阅读说明：本技术 一种复合缓释肥吸水纤维及其制备方法和应用 (Composite slow-release fertilizer water-absorbing fiber and preparation method and application thereof ) 是由 杨琳 王中珍 丁帅 于 2019-10-18 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种复合缓释肥吸水纤维及其制备方法和应用,属于吸水纤维技术领域。本发明提供了一种复合缓释肥吸水纤维的制备方法,包括以下步骤：在保护性气氛条件下,将丙烯酸、丙烯酸盐、丙烯酰胺、聚乙烯醇、交联剂和水混合,得到反应液；在保护性气氛条件下,将所述反应液和引发剂混合,进行溶液聚合反应,得到聚合物溶液；在保护性气氛条件下,将所述聚合物溶液和磷酸镁铵混合,进行共混复合反应,得到聚合物纺丝溶液；将所述聚合物纺丝溶液依次进行溶液纺丝和交联反应,得到复合缓释肥吸水纤维。本发明制备的复合缓释肥吸水纤维的缓释肥料时间长,而且吸水和保水功能优异。(The invention provides a composite slow-release fertilizer water-absorbing fiber and a preparation method and application thereof, belonging to the technical field of water-absorbing fibers. The invention provides a preparation method of composite slow release fertilizer water absorption fiber, which comprises the following steps: mixing acrylic acid, acrylate, acrylamide, polyvinyl alcohol, a cross-linking agent and water under the condition of protective atmosphere to obtain a reaction solution; under the condition of protective atmosphere, mixing the reaction solution and an initiator to carry out solution polymerization reaction to obtain a polymer solution; under the condition of protective atmosphere, mixing the polymer solution and ammonium magnesium phosphate, and carrying out blending composite reaction to obtain a polymer spinning solution; and sequentially carrying out solution spinning and crosslinking reaction on the polymer spinning solution to obtain the composite slow-release fertilizer water-absorbing fiber. The composite slow release fertilizer water absorption fiber prepared by the invention has long time of slow release fertilizer and excellent water absorption and retention functions.)

一种复合缓释肥吸水纤维及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及吸水纤维技术领域，具体涉及一种复合缓释肥吸水纤维及其制备方法和应用。

背景技术

常规的缓释肥主要包括合成有机氮肥、包膜肥料、缓溶性无机肥料以及以天然有机质为基体的氨化肥料，其不具备吸水保水功能。除此之外，还有部分具有吸水保水性能的缓释肥，制备方法有包膜法(吸水剂为膜层、肥料为内核)、共混法(成品吸水剂颗粒与缓释肥共混)，包膜法和共混法的缺点是肥料分布不均匀，影响缓释效果，而且都不能适用非织造生产工艺。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种复合缓释肥吸水纤维及其制备方法和应用。本发明提供的复合缓释肥吸水纤维吸水、保水和缓释肥料功能良好。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：一种复合缓释肥吸水纤维的制备方法，包括以下步骤：

