用率,减少化肥对环境包括大气、土壤、水体农产品的污染,开发适宜于不同土壤,不同作物的有机无机专用复合肥及多种缓、控释专用肥,是我国农业结构调整的迫切需要,也是我国化肥工业今后发展的重要方向和新的经济增长点。
世界各国科学家都认为:今后化肥要向高效、复活、专用、多功能、缓释、控释方向发展,集以上多种优势于一体的新型高效缓控肥料,为21世纪肥料工业的发展方向。
二、该产品的技术性:
普遍的有机肥料,其有机质能提供土壤一定量的氮肥,同时有机质分解,有机酸,亦有活化土壤,增加有机菌数量,改善板结问题,但是有机质的氮的含量是非常低的,普遍的有机无机复合肥,并不能解决以下问题:
脲甲醛缓释复合肥在水稻作物上的应用效果研究
氮素是水稻生长不可或缺的重要元素,目前我国氮肥的当季利用率约为30%~35%,在稻田中其损失可达50%,甚至更多[1]。绝大部分氮素均流失到环境中,对环境造成很大的危害。导致肥料利用率低的一个很重要的原因是肥料的淋溶损失,尤其是N 肥和K 肥[2]。为此科学家研究开发了缓释肥料,其优点是肥料养分释放速度比普通化肥慢,
肥效时间长,减少氮挥发和反硝化损失,提高氮肥利用率,降低环境污染。目前市场上的缓释肥料主要有包膜缓释肥料和脲甲醛缓释复合肥料等,
包膜缓释肥料主要有涂层尿素、磷石膏包膜尿素和钙镁磷肥包膜尿素等[3],其肥效均具有一定的缓效控制作用,而脲甲醛缓释复合肥是近年来新上市的一类新型缓释肥,它是尿素与甲醛在高温下反应生成1亚甲基2尿素和2亚甲基尿素两种胶体,再与磷酸一铵以及钾肥合成造粒,形成的复合肥料,具有较好的缓释效果,肥效期长。其释放原理是脲甲醛缓释复合肥施入土地后,快速融化为胶体被土壤紧密吸附融合,从而保证养分缓慢释放,供植物吸收利用。通过本试验研究,探索脲甲醛缓释复合肥在水稻上的施用方法和应用效果,以期为脲甲醛缓释复合肥合理施用技术提供理论依据和有益参考。
1材料与方法
1.1试验时间2012年6月21日~11月4日。1.2试验地点丹徒区荣炳镇曙光村镇江市稻麦
综合展示基地。
1.3
供试土壤黄泥土,肥力中等,pH 值6.2,有机
质25.1g/kg ,碱解氮为126.3mg/kg ,速效磷为13.4mg/kg ,速效钾为87mg/kg 。1.4供试作物和品种水稻,品种为扬粳805。
1.5试验设计
脲醛缓释肥料标准
脲醛缓释肥料标准
1. 引言
脲醛缓释肥料是一种具有持续释放肥料营养物质的特殊肥料。它通过脲醛涂膜或包裹技术,将含有氮、磷、钾等肥料成分的颗粒包裹在脲醛树脂中,使其在土壤中逐渐缓释,为作物提供长效的养分供应。本文将介绍脲醛缓释肥料的标准要求,以确保其质量和效果。
2. 脲醛缓释肥料的分类
根据成分和养分释放方式的不同,脲醛缓释肥料可分为以下几类: - 氮缓释肥料:主要以脲醛为基质,并在一定条件下释放氮肥养分。 - 氮磷缓释肥料:除了脲醛基质外,还包含磷肥成分,并以一定速度释放氮磷养分。 - 氮磷钾缓释肥料:在脲醛基质中加入钾肥成分,以实现氮磷钾养分的缓释。
