１４　天　津　化　工　１９９　７年第３期　
尿素甲醛缩合物的研制　
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摘要低分子尿素甲醛缩舍物是一种缓释化肥，不仅可以显著提高氮的刹用率，而且可以　
催化荆存在下与尿素缩舍得到的。　｛　
关键词丝壁　殷加成反应缩舍反应／　

１．前言　
目前，我国化肥的年产量已达到１．２亿　
吨．其中尿素占ｌ／５以上　尿素施入土壤后，　
在脲酶的作用下会分解释放出氨；尿素的溶　
解度较大，还会随土壤申的水分流失；此外，　还会有部分尿素附着在土壤颗粒表层难以放　作物吸收利用　这样，就使尿素的总有效利　用率一般仅为４０　为此，世界各国都在摸　索提高尿素利用率的有效方法　１９４６年ＬｅｅＪ．Ｙ等发现尿素与甲醛的缩　合产物的释氨速度明显低于尿素，并在美国　牧场进行的试验，证实这种缩台物具有良好　的肥效　从此，许多国家便开始将其作为缓　释化肥进行试验研究。近年来据日本、德国　等报道，此种缩舍物还具有促进土壤形成团　粒结构、保墒、防止抄化以及增加作物根系　穿透力的性能　为了衡量尿素一甲醛缩台物中氪的有效　利用率，美国农业化学家协会（ＡＯＡＣ）将缩　合产物所含的氮划分为辩离尿素氮（Ｆ～　ＵＮ）　水溶性氯（ＷＳＮ）、溶于热水氯　（ＨＷＳＮ）和不溶于热水氮（ＨＷ１Ｎ）四组。其　中：　ＷＳＮ＝ｒⅣ一（ＷＩＮ＋Ｆ—ＵＮ）　ＨｗＳＮ＝ＷｌＮ—ＨｗｌＮ　·于曦等是天津师范大学化学系毕业生　ＴＮ为全氮，Ｗ１Ｎ为不溶于冷水氮。研　究发现，ＨＷＳＮ越高，尿素一甲醛缩舍物的　有效利用率越高　ＡＯＡＣ规定尿素　甲醛缩　舍物的ＷＩＮ／ＴＮ×１００　不得低于６Ｏ％，同　时提出利用缩合物的可利用指数ＡＩ值衡量　氨的有效利用率，并规定Ａｌ值不得低于　
４０　

Ａ１＝（　ＩＮ—　ＷＩＮ）／ｕ，，Ⅳ×１００％　
１　９９１年以来，我们对尿素与甲醛缩合物　
的制备方法和反应条件做了大量试验，摸索　
到最佳反应条件，产品不仅完全达到上述要　
求．而且ＡＩ值已达到７８　。为将其制成复合　
型肥，我们还成功地进行了掺加其它营养成　
分的试验。　

２．制备方法　
２．１反应原理　
首先，在碱性或中性条件下，尿素与甲　
醛反应生成羟甲基脲、二羟甲基腮等加成产　
物｝然后在酸性条件下，加成产物与尿素缩　
合得到亚甲基二脲、二亚甲基三脲、三亚甲　
基四脲等混合物。　
２．２加成　
将甲醛溶液加Ｎａ　Ｂ．Ｏ　一Ｈ：Ｂ０　缓冲试　
剂，调节ｏＨ８　９。按尿素与甲醛的摩尔比　