在保护性气氛条件下，将丙烯酸、丙烯酸盐、丙烯酰胺、聚乙烯醇、交联剂和水混合，得到反应液；

在保护性气氛条件下，将所述反应液和引发剂混合，进行溶液聚合反应，得到聚合物溶液；

在保护性气氛条件下，将所述聚合物溶液和磷酸镁铵混合，进行共混复合反应，得到聚合物纺丝溶液；

将所述聚合物纺丝溶液依次进行溶液纺丝和交联反应，得到复合缓释肥吸水纤维。

优选的，所述丙烯酸盐占丙烯酸和丙烯酸盐总摩尔量的60～85％；

所述丙烯酰胺和丙烯酸的质量比为(0.15～0.45)：1；

所述丙烯酰胺和丙烯酸的总质量与聚乙烯醇、交联剂的质量比为100：(25～45)：(0.02～0.1)；

所述反应液中丙烯酸、丙烯酰胺和聚乙烯醇的浓度为15～20wt％。

优选的，所述引发剂包括过硫酸铵和/或过硫酸钾；

所述交联剂包括N,N-亚甲基双丙烯酰胺、戊二醛、N-羟甲基丙烯酰胺、丙烯酸羟乙酯或丙烯酸羟丙酯。

优选的，所述丙烯酰胺和丙烯酸的总质量与引发剂的质量比为100：(0.2～1)。

优选的，所述丙烯酰胺和丙烯酸的总质量与硫酸镁铵的质量比为100：(5～20)。

优选的，所述溶液聚合反应的温度为55～70℃，时间为2～3h。

优选的，所述共混复合反应的温度为40～50℃，时间为1～4h。

优选的，所述溶液纺丝的工作参数为：牵伸倍数为1～2倍，凝固浴为乙醇溶液；

所述交联反应的温度为105～115℃，时间为10～20min。

本发明提供了上述技术方案所述制备方法制备的复合缓释肥吸水纤维。

本发明还提供了上述技术方案所述的复合缓释肥吸水纤维在农林园艺、护坡护堤、沙漠防治、水土保持、无土栽培、非织造产品或植生材料中的应用。

本发明提供了一种复合缓释肥吸水纤维的制备方法，包括以下步骤：在保护性气氛条件下，将丙烯酸、丙烯酸盐、丙烯酰胺、聚乙烯醇、交联剂和水混合，得到反应液；在保护性气氛条件下，将所述反应液和引发剂混合，进行溶液聚合反应，得到聚合物溶液；在保护性气氛条件下，将所述聚合物溶液和磷酸镁铵混合，进行共混复合反应，得到聚合物纺丝溶液；将所述聚合物纺丝溶液依次进行溶液纺丝和交联反应，得到复合缓释肥吸水纤维。本发明通过特别的制备工艺以得到网络结构复杂致密的复合缓释肥吸水纤维，一方面，当复合缓释肥吸水纤维与水接触时，会逐渐溶胀成水凝胶并最终达到溶胀平衡，在这个过程中分布在高吸水聚合物网络结构中的磷酸镁铵微粒逐渐溶解，形成可与土壤溶液动态交换的自由水溶液，复合缓释肥吸水纤维中的养分随着溶液的动态交换不断缓慢释放到土壤中；另一方面，复合缓释肥吸水纤维与水长期接触过程中，其大分子链会发生断裂，键接到高分子链上的镁离子和铵根离子会直接进入土壤溶液，也会随着溶液动态交换释放到土壤中，此过程缓慢且持续时间长，进而复合缓释肥吸水纤维的养分缓释性得以实现。本发明提供的复合缓释肥吸水纤维吸水、保水、缓释肥料的功能良好。