3. 脲醛缓释肥料标准
脲醛缓释肥料标准对产品的成分、性能、质量控制等方面进行了明确规定,以确保产品的稳定性和有效性。下面是脲醛缓释肥料标准的几个重要要求:
3.1 成分要求
脲醛缓释肥料应标明成分含量,并符合国家相关标准。其中,氮、磷、钾等主要养分含量应满足作物的需要,并在使用期间逐渐释放。另外,脲醛树脂的含量应符合产品的设计要求。
3.2 缓释性能要求
脲醛缓释肥料的缓释性能是评估其效果的重要指标。具体要求如下: - 缓释速率控制:脲醛缓释肥料应在一定时期内稳定释放养分,以满足作物的需求。通常要求在一个生育周期内的缓释速率稳定。 - 缓释持续时间:脲醛缓释肥料应能持续地释放养分,满足作物整个生长期的需要。通常要求至少覆盖一个生长季节。 - 缓释量控制:脲醛缓释肥料应根据作物需求和土壤条件,合理控制养分释放量,以避免浪费和环境污染。
3.3 质量控制要求
脲甲醛肥料合成及应用研究现状
脲甲醛肥料合成及应用研究现状
一、前言
随着人口增长和粮食需求的增加,肥料的需求也随之增长。然而,传统的肥料制造方式会对环境造成污染,经济效益也较低。因此,寻找一种更加高效、环保的肥料合成和应用方法已经成为了当前科研热点之一。其中,脲甲醛肥料成为了一种备受关注的肥料类型。
二、脲甲醛肥料的概述
脲甲醛肥料,又称为脲醛肥料,是以脲和甲醛为主要原料,合成而成的一类新型肥料。其主要特点是含有大量的固态氮,且肥效较为持久。因此,它的应用范围也比较广泛,可以用于各种农作物的生产中。
三、脲甲醛肥料的制备
脲甲醛肥料的制备,一般可以分为两个步骤:合成脲甲醛(原液)和脲甲醛肥料制造。
合成脲甲醛(原液)
合成脲甲醛(原液)的方法有很多种。一种常见的方法是通过甲醛、脲和磷酸的反应来制备,制得的原液含氮量一般在35%左右。
脲甲醛肥料制造
脲甲醛肥料的制造,通常是在原液的基础上,进一步进行磷酸或硫酸减量,然后加入一些肥料助剂来制成。其中,磷酸减量的方法是最常用的方法之一,它能够提高肥料的氮磷利用率,降低氮磷浪费。
四、脲甲醛肥料的应用
脲甲醛肥料的应用范围很广,可以用于各种农作物的生产中。同时,由于它含有大量的固态氮,因此肥效也相对持久。常见的应用方法有以下几种:
1.叶面喷施法
叶面喷施法是一种在植株生长期应用肥料的方法。通常是采用脲甲醛肥料在植株叶子上进行喷施。
2.灌溉法
灌溉法是一种将肥料溶液直接加入地里进行灌溉的方法。这种方法可以控制肥
料的浓度,提高肥料的利用率。
3.条播法
条播法是一种在作物萌芽期或幼苗期时将肥料撒在条上再轻轻埋土的办法。由
脲甲醛缓释工艺肥料
脲甲醛缓释工艺肥料
作者:刘贵宾
来源:《新农业》2015年第06期
随着广大农民对缓控释肥的接受及市场的开发与推广,作为脲甲醛工艺代表的住商肥料,以速效加长效的完美表现,深受农民朋友的接受与认可。
1 脲甲醛肥料发展现状
