木質素/環氧樹脂基復合包膜尿素的研制與性能研究

楊虎晨 陳小娟 梁嘉敏 張立丹 樊小林 孫少龍

（華南農業大學資源環境學院，廣東 廣州 510642）

緩/控釋肥料可以提高肥料利用率，減少施肥次數，降低勞動成本，在農業生產中有極大的應用潛力，緩/控釋肥料通常分為包膜型緩/控釋肥料和非包膜型緩/控釋肥料兩種［1］。近年來，包膜型緩/控釋肥料在新型肥料市場中占有較大比重，且需求量逐年增加，已成為當前國內外研究的熱點［2］。包膜肥料是指在傳統化肥表面包裹一層疏水性或半疏水性材料的肥料，生產中可通過改變包膜材料的降解速度來延緩肥料在土壤中的釋放速率［3-4］。我國控釋肥料標準規定，作為緩/控釋肥料應同時符合以下要求：在25 ℃時，24 h 養分釋放率不超過15%，28 d累積養分釋放率不超過75%，且在養分釋放期的累積養分釋放率不低于80%［5］。

美國是最早研究包膜肥料的國家［6］，早在上世紀30 年代就研發了硫包膜尿素。作為包膜肥料發源地，美國在聚合物包膜尿素方面擁有多項發明專利，如：以甲苯和硫酸處理松香所得蠟狀物為包膜材料的包膜尿素［7］、以水分散乙基纖維素為包膜材料的包膜尿素［8］、以醇酸樹脂與不飽和油共聚獲得的聚合物為包膜材料的包膜尿素［9］，以及以對稱、非對稱聚脲-氨基甲酸酯為包膜材料的包膜尿素［10］。我國包膜肥料的研究起步較晚，直到20 世紀90 年代，國內才開始開展包膜尿素系統性的研究。我國科研人員先后研制出了聚乙烯醇包膜尿素、淀粉包膜尿素、復合型長效尿素和穩定尿素等新產品和相應的制造工藝；21 世紀初期，我國包膜肥料的研究發展迅速，陸續研發出硫包衣、樹脂包衣、脲醛包衣尿素，并且形成了完整的生產體系［11］。目前，常見的包膜工藝有三種，分別為真空包膜、流化床包膜和轉鼓包膜。其中，轉鼓包膜相較其他兩種包膜工藝具有效率高、耗能低的優點［12］。然而，截至目前，包膜肥料仍未得到廣泛的推廣使用，主要原因在于包膜肥料的包膜材料自身價格以及制備工藝等相關的成本問題，可致包膜肥料的價格較普通肥料貴2～8倍［13］。因此，尋找價格低廉的包膜材料以降低包膜肥料成本迫在眉睫，且已成為包膜肥料的主要研究方向之一。

木質素是一種理想的制備新型材料的基料，尤其是在包膜肥料研究領域。木質素是自然界儲備僅次于纖維素的高分子化合物，地球上每年可產生1 500億噸木質素［14］。全球工業每年產生1.5～1.8億噸木質素，主要來源于制漿造紙和生物質精煉工業產生的副產物，然而，目前工業木質素僅有5%被高值化利用，而大部分被低值化利用且造成不同程度的環境污染［15］。合理利用木質素不僅有利于減少制漿廢液污染排放造成的環境污染危害，而且能夠促進農業可再生資源的充分利用［16］。木質素作為腐植酸的前身，具有可生物降解、無毒的性質，且對環境無污染［17］。此外，木質素大分子包含大量羥基、羧基、羰基在內的多種官能團，通過改性后可以作為多元醇將其高效應用于新型材料研制［18-19］。因此，利用木質素作為包膜材料的原料制備包膜肥料不但能降低包膜肥料生產成本，而且對保護環境和促進資源利用具有重大意義［20］。本研究制備了不同-NCO/-OH 摩爾比（1.00、1.25 和1.50）的木質素基膜材，并且測試了其理化性能。在此基礎上，設計了-NCO/-OH 摩爾比（1.00、1.25 和1.50）和包膜率（3%、5%和7%）2個試驗因素3個水平共9個處理的試驗。采用轉鼓包膜工藝，以木質素基包膜材料為內層，以樹脂為主體的材料作為包膜尿素的外層研制出木質素/環氧樹脂基復合包膜尿素，并對其養分溶出率、表面形貌和抗壓性能進行評估，以期為綠色、經濟型包膜尿素的發展提供理論依據和技術支撐。