附图说明

图1为溶液纺丝的工艺示意图，其中，a-储料罐；b-喷丝头；c-凝固浴；d-牵伸辊；e-热牵伸箱；f-卷绕辊；

图2为聚合物溶液中的聚合物的反应流程图；

图3为复合缓释肥吸水纤维的结构示意图；

图4为复合缓释肥吸水纤维的养分缓释机理示意图；

图5为实施例1制备的复合缓释肥吸水纤维的SEM图；

图6为实施例1制备的复合缓释肥吸水纤维横截面的SEM图，其中，a为横截面图，b为横截面局部放大图；

图7为实施例1制备的复合缓释肥吸水纤维的FTIR图；

图8为实施例2制备的复合缓释肥吸水纤维横截面的SEM图，其中a为横截面图，b为横截面局部放大图；

图9为实施例3制备的复合缓释肥吸水纤维横截面的SEM图，其中a横截面图，b为横截面局部放大图。

具体实施方式

本发明提供了一种复合缓释肥吸水纤维的制备方法，包括以下步骤：

在保护性气氛条件下，将丙烯酸、丙烯酸盐、丙烯酰胺、聚乙烯醇、交联剂和水混合，得到反应液；

在保护性气氛条件下，将所述反应液和引发剂混合，进行溶液聚合反应，得到聚合物溶液；

在保护性气氛条件下，将所述聚合物溶液和磷酸镁铵混合，进行共混复合反应，得到聚合物纺丝溶液；

将所述聚合物纺丝溶液依次进行溶液纺丝和交联反应，得到复合缓释肥吸水纤维。

在本发明中，若无特殊说明，所有的原料组分均为本领域技术人员熟知的市售商品。

本发明在保护性气氛条件下，将丙烯酸、丙烯酸盐、丙烯酰胺、聚乙烯醇、交联剂和水混合，得到反应液。

本发明对于所述保护性气氛没有特殊限定，采用本领域熟知的保护性气氛即可，具体如氮气、氩气。

本发明优选将所述丙烯酸和碱性试剂进行中和反应得到丙烯酸、丙烯酸盐的混合溶液。在本发明中，所述碱性试剂优选为NaOH、KOH或氨水。在本发明中，所述丙烯酸盐优选占丙烯酸和丙烯酸盐总摩尔量的60～85％，即所述丙烯酸的中和程度优选为60～85％，更优选为65～80％，最优选为70～75％。

在本发明中，所述交联剂优选包括N,N-亚甲基双丙烯酰胺、戊二醛、N-羟甲基丙烯酰胺、丙烯酸羟乙酯或丙烯酸羟丙酯，更优选为N,N-亚甲基双丙烯酰胺。在本发明中，所述交联剂在使用时优选以交联剂水溶液形式使用；所述交联剂水溶液的浓度优选为0.1～1.0wt％，更优选为0.1～0.5wt％，最优选为0.1wt％。在本发明中，所述丙烯酰胺和丙烯酸的质量比优选为(0.15～0.45)：1，更优选为(0.25～0.45)：1，最优选为(0.2～0.3)：1。

在本发明中，所述聚乙烯醇优选为聚乙烯醇1799；所述聚乙烯醇优选以聚乙烯醇水溶液形式使用；所述聚乙烯醇水溶液的浓度优选为10～15wt％，更优选为10～13wt％，最优选为10～11wt％。在本发明中，所述丙烯酰胺和丙烯酸的总质量与聚乙烯醇、交联剂的质量比优选为100：(25～45)：(0.02～0.1)，更优选为100：(25～40)：(0.04～0.08)，最优选为100：(25～30)：(0.05～0.06)。

在本发明中，所述反应液中丙烯酸、丙烯酰胺和聚乙烯醇的浓度优选为15～20wt％，更优选为16～19wt％，最优选为17～18wt％。在本发明中，所述反应液中的水优选包括上述各组分溶液(碱性试剂、交联剂水溶液、聚乙烯醇水溶液)中的水，能够保证各组分的含量在上述范围内即可。

在本发明中，所述混合的温度优选为20～40℃，更优选为25～30℃；所述混合的时间优选为10～30min，更优选为10～20min；所述混合的时间优选以丙烯酰胺溶解完计。

得到反应液后，本发明在保护性气氛条件下，将所述反应液和引发剂混合，进行溶液聚合反应，得到聚合物溶液。

本发明对于所述保护性气氛没有特殊限定，采用本领域熟知的保护性气氛即可，具体如氮气或氩气。

在本发明中，所述丙烯酰胺和丙烯酸的总质量与引发剂的质量比为100：(0.2～1)，更优选为100：(0.4～0.8)，最优选为100：(0.4～0.6)。在本发明中，所述引发剂优选包括过硫酸铵和/或过硫酸钾，更优选为过硫酸铵或过硫酸钾。在本发明中，所述引发剂优选以引发剂水溶液形式使用，所述引发剂水溶液的浓度优选为4～8wt％，更优选为4～7wt％，最优选为4～6wt％。

在本发明中，所述反应液和引发剂混合的方式优选为将所述引发剂滴加到所述反应液中；本发明对于所述引发剂的滴加速度没有特殊限定，采用本领域熟知的滴加速度即可。在本发明中，所述混合的温度优选为55～65℃，更优选为57～62℃，最优选为60℃。