近年来我国媒体报道生产“数十万吨”甚至“百万吨”的聚合物包膜、包硫肥料及多种缓控释肥料装置建成投产,而忽略了脲甲醛缓释肥的生产及推广应用。为此,原化工部经济技术委员会化肥组组长任宏业教授与国内几位化工、农业部门的肥料老专家,共同写了“关于发展化肥工业,提高我国粮食增产潜力的建议”,提出“增加脲甲醛及肥包肥的缓释肥料生产装置”。2009年6月25日,由中国化工信息中心和住商肥料(青岛)有限公司共同主办、中国化肥信息网和《中国化肥信息》周刊承办的“中国脲甲醛肥料技术(住商)高层论坛”在北京召开。其中郑州大学徐秀成教授在会上就脲甲醛肥料的基本知识及脲甲醛肥料在我国发展的可行性作出相关报告。中国植物营养与肥料学会新型肥料技术专业委员会赵秉强教授就脲甲醛缓释肥的发展、问题及未来趋势等也作出相关报告。通过市场的需求现状、脲甲醛肥料的实际表现及相关专家的建议及重视,预计脲甲醛肥料在将有较大的发展。
2 脲甲醛肥特性
脲甲醛(Urea-firma,UF)为合成有机微溶性缓释氮肥,由尿素和甲醛在一定条件下反应缩合而成。根据尿素与甲醛的摩尔比不同,可以制成不同缩合度(释放期)的脲醛肥料。包含亚甲基二脲、二亚甲三脲、三亚甲四脲、四亚甲五脲、五亚甲基六脲等缩合物,靠土壤微生物分解释放氮素。其肥效时间长短取决于组分分子链长短,分子越链长的缩合物,在水中的溶解度越小,缓释期越长。
尿素装置尿素添加甲醛、缓释剂总结
尿素装置尿素添加甲醛、缓释剂总结按厂部计划尿素装置于2003年1月27日9时起开始生产缓释尿素,本次生产是将甲醛和缓释剂同时加入蒸发系统,目的在于进一步提高成品尿素颗粒的强度和延长肥效。到30日11:00时止,历时74小时,共计产出缓释尿素4283.64吨,其中共消耗缓释剂33.52吨,甲醛32.93吨。
本次缓释尿素的生产过程基本平稳,产品缓释尿素质量达到了设计要求,以下为缓释尿素的生产情况。
一、生产流程
外来甲醛槽车内37%的甲醛经卸车泵P138送入甲醛罐T105,经计量泵P139A加压至0.5MPa后送入一二段之间的U型管底部与尿液混合。
外来缓释剂槽车内的缓释剂经卸车泵P138送入甲醛罐T106,经计量泵P139B加压至0.5MPa后送入P106入口处与尿液混合。
流程简图:
二、准备工作
1.编写了添加甲醛和缓释剂的详细生产方案,重点对不同负荷下需要添加多少甲醛和缓释剂的量进行量衡算,并将生产方案下发到了岗位。
2.生产前将缓释剂储罐彻底清洗,以防止有杂物进入系统堵塞喷头。
3. 将两台计量泵(P139A/B)出入口管线及入口过滤网进行了清理,
更换计量泵的油质,保证计量泵的正常运行。
4.保证缓释剂罐和甲醛罐内物料充足。
三、生产情况
1.在添加过程中,生产负荷一直稳定在24KNM3/H,
2.在24KNM3/H的生产负荷下,实际甲醛的平均添加量为
0.46NM3/H,缓释剂的平均添加量为0.45NM3/H,以上加入量与生
产方案基本吻合.
3 .缓释尿素的外观负荷标准,起初为淡粉红色,放置一段时间后逐渐变为褐色.