1 材料與方法

1.1 原料與儀器

試劑：尿素（urea，U），粒度范圍0.85～2.80 mm，購自湖南吐綠化工有限公司；造紙堿木質素（羥基含量為4.2 mmol·g-1），購自山東昌發新材料有限公司；聚乙二醇（polyethylone glycol，PEG1000）、六亞甲基異氰酸酯（純度為99%）、辛酸亞錫、四氫呋喃、E44 型環氧樹脂、三乙烯四胺，均購自上海麥克林生化科技有限公司。

儀器：LABORATORY EQUIPMENT 型磁力攪拌儀（德國IKA 公司）、BY-300 型荸薺式包衣機（泰州金誠制藥機械有限公司）、SB-4200DTD-14.4L 型超聲波震蕩儀（南京賽飛生物科技有限公司）、TENSOR 27 型紅外光譜儀（德國Bruker 公司）、TGA550 型熱力分析儀（美國Delaware 公司）、Attension Theta Flex 測角儀（芬蘭Biolin Scientific 公司）、EVO10 型掃描電子顯微鏡（德國Garl Zeiss 公司）、YHKC-3A 型自動顆粒強度測定儀（泰州市銀河儀器廠）。

1.2 試驗方法

1.2.1 木質素基膜材的制備 首先，將木質素（7 g）溶于有機溶劑四氫呋喃（10 mL）中，用超聲波震蕩5 min，使其均勻分散在溶液中得到木質素溶液。同時，基于3 種-NCO/-OH 摩爾比（木質素和PEG1000 中總的-NCO 和-OH 比 值 為1.00、1.25 和1.50），分 別 將PEG1000（7.84 g）和六亞甲基二異氰酸酯（4.62、5.15和6.24 g）加入到四氫呋喃（10 mL）中，同時加入辛酸亞錫（占總包膜材料質量的0.3%）作為催化劑，并在68 ℃條件下用磁力攪拌儀（370 r·min-1）攪拌30 min 得到包膜材料預聚體。其次，將木質素溶液加入預聚體中，并攪拌反應30 min，獲得木質素基包膜材料。隨后，將其均勻地涂抹在聚四氟乙烯模板上，干燥得到木質素基膜層（lignin-based film，LF），即內層膜材料。將-NCO/-OH 摩爾比為1.00、1.25 和1.50 的木質素基膜層分別命名為LF-1.00、LF-1.25和LF-1.50。

1.2.2 木質素基包膜尿素的制備 在Sun等［21］的研究基礎上對包膜工藝進行優化，稱取尿素240～560 g裝入小型轉鼓包膜機中，在75 ℃條件下預熱10 min，隨后將-NCO/-OH 摩爾比為1.00、1.25 和1.50 的木質素基包膜材料（占總包膜總材料60 wt%）噴涂到轉鼓中的尿素顆粒表面，待其固化后形成致密光滑的包膜材料，至此成功將木質素基包膜材料包膜到尿素顆粒表面。采用噴涂-固化-噴涂-固化循環方式制備出木質素基單層包膜尿素（lignin-based coated urea，LCU）。

將E44 型環氧樹脂（7.5～8.5 g）和三乙烯四胺按4∶1 加入到四氫呋喃（10 mL）中，攪拌均勻得到環氧樹脂基包膜液，隨后將其噴涂在轉鼓內的尿素顆粒表面，反應時間為8 min。采用噴涂-固化-噴涂-固化循環方式制備出環氧樹脂基單層包膜尿素（epoxy resin-based coated urea，ECU）。此外，將環氧樹脂基包膜液（占總包膜材料40 wt%）噴涂在木質素基包膜尿素顆粒表面，重復噴涂固化后即可得到包膜率為3%、5%和7%（總包膜材料占尿素總質量的百分比）的木質素/環氧樹脂基復合包膜尿素（lignin/epoxy resin-based composite coated urea，LECU），再根據不同-NCO/-OH摩爾比（1.00、1.25和1.50）和不同包膜率（3%、5%和7%）制備出9種不同類型的木質素/環氧樹脂基復合包膜尿素，并將其分別命名為LECU-X-Y（X 為-NCO/-OH 摩爾比，Y 為包膜率，若包膜尿素的-NCO/-OH 摩爾比為1.00，包膜率為3%，則該包膜尿素名為LECU-1.00-3）。