在本发明中，所述溶液聚合反应的温度优选为55～70℃，时间优选为2～3h。在本发明中，所述溶液聚合反应优选为先在55～60℃条件下反应1～1.5h，然后升温至65～70℃后反应1～1.5h。本发明的溶液聚合反应在不同的温度下进行，便于控制所述溶液聚合反应过程，防止原料暴聚，进而影响复合缓释肥吸水纤维的吸水、保水和缓释肥料的性能。

在本发明中，所述溶液聚合反应过程中发生的反应是丙烯酸、丙烯酸盐、丙烯酰胺在引发剂的作用下生成丙烯酸盐(丙烯酸)丙烯酰胺共聚物；丙烯酸盐(丙烯酸)丙烯酰胺共聚物、聚乙烯醇、交联剂在加热和引发剂的作用下，既会发生丙烯酸盐(丙烯酸)丙烯酰胺共聚物之间的交联，也会发生聚乙烯醇长链穿插于丙烯酸盐(丙烯酸)丙烯酰胺共聚物网络中的情况，最终形成半互穿网络结构，制备得到的聚合物溶液中的聚合物为丙烯酸盐(丙烯酸)-丙烯酰胺/聚乙烯醇聚合物，简写为P(AANa(AA)-co-AM)/PVA聚合物。

完成所述溶液聚合反应后，本发明优选还包括将所得反应体系的温度降低至40～50℃，更优选为45℃。

得到聚合物溶液后，本发明在保护性气氛条件下，将所述聚合物溶液和磷酸镁铵混合，进行共混复合反应，得到聚合物纺丝溶液。

本发明对于所述保护性气氛没有特殊限定，采用本领域熟知的保护性气氛即可，具体如氮气、氩气。

在本发明中，所述磷酸镁铵(MAP)的粒度优选小于300目，更优选为300～800目。在本发明中，所述丙烯酰胺和丙烯酸的总质量与硫酸镁铵的质量比优选为100：(5～20)，更优选为100：(10～20)，最优选为100：(10～15)。本发明控制磷酸镁铵添加量，有利于控制磷酸镁铵的缓释周期。

在本发明中，所述聚合物溶液和磷酸镁铵混合的方式优选为将所述磷酸镁铵分批加入到所述聚合物溶液中，每次加入磷酸镁铵的量优选为磷酸镁铵总质量的10％。本发明通过将所述磷酸镁铵分次加入到所述聚合物溶液中，能够使磷酸镁铵分散较为均匀。

在本发明中，所述共混复合反应的温度优选为40～50℃，更优选为45～50℃；所述共混复合反应的时间优选为1～4h，更优选为2～3h。在本发明中，当聚合物溶液温度较低时，其粘度较大，搅拌困难，MAP不能在聚合物溶液中充分分散；当聚合物溶液温度较高时，聚合物溶液中部分未反应单体继续反应，会使粘度增加，同样影响MAP在聚合物溶液中的分散。本发明将共混复合反应的温度控制为40～50℃，此时聚合物溶液较稳定，便于MAP的添加及反应。在本发明中，制备得到的聚合物纺丝溶液中的聚合物为丙烯酸盐(丙烯酸)-丙烯酰胺/聚乙烯醇/磷酸镁铵聚合物，简写为P(AANa(AA)-co-AM)/PVA/MAP聚合物。

完成所述共混复合反应后，本发明优选还包括将所得反应体系的温度降低至室温。

得到聚合物纺丝溶液后，本发明将所述聚合物纺丝溶液依次进行溶液纺丝和交联反应，得到复合缓释肥吸水纤维。

在本发明中，进行所述溶液纺丝前优选还包括将所述聚合物纺丝溶液进行脱泡。在本发明中，所述脱泡优选在湿法纺丝小样机纺丝液存储罐中进行。在本发明中，所述脱泡的方式优选为静置脱泡，所述静置脱泡的时间优选为24～48h，更优选为24～36h。

