A study of preparation of controlled release urea fertilizer by using natural rubber latex

Abstract

For a controlled release of urea fertilizer, urea encapsulated by using natural rubber (NR) latex was prepared. Many techniques for preparing the capsules i.e., swelling of NR latex particles with organic solvent and precipitation of the mixture of urea/NR latex in acetic acid solution were studied. Acid precipitation was found to be the suitable technique for preparing the urea/NR capsules. The capsules obtained were spherical and having about 2-3 mm in diameter. Factors affecting the release rate of urea were subsequently investigated. It was found that results from the dried and wet capsules were quite similar. The rate of urea released from sulphur prevulcanized NR matrix was higher than that from unvulcanized NR matrix and almost all of urea was released within a few days. The results agreed with the microscopic studies of the capsules which showed the monolithic system and the presence of considerable amount of urea on the capsules surface. When the urea-unvulcanized NR capsules were coated with sodium alginate, it was found that the release rate of urea was significantly decreased and the duration of release was prolonged for ca. 2 months. Micrographs showed that sodium alginate was successfully coated on the capsules and the better distribution of urea in rubber matrix was also observed. The release urea of the coated capsules was inversely proportional to the concentration of sodium alginate and the capsules size and proportional to the initial urea concentration.

ในการควบคุมอัตราการปลดปล่อยของปุ๋ยยูเรียนั้น แคปซูลของปุ๋ยยูเรียที่มียางธรรมชาติเป็นเมทริกซ์ สามารถ เตรียมขึ้นได้จากการใช้น้ำยางธรรมชาติโดยตรง จากการ ศึกษาเทคนิคต่างๆ ที่ใช้เตรียมแคปซูล ได้แก่ การทำให้ อนุภาคของยางธรรมชาติบวมตัวด้วยสารละลายอินทรีย์ และ การตกตะกอนของของผสมยูเรียกับน้ำยางธรรมชาติในกรดอะซีติก พบว่าวิธีการตกตะกอนในกรดเป็นวิธีที่เหมาะสมในการเตรียม แคปซูลของยูเรีย ทำให้ได้แคปซูลที่มีลักษณะค่อนข้างกลมมี ขนาดประมาณ 2-3 มิลลิเมตร เมื่อศึกษาปัจจัยต่างๆ ที่อาจมีอิทธิพลต่ออัตราการ ปลดปล่อยของยูเรียจากแคปซูล พบว่าแคปซูลที่อบแห้งจะให้ ผลเช่นเดียวกับแคปซูลที่ไม่ได้อบ เมื่อใช้ยางที่เชื่อมโยง ด้วยซัลเฟอร์อัตราการปลดปล่อยของยูเรียจากแคปซูลจะ มากกว่าเมื่อใช้ยางที่ไม่ได้ผ่านการเชื่อมโยง แต่ทั้งนี้ พบว่า ยูเรียเกือบทั้งหมดจะปลดปล่อยภายในเวลา 2-3 วัน ผลที่ได้สอดคล้องกับการศึกษาโครงสร้างของแคปซูลที่เตรียม ได้ที่ศึกษาโดยวิธีทางไมโครสโครปีซึ่งพบว่ามีลักษณะเป็น โมโนไลติก และมียูเรียปริมาณมากอยู่ที่ผิวของแคปซูล การเคลือบเม็ดแคปซูลของยูเรีย/ยางธรรมชาติที่ไม่ได้ เชื่อมโยง ด้วยโซเดียมอัลจิเนจ ทำให้อัตราการปลดปล่อยของ ยูเรียลดลงอย่างมากโดยมีระยะเวลาการปลดปล่อยนานถึง 2 เดือน จากโครงสร้างของแคปซูลที่ศึกษาด้วยไมโครสโครปี พบว่าโซเดียมอัลจิเนจเคลือบอยู่ที่ผิวของแคปซูลจริงและทำให้ ยูเรียกระจายตัวในยางธรรมชาติที่เป็นเมทริกซ์ดีขึ้น อัตรา การปลดปล่อยของยูเรียเป็นสัดส่วนกลับกับความเข้มข้นของ โซเดียมอัลจิเนจและขนาดของแคปซูล และเป็นสัดส่วนโดยตรง กับความเข้มข้นเริ่มต้นของยูเรียในแคปซูล