1.3 結構表征與測試

1.3.1 木質素基膜材表征 傅立葉紅外光譜（fourier transform infrared spectroscopy，FT-IR）測定：采用紅外光譜儀對木質素基膜材（LF-1.00、LF-1.25 和LF-1.50）的官能團進行測試，光譜范圍500～4 000 cm-1。

熱重（thermogravimetry，TG）測定：采用熱力分析儀對木質素基膜材（LF-1.00、LF-1.25和LF-1.50）進行熱性能測試，氮氣氣氛，溫度范圍為30～800 ℃，升溫速率為10 ℃·min-1。

水接觸角測定：采用測角儀對木質素基膜材（LF-1.00、LF-1.25和LF-1.50）進行水接觸角測試，測試溫度為室溫，蒸餾水滴在樣品表面（膜層與空氣接觸面），取相距5 mm的3點進行測試，取平均值。

吸水率測定：將木質素基膜材（LF-1.00、LF-1.25和LF-1.50）剪成0.2 g的小長方形，記做M1，隨后將其置于20 mL蒸餾水中，在20 ℃條件下培養24 h后取出，稱重記做M2。按下式計算吸水率SW：

SW=（M2-M1）/M1×100%。

1.3.2 木質素/環氧樹脂基復合包膜尿素性能測試包膜尿素的養分釋放特征：將研制的包膜尿素取10 g用網兜裝好，隨后浸泡于25 ℃的200 mL 蒸餾水中，分別在1、3、5、7、10、14、21、28、30 d取出容器中的浸出液，用分光光度法測定水中N 含量，再重新加入200 mL 蒸餾水繼續測定。本研究將通過包膜尿素的初期養分釋放率（用包膜尿素在25 ℃靜水中浸提24 h 后，養分釋放量占該包膜尿素養分總量的質量分數表示）、累積養分釋放率（某種緩釋養分在一段時期內的累積養分釋放量占該養分總量的質量分數，以該養分在25 ℃靜水中某一時期內各連續時段養分釋放量的總和占該養分總量的質量分數表示）和養分釋放期（緩釋養分的釋放時間，以緩釋養分在25 ℃靜水中浸提開始至達到80%的養分累積釋放率所需的時間來表示）3 個指標對其養分釋放特征進行系統評估。

掃 描 電 鏡（scanning electron microscope，SEM）測定：采用掃描電子顯微鏡對養分釋放性能最好的包膜尿素膜層的表面和切面形貌進行測試。將包膜尿素樣品用導電膠置于樣品臺上，噴金處理后用SEM觀察。

硬度測定：采用自動顆粒強度測定儀對樣品（常規尿素U、木質素基包膜尿素LCU、環氧樹脂基單層包膜尿素ECU、木質素/環氧樹脂基復合包膜尿素LECU）的硬度進行測試，重復10次，以評估其抗壓性能。

1.4 數據處理

利用Excel 2016 軟件對試驗數據進行整理，采用SPSS 26.0軟件進行統計分析，P＜0.05表示差異顯著。

2 結果與分析

2.1 木質素基膜材的傅立葉紅外光譜（FT-IR）

樣品LF-1.00、LF-1.25和LF-1.50的傅立葉紅外光譜可用以評估-NCO/-OH 摩爾比對木質素基膜材化學結構變化的影響。由圖1可知，所有樣品均呈現相似的振動峰，表明在不同-NCO/-OH 摩爾比條件下反應獲得的木質素基膜材化學結構相似。其中，3 334 cm-1吸收峰來源于木質素中芳香環和脂肪族O-H伸縮振動峰，隨著-NCO/-OH摩爾比的增加，該振動帶強度降低，可能是PEG1000和木質素中的-OH和六亞甲基異氰酸酯中的-NCO反應更加充分的結果。2 930和2 864 cm-1吸收峰分別來自木質素中CH3和CH2的C-H伸縮振動。1 715 cm-1吸收峰為NH-COO-和-C=O 的伸縮振動［22］，是PEG1000 和木質素與六亞甲基異氰酸酯反應的結果。值得注意的是，1 618、1 514 和1 460 cm-1（木質素芳環骨架特征峰）吸收峰均呈現在所有樣品的紅外光譜中，表明該反應未破壞木質素原本的芳香結構。