在本发明中，所述溶液纺丝的工作参数为：牵伸倍数优选为1～2倍，更优选为2倍；凝固浴优选为乙醇溶液，所述乙醇溶液中乙醇的体积分数优选为50～75％，更优选为50～60％。在本发明中，所述凝固浴的温度优选为25～30℃，更优选为30℃。

在本发明中，所述溶液纺丝的工艺示意图如图1所示，图1中，a为储料罐；b为喷丝头；c为凝固浴；d为牵伸辊；e为热牵伸箱；f为卷绕辊。

在本发明中，所述溶液纺丝的工艺优选为：纺丝液经静置脱泡后，升温至45～50℃，经计量泵、过滤器，从喷丝头喷出，进入乙醇溶液凝固浴，凝固浴温度为25～30℃，凝固时间2～5min，得到的初生纤维进入温度为40～50℃的热牵伸箱，热牵伸5min后卷绕到卷绕辊上。

在本发明中，所述交联反应的温度优选为105～115℃，更优选为105℃，所述交联反应的时间优选为10～20min，更优选为15～20min。

在本发明中，所述复合缓释肥吸水纤维的制备过程中发生的反应如下：丙烯酸、丙烯酸盐、丙烯酰胺在引发剂的引发下生成丙烯酸盐(丙烯酸)丙烯酰胺共聚物，丙烯酸盐钠(丙烯酸)丙烯酰胺共聚物、聚乙烯醇、交联剂在引发剂的引发下，既会发生丙烯酸盐(丙烯酸)丙烯酰胺共聚物之间的交联，也会发生聚乙烯醇长链穿插于丙烯酸盐(丙烯酸)丙烯酰胺共聚物网络中的情况，最终形成半互穿网络结构，制备的聚合物的反应流程图如图2所示。由于聚合物纺丝溶液中的磷酸镁铵随机分布，部分磷酸镁铵还能够与聚合物纺丝溶液中存在的未中和的丙烯酸发生式(1)和/或式(2)所示的反应，Mg²⁺和NH⁴⁺的存在会形成-COO-Mg-OOC-和-COONH₄结构，使复合缓释肥吸水纤维的网络结构更加复杂致密，复合缓释肥吸水纤维的结构如图3所示。

NH₄MgPO₄+H⁺＝Mg²⁺+NH⁴⁺+HPO₄ ^2- 式(1)

NH₄MgPO₄+2H⁺＝2Mg²⁺+NH⁴⁺+H₂PO₄ ^2- 式(2)。

在本发明中，所述复合缓释肥吸水纤维的缓释机理示意图如图4所示：复合缓释肥吸水纤维中的养分具有缓释性是由磷酸镁铵在纤维中的存在形式决定的，部分磷酸镁铵与丙烯酸发生反应而使Mg²⁺、NH⁴⁺等键接到高分子链上，另一部分则以磷酸镁铵微粒的形式分布在P(AANa(AA)-co-AM)/PVA聚合物的网络结构中。一方面，当复合缓释肥吸水纤维与水接触时，会逐渐溶胀成水凝胶并最终达到溶胀平衡，在这个过程中分布在P(AANa(AA)-co-AM)/PVA聚合物网络结构中的磷酸镁铵微粒逐渐溶解并形成一部分可与土壤溶液动态交换的自由水溶液，纤维中的养分随着溶液的动态交换不断缓慢释放到土壤中。另一方面，聚合物网络与水长期接触过程中，P(AANa(AA)-co-AM)/PVA聚合物的大分子链会发生断裂，键接到P(AANa(AA)-co-AM)/PVA聚合物高分子链上的Mg²⁺、NH⁴⁺等离子既会直接进入土壤溶液，也会随着溶液动态交换释放到土壤中，此过程缓慢且持续时间长。因此，复合缓释肥吸水纤维的养分缓释性得以实现。