脲甲醛肥料与尿素不同比例配施在南方鲜食玉米上的应用效果
房娜娜,王煌平,段文龙,等.脲甲醛肥料与尿素不同比例配施在南方鲜食玉米上的应用效果[J].江苏农业科学,2020,48(19):71-75.doi:10.15889/j.issn.1002-1302.2020.19.015
脲甲醛肥料与尿素不同比例配施在南方鲜食玉米上的应用效果
房娜娜1,2
,王煌平3,段文龙1,韩 巍2,卢宗云1,丁 芳1,石元亮1,依艳丽2
(1.中国科学院沈阳应用生态研究所,辽宁沈阳100001;2.沈阳农业大学,辽宁沈阳100016;
3.福建省农业科学院土壤肥料研究所,福建福州350013)
摘要:为探讨脲甲醛肥料与尿素不同比例配施在南方玉米上的应用效果,以南方玉米品种闽玉糯3号为供试材料,在微区试验条件下,设置2种不同工艺条件下合成的脲甲醛肥料(A、B)与尿素配施比例分别为1∶1、3∶7的施肥条件,研究脲甲醛肥料与尿素不同比例配施对玉米SPAD值、产量、产量构成因子、土壤铵态氮含量、土壤硝态氮含量、土壤全N含量、土壤pH值的影响。结果表明,与常规施肥处理相比,脲甲醛肥料配施不同比例尿素的各处理对玉米不同生育期的S
PAD值影响效果相当,其中脲甲醛肥料B与尿素比例为3∶7的处理UF4效果略好。脲甲醛肥料与尿素不同比例配施处理UF1、UF3、UF4的玉米穗鲜质量和秸秆鲜质量,分别高于常规尿素处理0.82%~2.41%和1 66%~4.33%。从产量构成的各因素看,施用含氮肥料可显著增加玉米的穗长和穗周长,株高大多略降低,穗行数、行粒数、百粒质量大多有一定增加。土壤全N含量以脲甲醛处理UF1最高,以N0PK处理最低,分别为0.159%、0 137%。与常规施肥处理相比,脲甲醛处理的土壤全N含量差异尚不明显。施用脲甲醛处理的土壤铵态氮平均含量由高到低依次为UF4>UF3>UF2>UF1,其中UF1和UF2处理低于N0PK处理。施用脲甲醛肥料处理的土壤硝态氮平均含量由高到低依次为UF4>UF3>UF1>UF2。施肥降低了土壤pH值,与常规施肥处理相比,脲甲醛肥料处理的土壤pH值略升高了-0.24%~4.14%,但差异不明显。说明脲甲醛肥料替代部分尿素在玉米上一次性施用与普通尿素基施加一次追施的效果相当,且以脲甲醛:尿素为1∶1的效果略好,可以满足玉米生长季对土壤无机氮的需求,但对土壤pH值和土壤全N含量影响不明显。
脲甲醛缓释肥料生产工艺及原理
脲甲醛缓释肥料⽣产⼯艺及原理
脲甲醛(Urea-forma,UF)为合成有机微溶性缓释氮肥,由尿素和甲醛在⼀定条件下反应缩合⽽成,包含亚甲基⼆脲、⼆亚甲三脲、三亚甲基四脲、四亚甲基五脲、五亚甲基六脲等缩合物,靠⼟壤微⽣物分解释放氮素。其肥效时间长短取决于组分分⼦链长短,分⼦链长的缩合物氮的肥效期长,肥效期可通过控制反应条件⼈为调控。
美国欧洲、⽇本及前苏联等国商品化脲醛肥料⽣产较早,脲甲醛肥料是世界上最早商品化的缓释肥料,也是最主要的缓释肥料品种,占缓释肥料总量的—半以上。
1、脲甲醛缓释肥料⽣产⼯艺
脲甲醛根据反应过程可以是液体或固体,液体⼜分为澄清液体和悬浮液体。固体为粉状、⽚状或颗粒状,⽩⾊,⽆味,在通常条件下易保存,不吸湿。脲甲醛(UF)缓释肥料是不同链长的甲基脲聚合物(聚甲基脲),固体w(N)36%~42%。由于脲甲醛(UF)缓释肥料是不同链长聚甲基脲的混合物,故具有不同的⽔溶性,即不同的缓释性和肥效期。
1.1脲甲醛缓释肥料⽣产原理