圖1 不同-NCO/-OH摩爾比木質素基膜材（LF-1.00、LF-1.25、LF-1.50）的紅外光譜Fig.1 FT-IR spectra of lignin-based membranes （LF-1.00、LF-1.25、LF-1.50）with different -NCO/-OH molar ratios

2.2 木質素基膜材的熱重（TG）分析

包膜尿素膜材良好的熱穩定性有利于包膜尿素的儲存和運輸。-NCO/-OH 摩爾比對木質素基膜材熱穩定性的影響見圖2。由圖2-A 可知，所有研制的木質素基膜材在熱降解過程中均分為4 個階段，其溫度范圍分別為100～330 ℃、330～360 ℃、360～410 ℃和410 ℃以上。其中，最大熱解溫度（Tmax）為最大熱解速率（Vmax）所對應的溫度（圖2-B）。在第一階段，LF質量損失在14%～20%之間，其熱解速率平緩，主要是由不同LF 中水分和殘留溶劑含量不同所造成的。第二階段LF 質量損失為10%左右，其熱解速率明顯增加，主要歸因于不穩定氨基甲酸酯的降解。第三階段為LF 熱解最快的階段，大約40%的質量損失在該階段，其與LF 的C-C 鍵斷裂密切相關。最后一個階段熱解速率趨于平緩，可能與LF 的熱氧化有關。不同-NCO/-OH摩爾比條件下，研制的LF 的殘炭量在16%～24%之間，可能是由木質素和聚乙二醇與六亞甲基異氰酸酯反應程度不同造成的。此外，根據圖2-B曲線可以看出，隨著-NCO/-OH 摩爾比的增加，LF 的Tmax從398.91 ℃增加到404.31 ℃，但無明顯差異，這與Chen 等［23］的研究結果類似。綜上，通過調控反應參數，木質素和聚乙二醇與六亞甲基異氰酸酯反應研制的LF 具有良好的熱穩定性，可應用于包膜尿素的創制，便于木質素基包膜尿素的儲存和運輸。

圖2 不同-NCO/-OH摩爾比木質素基膜材（LF-1.00、LF-1.25和LF-1.50）的熱重分析Fig.2 Thermogram of lignin-based membranes （LF-1.00，LF-1.25，and LF-1.50）with different -NCO/-OH molar ratios

2.3 木質素基膜材的水接觸角和吸水率

膜材的水接觸角和吸水率可以反映其疏水程度，并影響包膜尿素的養分釋放周期。通常，將低于60°的水接觸角稱作親水接觸角，而將高于60°的水接觸角稱為疏水接觸角［24］。由圖3-A 可知，LF 的水接觸角介于60.08°～82.36°之間。隨著-NCO/-OH 的增加，LF水接觸角呈升高趨勢，LF-1.50的水接觸角最高（82.36°），表明在這3 個膜材中，LF-1.50 的疏水性能最好。LF-1.25 和LF-1.50 的水接觸角與LF-1.00 相比差異顯著。此外，由圖3-B 可知，隨著-NCO/-OH 摩爾比的增加，LF 的吸水率逐漸降低，表明LF 的疏水性能逐漸增強，這與圖3-A 的水接觸角測試結果相吻合，且LF-1.00、LF-1.25 和LF-1.50 三者間差異顯著。綜上，隨著-NCO/-OH 摩爾比的增加，LF 的疏水性能顯著提升，有助于其應用到木質素基包膜尿素膜材的研制中，為包膜尿素的創制提供多元化的途徑。

圖3 不同-NCO/-OH摩爾比木質素基膜材（LF-1.00、LF-1.25和LF-1.50）的水接觸角（A）和吸水率（B）Fig.3 Water contact angle （A）and water absorption rate （B）of lignin-based membranes （LF-1.00，LF-1.25，and LF-1.50）