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１９９７年第３期　津　化　工　１５　
（Ｕ／Ｆ）缓缓加入尿素，反应温度控制在４Ｏ～　
５０＂（２，充分搅拌。按照作物需要加人各种营　
养成分，搅拌至全部溶解。　
２．３缩台　
将上述溶液加酸调节ｐＨ４．５～５，搅拌，　待全部固化后，经干燥　粉碎即得产品。　３．反应条件的选择　尿素甲醛缩合物的溶解度、释氨速度、作　物利用率等都与其缩合度有关，而缩合度又　与Ｕ／Ｆ、反应温度、ｐＨ值，催化剂有关．经　过大量试验，得出最佳反应条件。　３．１屎素一甲醛摩尔比（Ｕ／Ｆ）　试验表明．增大Ｕ／Ｆ将使溶于冷水部分　的比倒增大，ＷＩＮ比例减小，致使ＡＩ值（即　氟的有效利用率）降低．同时，若ｕ／Ｆ太高，　还会使缩合物释氨速度加快，从而降低了氮　的利用率．相反，ｕ／Ｆ太低则ＨＷＩＮ都分的　比例过高．亦使ＡＩ值偏低．因此，ｕ／Ｆ应介　于１．２～１．５·１。实际生产中，根据作物对肥　效时间长短的不同要求，可对Ｕ／Ｆ适当调　整。增大ｕ／Ｆ，可使肥效时间缩短｝减小Ｕ／　Ｆ，则使肥效时问延长。表ｌ所列数据表明ＡＩ　值与ｕ／Ｆ的关系．　表１　ｕ／Ｆ对缩台物Ａｌ值的影响　３．２　ｐＨ位　加成反应宜在碱性条件下进行，以ｐＨ８　９为宜．试验表明，加入尿素后钧料ｐＨ逐　渐增大ｔ直至增加约１２　后稍有降低．为维　持料液ｐＨ值，最好采用疑冲试剂做为碱性　试剂ｔ例如：ＮｓＩＨＰＯ‘一Ｎ８Ｈ　ｑ，ＮａｔＢ‘Ｏ７　Ｈ；Ｂ　等均适用，经比较尤以后者为佳．　缩合反应应在ｐＨ４．５～５之间进行。ｐＨ　过高会使产率降低；过低产率虽增加，但产　物缩合度太高，ＨＷＩＮ部分增加，致使ＡＩ值　降低。　３．３反应强度　加成反应阶段投人尿素后溶解时吸热将　
使物料温骤然大幅度降低，使加成速度下降。　
为缩短反应时问，温度应控制在４０～５０℃．　
缩合反应是热效应较大的放热反应，而　
温度的高低对缩合物的分子量　溶解度、释　
氨速度乃至作物吸收利用率都有直接的影　
响。试验表明，缩合反应温度以５０￣６０＂Ｃ为　
宜。温度过低反应速度太慢，过高将使缩台　
物分子量偏大，溶解度减小，释氨速度降低，　
最终导致作物吸收利用率下降。　
３－４酸碱试剂　
Ｈａ０Ｈ、Ｎａ。ｃ０　筹均可用于调节加成反　
应阶段物料的ｐＨ值，为使物料ｐＨ基本保持　
不变．采用硼砂＋硼酸＋Ｎａ０Ｈ最为适宜，其　
重量不超过物料总重的０．６　．　
缩合反应阶段可采甩硫酸　盐酸、磷酸　
等无机酸，其中以磷酸为佳，固其在反应物　
系中形成的磷酸盐本身就是怍物必需的磷　
肥。　
３．５多元营养成分的掺加　
针对不同作物对各种营养成分的不同需　
要，在加成反应结柬后加入所需之营养成分，　
如ＦｅｓＯ．、ｃｕＳＯ。　碘盐、钴盐……，这些营　
养成分均应为可溶性盐或其它化台物。各种　
营养成分加人后，须待搅拌至全部溶解后方　
可进行下步反应。　
据文献报道，尿素一甲醛缩合物施＾土　
壤后，还可使土壤形成团粒结构，并具有保　
墒、防止沙化和增加作物根系穿透力的性能。　
尽管尿素一甲醛缩合物作为缀释化肥在　
我国尚属空白，但因能显著提高氯利用率，并　
具有生产工艺简单，生产中无三废，不会造　
成环境污染等优点，相信一旦为人们所认识，　
便会迅速推广，取得显著的经济效益和社会　
效益。　（收稿日期１９９７．１）　

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