尿素和甲醛在碱性条件下发⽣加成反应,⽣成羟甲基脲,再经酸性条件发⽣缩合反应,⽣成甲基脲和聚甲基脲,即为脲甲醛。因尿素与甲醛原料配⽐n(u)/n(F)、pH值、温度和反应时间等反应条件的不周,可⽣产不同链长的聚甲基脲混合物。原料n(U)/n(F)和反应条件(pH值、温度、反应时间)是决定⽣成不同链长聚合物分布的重要因素。⼀般较⾼的n(u)/n(F)⽣成较短链的聚合物分布,反之,较低的n(u)/n(F)⽣成较长链的聚合物分布。n(u)/n(F)和反应条件也将影响到产物的相对分⼦量、溶解度、肥效期等缓释肥的主要性质。当n(u)/n(F)⼤于2时,⽣成全⽔溶性产品;当n(u)/n(F)⼩于1时,⽣成全不溶于⽔的产品(塑料、黏合剂等);当n(U)/n(F)在l~2(或l.2~1.4)时,⽣成部分或⼤部分不溶于⽔的产品(脲甲醛肥料)。
脲甲醛肥料的特性
脲甲醛肥料的特性
脲甲醛肥料特性
脲甲醛肥料因其溶解缓慢的特殊,从⽽以其为核⼼的脲醛复合肥可以使肥料的颗粒整体释放速度降低,从⽽达到磷,钾的缓释。
原理:溶解情况20℃下100g⽔中可溶解108g尿素,⽽尿素与甲醛缩合⽣成亚甲基⼆脲(MDU)的溶解度仅为2.18g/100g⽔。若缩合成⼆亚甲基三脲(DMTU),三亚甲基四脲(TMTU)溶解度分别为0.14g/100g⽔;0.018g/100g⽔。脲醛肥料是微溶性含氮化合物,它们相对尿素⽽⾔是缓释氮肥。
脲甲醛肥料(UF)是尿素与甲醛的反应物,随尿素与甲醛的摩尔⽐[n(U)/n(F)]不同,可以制得缩合度不同的脲甲醛肥料。以UH 表⽰尿素,U代表NH2CONH-, U'表⽰NHCONH- 当n(U)/n(F)>1时,尿素与甲醛反应可以⽣成多种化合物:
※⼀羟甲基脲 U.CH2OH w(N)31.11%
※亚甲基⼆脲(MDU) U-CH2-U w(N)42.41%
※⼆亚甲基三脲(DMTU) U-CH2-U-CH2-U w(N)41.17%
※三亚甲基四脲(TMTU) U-(CH2-U')2-CH2-U w(N)40.57%
※四亚甲基五脲(TMPU) U-(CH2-U')3-CH2-U w(N)40.22%
缩合度越⾼,分⼦链越长,在⽔中的溶解度越⼩,缓释期越长。
⼀羟甲基脲 U.CH2OH 是⽔溶性脲甲醛化合物,冷⽔中可溶性氮。若以1g样品溶于250ml,(25+-2)℃下的冷⽔中测得可溶性氮,并以CWS表⽰,则未反应的尿素,⼀羟甲基脲,MDU,及部分DMTU中的氮,在冷⽔中可溶,它代表速效氮或⼏周内有效氮的含量。三亚甲基四脲(TMTU)认为是最有⽤的组分与四亚甲基五脲(TMPU)中的氮构成冷⽔中不溶的氮(CWIN).它代表释放期可达⼏个⽉的缓释氮。TMTU TMPU是中链脲甲醛,可被⼟壤中微⽣物降解,逐渐变成⽔溶性氮。
常见脲醛氮肥的缓释性状
常见脲醛氮肥的品种与缓释性状
在当前农业生产中,由于氮肥的过量施用或一次性施用量太大,造成过量氮素转移到地表水和地下水以及气态氮损失到大气中等环境问题是存在的,所以如何提高氮肥利用率的应用性研究很迫切。
我们曾经对去年夏玉米高产高效生产体系中,两种施肥策略的对比分析发现,常规水溶性氮肥采用分次施用的策略,其综合效益明显优于一次性施用。可是,分次施肥在劳力保证及作业深度上都有难处,在很多地区不能实现。理想的氮肥产品是根据生育期的需求释放氮,但是这种既符合一次性施肥要求,又让农户买得起的肥料产品还没有研发出来,为了有利于解决现实问题,这里不妨介绍一些缓释氮肥品种,例如近年来在南方水稻生产中,具有部分缓释氮的复合肥,已经得到了局部性应用。其中的一类缓释成分是属于微溶性有机氮肥,现将常见三种脲醛缓效氮肥介绍如下:
一、甲醛尿素:尿素与甲醛反应可生产出含氮约30%的微溶化合物,在土壤中经化学或生物作用缓慢分解。产品为白色固体。无味,含氮38%。甲醛尿素不是固定组成的单一型化合物,而是由亚甲尿的聚合物组成,聚合物的链长有所不同,是脲甲醛的系列化合物。在溶解性质方面,这些化合物从易溶的到完全不溶的都有,可因生产时尿素对甲醛的分子摩尔比、 pH值、时间、温度的差异而定。常用甲醛尿素含30%溶于冷水(25℃)的氮,硝化速率几乎和尿素一样。在70%不溶于冷水(25℃)的氮中,至少有40%溶于热水,典型的应溶解50%-70%。通常用活性指数来评价脲醛化合物的适用性。
二、丁烯叉二脲(CDU):由尿素和巴豆醛或乙醛反应生成,粉状CDU含氮30%,既可直接用作单质缓释肥料,也可部分添加作单质氮肥或复合肥料使用。例如由90%的CDU和10%的NO3-N组成的颗粒产品Floranid含氮28%;用含氮75%的CDU制造颗粒三元复混肥,其中的一个肥料品级为20-5-10。
脲醛缓释化肥研究进展
06.
002
j.
中图分类号:
S145.
6 文献标识码:
A 文章编号:
1004-8901(
2019)
06-0006-04
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1004-8901.
2019.
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氮肥是最常用 的 一 种 化 肥,能 够 为 农 作 物 生 长
提供重 要 的 养 分,提 高 作 物 产 量. 但 由 于 施 肥 方
法、灌溉、水土流失 等 原 因,氮 肥 流 失 严 重. 有 研 究
售的速效氮肥以尿 素 为 主,尿 素 在 酸 性 和 碱 性 条 件
肥频次.脲 醛 缓 释 肥 是 最 早 实 现 商 品 化 的 缓 释 氮
脲醛树脂制造所用的尿素及甲醛
脲醛树脂制造所用的尿素与甲醛的供应和计量
脲醛树脂是人造板行业中使用的重要原料之一,对人造板的质量起着决定性的作用,而且在人造板的成本中占重要地以纤维板和刨花板为例,脲醛树脂的原料用量与木材用量之比(质量比)约为1:(7.5-8.5),但由于其单价较高,因此对成本的影响分别占25%与45%左右。尿素和甲醛的原料价格高低、质量好坏及计量准确与否,对人造板生产企业的经济效益及产品质量影响巨大。
1 尿素
1.1 尿素的计量在讨论这个问题之前,不妨先介绍一下国外大型企业是如何解决这个问题的。2005年美国GP 公司曾数次派代表团到我公司进行交流。据介绍,他们采用的是特制的火车槽车装运散装尿素,每辆椭圆形槽车下有个锥形斗。经火车地磅过秤后,即可将尿素通过锥形斗装入螺旋输送机中,再通过斗式提升机进入工厂的锥形储斗,储斗筒形侧壁有料位监视装置,锥部侧壁装有活塞式空气振动器,支座上装有电子秤。向胶罐加料时,启动储斗出口的旋转给料阀,通过电子秤上显示的质量变化即可得知向胶罐中加入的尿素质量。其优点可归纳如下。1.1.1 采用散装尿素可降低成本
采用散装尿素,不使用包装袋,也不需要人工搬运尿素,可降低成本。国内目前尚无散装尿素,均为袋装尿素,有40kg