2.4 木質素/環氧樹脂基復合包膜尿素的養分釋放特征

木質素/環氧樹脂基復合包膜尿素的養分釋放曲線見圖4。由圖4-A可知，在包裹單層膜的條件下，LCU初期養分釋放率高達49.85%，而ECU 僅為6.77%。對于養分釋放期而言，ECU的養分釋放期為21 d左右，遠遠長于LCU。由圖4-B～D可知，在-NCO/-OH摩爾比相同的條件下，隨著包膜率由3%增加到7%，LECU 的初期養分釋放率無明顯差異，其值在5.63%～9.78%之間。此外，在包膜率相同的條件下，隨著-NCO/-OH 摩爾比由1.00 增加到1.50，LECU 的初期養分釋放率逐漸降低，這可能是由于-NCO/-OH 摩爾比的增加使木質素和聚乙二醇與六亞甲基異氰酸酯反應充分，進而造成了膜材疏水性的增加。值得注意的是，圖4-B～D中LECU 的累積養分釋放率曲線呈現相同的變化趨勢，即從第5 天開始，其累積養分釋放率曲線出現明顯差異，且在第10 天時的差異最大。在-NCO/-OH 摩爾比相同的條件下，LECU 的累積養分釋放率隨著包膜率的增加而減小。在包膜率相同的條件下，隨著-NCO/-OH 摩爾比的增加，LECU 的累積養分釋放率逐漸減小。LECU 的養分釋放期呈現與累積養分釋放率相同的變化趨勢，即-NCO/-OH 摩爾比或包膜率越高，LECU 的養分釋放期越長。具體而言，包膜率為3%的LECU 在水培7～14 d 后，其累積養分釋放率為80%，在水培15 d 后累積養分釋放率為90%，隨后趨于平衡。然而，包膜率為5%的LECU 累積養分釋放80%所需的時間在21～27 d之間，包膜率7%的LECU累積養分釋放80%時所需的時間均大于28 d，且部分超過了30 d。綜上所述，在包膜率為7%的條件下，不同-NCO/-OH摩爾比條件下獲得的LECU 的養分釋放期均大于LCU 和ECU，在-NCO/-OH 摩爾比為1.50 和包膜率為7%的條件下，獲得的LECU養分釋放期最長，超過了30 d。

圖4 不同樣品的養分釋放曲線Fig.4 Nutrient release profiles of different samples

2.5 木質素基包膜尿素的掃描電鏡（SEM）結果

包膜尿素膜層形貌在一定程度上可影響其養分釋放速率。通常，以表面光滑且疏水性較好材料制備的包膜尿素的養分釋放期相對較長［25］。由于在不同的研制條件下，獲得的木質素/環氧樹脂基復合包膜尿素均呈現相似的表面和切面形貌。因此，重點對比木質素基單層包膜尿素（LCU）、環氧樹脂基單層包膜尿素（ECU）和木質素/環氧樹脂基復合包膜尿素（LECU）的膜層表面和切面形貌差異（圖5）。結果顯示，在放大1 000倍的情況下，LCU表面相對光滑，但不平整（圖5-a）。對于ECU膜層而言，其表面光滑且粘附微小顆粒（圖5-b）。然而，LECU 的表面粗糙且凹凸不平（圖5-c）。從切面形貌看，LCU 粗糙不平，同時呈現許多孔隙（圖5-d）。ECU 呈現局部平整和局部粗糙的現象，且有微小孔隙出現（圖5-e），而LECU 則表面光滑且無孔隙（圖5-f）。綜上，3 種包膜尿素因包膜材料差異而導致其膜層的表面和切面形貌不同，可以直接影響包膜尿素的養分釋放性能。

圖5 不同樣品的表面與切面形貌Fig.5 Surface and section morphologies of different samples

2.6 木質素基包膜尿素的硬度評估

包膜尿素在運輸搬運的途中會發生碰撞，若包膜尿素無良好的抗壓性能，則直接影響包膜尿素的質量，進而影響其經濟效益。因此，包膜尿素抗壓性能的強弱對其整體效益具有重要作用。以U 作為對照，將同等條件研制的LCU、ECU 和LECU 進行硬度測定。結果顯示（圖6），U 和LCU 的硬度分別為38和39 N，兩者之間無顯著差異。然而，ECU的硬度達到了59 N，且與U和LCU之間存在顯著性差異。值得注意的是，在所有樣品當中，LECU的硬度最高，達到了80 N，幾乎是U的兩倍，且與U、LCU 和ECU 之間存在顯著性差異。上述結果說明U 在包裹一層木質素基膜材的情況下，木質素基膜材未使尿素硬度明顯提高，即LCU 的抗壓性能未得到有效提高。同樣，U 在包裹一層環氧樹脂基膜材的情況下，環氧樹脂基膜材在一定程度上可以提高尿素的抗壓性能。當U在同時包裹木質素和環氧樹脂兩層膜材時，相比于U、LCU和ECU，研制的LECU的抗壓性能顯著提升。綜上，通過將環氧樹脂基包膜液噴涂在木質素基包膜尿素顆粒表面獲得的木質素/環氧樹脂基復合包膜尿素，為硬度最高，具有優良的抗壓性能，可滿足顆粒尿素的市場需求，有利于LECU的運輸搬運。