本发明还提供了上述技术方案所述制备方法制备的复合缓释肥吸水纤维。

在本发明中，所述复合缓释肥吸水纤维包括丙烯酸盐(丙烯酸)-丙烯酰胺/聚乙烯醇聚合物和磷酸镁铵。在本发明中，所述复合缓释肥吸水纤维中，部分磷酸镁铵以微粒形式分布在P(AANa(AA)-co-AM)/PVA聚合物的网络结构中，另一部分磷酸镁铵中的镁离子和铵根离子键接到P(AANa(AA)-co-AM)/PVA聚合物的高分子链上。

在本发明中，所述复合缓释肥吸水纤维的长度优选为40mm～60mm，更优选为45mm～55mm。

本发明提供的复合缓释肥吸水纤维中，部分磷酸镁铵以微粒的形式分布在P(AANa(AA)-co-AM)/PVA聚合物的网络结构中，另一部分磷酸镁铵中的镁离子和铵根离子键接到所述P(AANa(AA)-co-AM)/PVA聚合物的高分子链上，形成-COO-Mg-OOC-和-COONH₄结构，使P(AANa(AA)-co-AM)/PVA聚合物的网络结构变得更加复杂致密。一方面，当复合缓释肥吸水纤维与水接触时，会逐渐溶胀成水凝胶并最终达到溶胀平衡，在这个过程中分布在高吸水聚合物网络结构中的磷酸镁铵微粒逐渐溶解，形成可与土壤溶液动态交换的自由水溶液，复合缓释肥吸水纤维中的养分随着溶液的动态交换不断缓慢释放到土壤中。另一方面，复合缓释肥吸水纤维与水长期接触过程中，其大分子链会发生断裂，键接到高分子链上的镁离子和铵根离子会直接进入土壤溶液，也会随着溶液动态交换释放到土壤中，此过程缓慢且持续时间长，进而复合缓释肥吸水纤维的养分缓释性得以实现。

本发明提供了上述技术方案所述的复合缓释肥吸水纤维或上述技术方案所述制备方法制备的复合缓释肥吸水纤维在农林园艺、护坡护堤、沙漠防治、水土保持、无土栽培、非织造产品或植生材料中的应用。在本发明中，所述复合缓释肥吸水纤维用于非织造产品和功能的植生材料时，所述复合缓释肥吸水纤维既可单独使用非织造技术，制成不同厚度、克重、孔隙率等规格的非织造产品；也可与其它纤维(如落棉、落麻、椰壳纤维等)混配，制成不同性能的非织造产品；还可将制得的非织造产品与具有一定功能的材料(如水土保护毯、加筋植生垫、生态植被毯等)结合，制成具有多种功能的植生材料。

下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

(1)在冰水浴中，将丙烯酸(AA)缓慢滴加到30wt％的NaOH水溶液中，配制成中和度为75％的丙烯酸/丙烯酸钠混合溶液；

(2)在安装有电动搅拌器、水冷凝管，通氮气的三口烧瓶中依次加入丙烯酸/丙烯酸钠混合溶液、丙烯酰胺(AM)、N,N-亚甲基双丙烯酰胺水溶液(10wt％)、聚乙烯醇水溶液(PVA，10wt％)和去离子水，室温搅拌至丙烯酰胺充分溶解后再继续搅拌10min，得到反应液，其中，原料质量比如下，AM：AA＝0.25:1，PVA：MBA：(AA+AM)＝0.3:0.0006:1，反应液中(AA+AM+PVA)的总浓度为18wt％；

(3)将水浴锅升温至60℃，将过硫酸铵水溶液(4wt％)缓慢滴加至所述反应液中，并在此温度反应1h，再升温至70℃后反应1h，停止加热与搅拌，冷却至45℃，得到P(AANa(AA)-co-AM)/PVA聚合物溶液，其中APS：(AA+AM)质量比＝0.004:1；

(4)将磷酸镁铵分10次(每次加磷酸镁铵总质量的10％)加入到45℃的P(AANa(AA)-co-AM)/PVA聚合物溶液中，保温并持续搅拌2h，停止通氮气，冷却至室温，得到P(AANa(AA)-co-AM)/PVA/MAP聚合物溶液，其中MAP：(AA+AM)质量比＝0.1:1，所述磷酸镁铵的粒度为300～800目；