/袋与50kg/袋两种包装,包装材采用每吨包装费约为50-60元,人工装卸搬运费若以10元/t 计,则两者共需60~70元/t。一个年耗尿素3万t人造板生产企业,如能省下这笔开支,一年即可增加l80~2l0万元。
散装尿素的前提是要有货源,并且尿素流动性要好且无结块。据了解,国内大型尿素装置(50万t/年)均有散装尿素库,而且由于生产稳定,各项操作指标控制严格,所以通常尿素均不结块。但是,国内人造板生产企业一般没有进厂专用铁路线,采用上述铁路槽车有一定的困难,但可考虑采用特制的汽车槽车(或翻斗车改装),将尿素从散装尿素库装车后运至使用点。附近有大型尿素装置的人造板企业可考虑采用这个方案。
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脲甲醛缓释肥料的初步实验与结果
一、合成原理
脲-醛肥料是由尿素和甲醛经两步反应制得 (一)羟甲基化反应
在中性及近弱碱性条件下,尿素与甲醛生成羟甲基脲:
2222H N C O N H H C H O H N C O N H C H O H
+→(一羟甲基脲)
2222H N C O N H C H O H H C H O H O C H N H C O N H C H O H
+→(二羟甲基脲)
(二)亚甲基化反应
在酸性条件下,脲和羟甲基脲反应,生成聚甲叉脲。
22222222H N C O N H H O C H N H C O N H H N C O N H C H N H C O N H H O +→
+(甲叉二脲)
22222222222()+2H N C O N H H O C H N H C O N H C H O H H N C O N H H N C O H N C H N H C O N H C H N H C O N H H O
++→二甲叉三脲
或()22n H NCONH CH NHCONH H (聚甲叉脲)n=1~(8~10)
当脲/甲醛(U/F )摩尔比>2时,则得到全水溶性产物(甲叉二脲和二甲叉三脲);当U/F 摩尔比为1~2时,则得到大部分不溶解的脲-醛肥料;当U/F<1时,生成不溶于水的高分子树脂产物(用于塑料和粘合剂工业)。
二、实验过程(合成步骤与条件)
向1000mL 三口烧瓶中加入一定量的尿素和甲醛溶液(37%)(根据n (U )/n (F )算出)和一定量的水,升温至45℃加入氢氧化钠调节PH 值至碱性,反应90min ,升温至55℃,加入盐酸调节PH 值至酸性(此步骤加入盐酸后大量放热,温度迅速升至80℃),反应30min 后产品进行过滤、干燥。
三、产品检测——总氮量及活性指数测定(此次测定样品为n (U )/n (F )=1.4制备所的产品)。
(1)含氮量的测定 ①空白试验
称取22g 混合催化剂(将1000g 硫酸钾和50g 五水硫酸铜充分混合,并仔细研磨),加入250mL 锥形瓶中,加入适量的水,量取30mL 硫酸溶液
(c(1/2H 2SO 4)=0.5mol/L )缓慢滴加进去。将烧瓶放到电子万用炉上加热至沸腾,调低温度使溶液缓慢沸腾,直到溶液变澄清固体全部溶解为止。
将烧瓶冷却至室温,加入250mL 蒸馏水,移入1000mL 烧瓶中,加入12mL 400g/L 氢氧化钠溶液,放到油浴锅中加热搅拌蒸馏,量取40mL 的硫酸溶液(c(1/2H 2SO 4)=0.5mol/L ),倒入250mL 的锥形瓶中,滴4~5滴甲基红-亚甲基蓝指示剂,用于接收蒸馏出来的溶液,蒸馏到出来的溶液显中性为止。