圖6 不同尿素樣品的硬度Fig.6 Rigdity of different urea samples

3 討論

3.1 影響包膜尿素養分釋放性能的因素

包膜尿素的養分釋放性能受多方面因素影響，除了上述討論的膜材的疏水性能外，其他因素，如包膜率、包膜材料原料之間的比例、膜層的表面形貌特征以及抗壓性能等均可影響包膜尿素的養分釋放性能［26］。在本研究中，包膜尿素的養分釋放速率受-NCO/-OH 的摩爾比與包膜率的影響（圖4）。與-NCO/-OH的摩爾比相比，包膜率的變化對包膜尿素養分釋放速率的影響更加明顯。隨著包膜率的增加，由于提高了包膜尿素的完整性，培養相同時間的包膜尿素的累積養分釋放率降低。在包膜率相同的條件下，隨著-NCO/-OH 摩爾比的增加，培養相同時間的包膜尿素的累積養分釋放率逐漸減小，可能與木質素和聚乙二醇與六亞甲基異氰酸酯反應更加充分有關。此外，結合包膜尿素的養分釋放特性和膜層掃描電鏡結果［27］，發現增加包膜率會引起養分釋放通道變長且更加曲折，加大水分進入核芯尿素的難度，從而達到減緩養分釋放速率的目的。同時，包膜尿素的膜層形態特征在一定程度上影響包膜尿素的養分釋放性能［28］。不同的膜層材料研制的包膜尿素呈現不同的表面和切面形貌，其光滑、粗糙、孔隙均存在明顯差異（圖5）。包膜肥料的表面形貌會影響其養分的釋放性能，例如孔隙的大小和多少直接影響包膜尿素的養分釋放速率，孔隙大且多的包膜尿素的養分釋放速率更快。本研究制備的包膜尿素優良的抗壓性能有利于避免其在運輸搬運的途中發生碰撞，直接影響包膜尿素的質量，進而影響其養分釋放性能（圖6）。

3.2 木質素在包膜尿素上的應用

包膜工藝可影響包膜尿素的養分釋放性能。對木質素作為膜材原料而言，木質素在包膜原料中的占比不同，其制備出的包膜尿素的養分釋放性能存在明顯差異。崔智多等［29］以不同含量的工業堿木質素為包裹材料，尿素為肥芯，石蠟作為封閉劑，采用圓盤造粒機研制出包膜尿素；靜水釋放試驗表明，包膜尿素的初期養分釋放率為14.6%，28 d 的累積養分釋放率為58.1%。Sadeghi等［30］首先將木質素磺酸鹽進行乙?；男裕S后通過硫化床將乙?；举|素涂覆在尿素顆粒上，制備出乙?；举|素基包膜尿素，其18 d 的累積養分釋放率為79%。李濤［31］利用聚電解質木質素磺酸鈉和殼聚糖溶液，通過靜電層自組裝研制出包膜尿素，其20 d的累積養分釋放率為66.5%。本研究研制的最優包膜尿素的初期養分釋放率為5.7%，28 d的累積養分釋放率為74.1%，達到了行業控釋肥料標準［5］，但其養分釋放期僅能滿足某些蔬菜的養分需求。如需滿足更多作物生長的養分需求，必須結合作物特定的養分需求以及土壤性質對研制的木質素基包膜肥料進行優化和升級。總之，將木質素用作包膜尿素膜材的原料具有巨大的發展前景，有利于后續的大規模推廣應用。

4 結論

本研究成功研制出木質素/環氧樹脂基復合包膜尿素，并且發現該包膜尿素的-NCO/-OH 摩爾比和包膜率均與其養分釋放期呈正相關。在-NCO/-OH 摩爾比為1.50、樹脂含量為40%、包膜率為7%的條件下，包膜尿素的氮素累積釋放性能最佳，其釋放80%養分所需時間大于30 d，符合我國控釋肥料標準。該包膜尿素具有良好的抗壓性能，其木質素基膜材表面孔隙較少，具有良好的疏水性能和熱穩定性。