(5)将所述P(AANa(AA)-co-AM)/PVA/MAP聚合物纺丝溶液置于湿法纺丝小样机纺丝液存储罐，静置36h脱泡，设置牵伸倍数为2倍，以温度为30℃、体积分数为50％的乙醇溶液为凝固浴，热牵伸温度为45℃，热牵伸时间5min，进行溶液纺丝，然后在105℃条件下交联20min，得到复合缓释肥吸水纤维。

制备的复合缓释肥吸水纤维的SEM图如图5所示，由图5可知，磷酸镁铵微粒随机分布在复合缓释肥吸水纤维的表面。

制备的复合缓释肥吸水纤维横截面的SEM如图6所述，其中a为复合缓释肥吸水纤维的横截面图，b为横截面局部放大图。从图6可知，复合缓释肥吸水纤维的内部存在很多微孔，磷酸镁铵微粒镶嵌在微孔中，分布较为均匀，没有明显团聚现象，说明磷酸镁铵微粒研磨和复合方式适宜，可使其在P(AANa(AA)-co-AM)/PVA聚合物溶液中分散均匀性优异。

制备的复合缓释肥吸水纤维的FTIR图如图7所示，其中a曲线为MAP，b曲线为P(AANa(AA)-co-AM)/PVA聚合物；c曲线为复合缓释肥吸水纤维。从图7中可知，a曲线中3412cm^-1和1668cm^-1附近为O-H特征吸收峰，2327cm^-1附近为H₂O-PO₄ ^3-特征吸收峰，1430cm^-1附近为NH⁴⁺特征吸收峰，1088cm^-1和606cm^-1附近为PO₄ ^3-特征吸收峰；b、c曲线极为相似，其中3429cm^-1附近为O-H特征吸收峰，2941cm^-1附近为C-H特征吸收峰，1656cm^-1、1559cm^-1、1325cm^-1附近分别为酰胺基中的C＝O、N-H、C-N吸收峰，1411cm^-1附近为COO^-特征吸收峰，1097cm^-1附近为C-O特征吸收峰；二者不同之处在于，c曲线的2362cm^-1附近出现H₂O-PO₄ ^3-特征吸收峰；b曲线的1407cm^-1附近的特征峰转移到c曲线的1411cm^-1附近，且峰的强度也略有提高，这主要是受MAP中NH⁴⁺的影响所致；c曲线的582cm^-1附近出现PO₄ ^3-特征吸收峰。

实施例2

按照实施例1的方法制备复合缓释肥吸水纤维，与实施例1的区别在于，步骤(4)中MAP：(AA+AM)＝0.15:1。

制备的复合缓释肥吸水纤维的横截面SEM如图8所示，a为复合缓释肥吸水纤维的横截面图，b为横截面局部放大图。从图8可知，复合缓释肥吸水纤维的内部存在很多微孔，磷酸镁铵微粒镶嵌在微孔中，分布较为均匀，没有明显团聚现象，说明磷酸镁铵微粒研磨和复合方式适宜，可使其在P(AANa(AA)-co-AM)/PVA聚合物溶液中分散均匀性优异。

实施例3

按照实施例1的方法制备复合缓释肥吸水纤维，与实施例1的区别在于，步骤(4)中MAP：(AA+AM)＝0.2:1。

制备的复合缓释肥吸水纤维的横截面SEM如图9所示，其中a为复合缓释肥吸水纤维的横截面图，b为横截面局部放大图。从图9可知，复合缓释肥吸水纤维的内部存在很多微孔，磷酸镁铵微粒镶嵌在微孔中，分布较为均匀，没有明显团聚现象，说明磷酸镁铵微粒研磨和复合方式适宜，可使其在P(AANa(AA)-co-AM)/PVA聚合物溶液中分散均匀性优异。