用氢氧化钠标准溶液滴定锥形瓶中 溶液,溶液由紫色变成灰绿色,为滴定终点,记下体积V 1。
②含氮量的测定
取一定量试样,加入250mL 锥形瓶中,在添加22g 混合催化剂(将1000g 硫酸钾和50g 五水硫酸铜充分混合,并仔细研磨)加入适量的水,量取30mL 硫酸溶液(c(1/2H 2SO 4)=0.5mol/L )缓慢滴加进去。将烧瓶放到电子万用炉上加热至沸腾,调低温度使溶液缓慢沸腾,直到溶液变澄清固体全部溶解为止。
将烧瓶冷却至室温,加入250mL 蒸馏水,移入1000mL 烧瓶中,加入12mL 400g/L 氢氧化钠溶液,放到油浴锅中加热搅拌蒸馏,量取40mL 的硫酸溶液,倒入250mL 的锥形瓶中,滴4~5滴甲基红-亚甲基蓝指示剂,用于接收蒸馏出来的溶液,蒸馏到出来的溶液显中性为止。
用氢氧化钠标准溶液滴定锥形瓶中 溶液,溶液由紫色变成灰绿色,为滴定终点,记下体积V 2。
总氮量含量1w 质量分数(%)表示,按式(1)计算
1211()14.01
1001000
V V C w m -⨯=
⨯⨯ (1)
式中:
V 1——空白试验时,消耗氢氧化钠标准滴定溶液的体积的数值,单位为毫升(mL );
V 2——测定时,消耗氢氧化钠标准滴定溶液的体积的数值,单位为毫升(mL );
C ——氢氧化钠标准滴定溶液的浓度的数值,单位为摩尔每升(mol/L ); 14.01——氮的摩尔质量的数值,单位为克每摩尔(g/mol ); m 1——试料的质量的数值,单位为克(g )。
冷水不溶氮含量测定
称取1g 试样(精确至0.0002g )放入50mL 锥形瓶中,向锥形瓶中加入少量乙醇,再加入25℃的磷酸盐缓冲溶液20mL ,放置15min ,放置过程中每5min 摇动一次,过滤上层清液,再用同温度的水倾泻洗涤4~5次,将不溶物全部移到滤纸上,充分洗涤滤纸直至滤液达到250mL 为止。
按测定总氮含量的方法测定滤纸上的不溶物中氮的含量即为冷水不溶性氮(CWIN)含量。
冷水不溶性氮(CWIN)的含量w 2质量分数(%)表示,按式(2)计算:
1322()14.01
100
1000
V V C w m -⨯=
⨯⨯ (2)
式中:
V 1——空白试验时,消耗氢氧化钠标准滴定溶液的体积的数值,单位为毫升(mL );
V 3——测定时,消耗氢氧化钠标准滴定溶液的体积的数值,单位为毫升(mL );
C ——氢氧化钠标准滴定溶液的浓度的数值,单位为摩尔每升(mol/L ); 14.01——氮的摩尔质量的数值,单位为克每摩尔(g/mol ); m 2——试料的质量的数值,单位为克(g )。 热水不溶氮含量测定
称取相当于冷水不溶性氮0.12g 量的试样(精确至0.0002g )放入250mL 碘量瓶中。对于含脲醛缓释肥料的复混肥料或掺混肥料,需加入0.5g 碳酸钙。向碘量瓶中加入100℃的磷酸盐缓冲溶液100mL 搅拌后加塞子,将此立即放入到沸水浴中(碘量瓶中的液面要低于水浴的水面),在每隔10min 轻轻搅拌一次的状态下加热30min 后,从水浴中取出碘量瓶并立即过滤,过滤必须在4min 内完成,如果过滤时间超过4min ,停止实验,重新提取分析试样再次进行同样操作,在加热后从水中将碘量瓶取出前,加入1g 硅藻土搅拌后再进行过滤,用约100mL 沸水将滤纸中的不溶物充分冲洗。但要求在滤液出现絮状物前或温度降到60℃前过滤完毕。
按测定总氮含量的方法测定滤纸上的不溶物中氮的含量即为热水不溶性氮(HWIN )的含量。