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近日，皇家娱乐城 资环所在中科院农林科学一区Top期刊Industrial Crops and Products（IF2022=5.9）上发表了题为“Introduction of bio-based hard segment as an alternative strategy to environmentally friendly polyurethane coated urea”的研究论文。

该研究首次利用生物基异氰酸酯构建控释肥用可降解聚氨酯包膜，通过赖氨酸二异氰酸酯（LDI）和芳香族石油基异氰酸酯（PAPI）不同比例混合物与蓖麻油原位反应合成一系列高生物基含量聚氨酯包膜材料。通过对膜材的化学结构和性能表征，提出了LDI对膜材控释和降解性能调控的机制。实验结果表明，包膜材料的控释性能可调，且随着LDI含量的增加，膜材的热力学稳定性、交联密度降低，亲水性和降解性能提高。异氰酸酯组分中生物基异氰酸酯LDI替代比例为1:1的膜材（生物基含量为77%），在包膜率为3%的条件下，肥料释放期可达60天。高生物基含量聚氨酯膜材与水稻种子共培养实验表明，即使在材料高浓度条件下对种子发芽也无影响，从而证实材料具有安全使用性。该研究针对当前生物基聚氨酯控释膜材降解性能不足的特点，创新性的采用生物基异氰酸酯对石油基异氰酸酯不同比例替代，实现对生物基膜材控释和降解性能的协同调控。与传统的生物基聚氨酯包膜肥料相比，这种新型包膜肥料具有环境友好和生物基含量高的优点。本研究为解决包膜肥料用生物基聚氨酯膜材降解的瓶颈问题提供了一种新的设计策略。

资环所董淑祺助理研究员为该论文的第一作者和通讯作者，李丽霞副研究员为该论文的共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金青年科学基金项目 (NO. 32202614)和皇家娱乐城 资环所团队促进项目（YZS202207）等科研项目的资助。

论文链接：//doi.org/10.1016/j.indcrop.2023.117164