对照例1

按照实施例1的方法制备复合缓释肥吸水纤维，与实施例1的区别在于，步骤(4)不添加MAP。

对照例2

按照实施例1的方法制备复合缓释肥吸水纤维，与实施例1的区别在于，步骤(4)中MAP：(AA+AM)质量比＝0.05:1。

测试例1

按照GB/T 8572-2010《复混肥料中总氮含量的测定蒸馏后滴定法》测定制备复合缓释肥吸水纤维中的总氮含量；按照GB/T 8573-2017《复混肥料中有效磷含量的测定》测定复合缓释肥吸水纤维中的有效磷含量；按照GB/T19203-2003《复混肥料中钙、镁、硫含量的测定》测定复合缓释肥吸水纤维中的总镁含量；测试结果如表1所示。

表1复合缓释肥吸水纤维中氮、磷、镁含量

由表1可知，复合缓释肥吸水纤维中总氮含量、有效磷含量、总镁含量随磷酸镁铵添加量的提高而提高；未添加磷酸镁铵的吸水纤维不含磷和镁，其氮来自于丙烯酰胺、N,N-亚甲基双丙烯酰胺和过硫酸铵，聚合后作为高分子链的组成部分，不具有缓释肥功能。

测试例2

磷酸镁铵释放期测试方法：将竖直的直径约为5cm的透明塑料管底端用200目筛网封住，另一端开口，塑料管下方放置200mL烧杯收集淋溶液；将直径5cm的滤纸，250g石英砂(烘干，粒度<30目)，5g复合缓释肥吸水纤维、250g石英砂(烘干，粒度<30目)、2层直径5cm的滤纸自下而上装入塑料管中；第一次以5mL/min速度加入200g蒸馏水，之后每3天以5mL/min速度加入100g蒸馏水；第30天取出复合缓释肥吸水纤维，烘干待测。

因淋溶30天后的复合缓释肥吸水纤维中磷、镁含量较低可能导致无法检出，按照GB/T 8572-2010《复混肥料中总氮含量的测定蒸馏后滴定法》测定复合缓释肥吸水纤维的总氮含量；

根据吸水纤维的制备原料的用量比，计算得到未添加磷酸镁铵的吸水纤维的总氮含量为2.69％,而磷酸镁铵中氮含量为5.7％,因此淋溶后复合缓释肥吸水纤维的总氮含量大于2.69％即可说明还有部分磷酸镁铵未释放，即磷酸镁铵缓释期＞30天，反之，则说明磷酸镁铵缓释期＜30天，结果如表2所示。

表2磷酸镁铵缓释结果

由表2可知，对比例1中未添加磷酸镁铵的吸水纤维的总氮含量为2.69％；对比例2中复合缓释肥吸水纤维的MAP：(AA+AM)质量比＝0.05:1时，淋溶后总氮含量为2.67％，小于未添加磷酸镁铵的吸水纤维的总氮含量2.69％，说明其中的磷酸镁铵已完全释放，释放周期＜30天；当复合缓释肥吸水纤维的MAP：(AA+AM)质量比＝0.1:1、0.15:1、0.2:1时，淋溶后总氮含量为分别为2.7％、2.72％、2.78％，均大于2.69％，说明磷酸镁铵未完全释放，释放周期＞30天。

测试例3

按照GB 22905-2008《纸尿裤高吸收性树脂》附录F测试复合缓释肥吸水纤维的吸水、保水性能，测试结果如表3所示。

表3复合缓释肥吸水纤维的吸水性、保水性

	吸水量(g/g)	保水量(g/g)
			实施例1	157	132
实施例2	142	121
			实施例3	126	105
对比例1	189	161
			对比例2	167	136

由表3可知，各例吸水量与保水量都较高，说明复合缓释肥吸水纤维吸水性和保水性良好；随着复合缓释肥吸水纤维中磷酸镁铵含量的提高，吸水量和保水量呈下降趋势，说明磷酸镁铵会对纤维吸水性和保水性产生不利影响。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。