Biodegradable Polymer Composites with Nitrogen- and Phosphorus-Containing Waste Materials as the Fillers/Biodegradowalne Kompozyty Polimerowe Wypełnione Odpadami Zawierającymi Azot I Fosfor

• Authors: Jolanta Treinyte , Violeta Grazuleviciene , Jolita Ostrauskaite
• Languages of publication: EN

Abstracts

EN

Composites consisting of polyvinyl alcohol, nitrogen- and phosphorus-containing waste materials were prepared and studied as materials for encapsulation of mineral fertilizers By-products of biodiesel production (rapeseed cake, crude glycerol), horn meal (waste product of haberdashery) and phosphogypsum (by-product of the production of phosphorus fertilizers) were used as the fillers of the composites. The films of the composites with the different amounts of nitrogen and phosphorus were prepared using different fillers or their mixtures. Mechanical, properties of the films, hygroscopicity, solubility in water were studied. The composites developed were used for the encapsulation of mineral fertilizers. It was established that encapsulation resulted in the increase of the time of release of the fertilizers. The developed slow-release fertilizers represent a combination of inorganic and organic compounds. The organic part consists of nitrogen- and phosphorus containing horn meal and rapeseed cake. Since assimilation of organic substances is considerably longer, nitrogen and phosphorus of these components will be available for plants much later than inorganic nitrogen and phosphorus. Thus the composite film will not only decrease the rate of desorption of the components from the granules of the fertilizers but will also prolong the impact of the fertilizers on the plants.

PL

Wytworzono materiały kompozytowe, składające się z alkoholu poliwinylowego, zawierające odpady z azotem i fosforem. Badano możliwości zastosowania tych materiałów do kapsułkowania nawozów mineralnych. Jako wypełniacze kompozytów były wykorzystywane produkty uboczne wytwarzania biopaliwa do silników wysokoprężnych (makuch rzepakowy, surowy glicerol), mączka rogowa (produkt odpadowy z produkcji pasmanteryjnej) i fosfogips (produkt uboczny produkcji nawozów fosforowych). Wytworzono folie kompozytowe z różnymi ilościami azotu i fosforu, różnymi wypełniaczami lub ich mieszaninami. Badano właściwości mechaniczne folii, ich higroskopijność i rozpuszczalność w wodzie. Otrzymane kompozyty zostały wykorzystane do kapsułkowania nawozów mineralnych. Stwierdzono, że kapsułkowanie spowodowało zwiększenie czasu uwalniania nawozów. Opracowane nawozy powolnego uwalniania stanowią kombinację związków nieorganicznych i organicznych. Organiczna część składa się z mączki rogowej i makucha rzepakowego, zawierających azot i fosfor. Ponieważ asymilacja substancji organicznych jest znacznie dłuższa, azot i fosfor z tych składników będą dostępne dla roślin znacznie później niż z substancji nieorganicznych. W ten sposób folia z kompozytu nie tylko zmniejszy szybkość desorpcji składników z granulek nawozów, ale również przedłuży wpływ nawozów na rośliny.

Keywords

EN

composites; rapeseed cake; horn meal; fertilizer; encapsulation; slow-release

PL

kompozyty; makuch rzepakowy; mączka rogowa; nawozy; kapsułkowanie; powolne uwalnianie

• Publisher: De Gruyter Open
• Journal: Ecological Chemistry and Engineering S
• Year: 2014
• Volume: 21
• Issue: 3
• Pages: 515-528

Dates

published

1 - 10 - 2014

online

10 - 10 - 2014

Contributors

author

Jolanta Treinyte

• Institute of Environment and Ecology, Aleksandras Stulginskis University, Studentu g. 11, LT-53361 Akademija, Kauno r., Lithuania

author

Violeta Grazuleviciene

• Institute of Environment and Ecology, Aleksandras Stulginskis University, Studentu g. 11, LT-53361 Akademija, Kauno r., Lithuania

author

Jolita Ostrauskaite

• Department of Organic Technology, Kaunas University of Technology, Radvilenu pl. 19, LT-50254 Kaunas, Lithuania

References

• [1] Wrześniewska-Tosik K, Wawro D, Ratajska M, Stęplewski W. Fibres Text East Eur. 2007;15:157-162.
• [2] Chojnacka K, Górecka H, Michalak I, Górecki H. Waste Biomass Valor. 2011;2:317-321. DOI: 10.1007/s12649-011-9074-6.[Crossref]
• [3] Barone JR, Schmidt WF, Gregoire NT. J Appl Polym Sci. 2006;100:1432-1442. DOI: 10.1002/app.23501.[Crossref]
• [4] Barone JR, Schmidt WF, Liebner ChFE. J Appl Polym Sci. 2005;97:1644-1651. DOI: 10.1002/app.21901.[Crossref]
• [5] Juroszek P, Drews S, Neuhoff D, Kopke U. J Plant Dis Protect. 2004;19:611-618.
• [6] Hadas A, Kautsky L. Fertil Res. 1994;38:165-170. DOI: 10.1007/BF00748776.[Crossref]
• [7] Müller T, von Fragstein und Niemsdorff P. J Plant Nutr Soil Sci. 2006;169:255-264. DOI: 10.1002/jpln.200420465.[Crossref]
• [8] Firsova LP. Moscov Univ Chem Bull. 2009;64:302-304. DOI: 10.3103/S0027131409050125.[Crossref]
• [9] Vashishtha M, Dongara P, Singh D. Int J Chem Tech Res. 2010;2:36-44.
• [10] Tomaszewska M, Jarosiewicz A, Karakulski K. Desalination. 2002;146:319-323. DOI: 10.1016/S0011-9164(02)00501-5.[Crossref]
• [11] Han X, Chen S, Hu X. Desalination. 2009;240:21-26. DOI: 10.1016/j.desal.2008.01.047.[Crossref]
• [12] Suherman I, Anggoro DD. Int J Eng Technol. IJET 2011;11:77-80.
• [13] Tomaszewska M, Jarosiewicz A. Desalination. 2004;163:247-252. DOI: 10.1016/S0011-9164(04)90196-8.[Crossref]
• [14] Devassine M, Henry F, Guerin P, Briand X. Int J Pharm. 2002;242:399-404. DOI: 10.1016/S0378-5173(02)00225-9.[Crossref]
• [15] Zhang F, Wang R, Xiao Q, Wang Y, Zhang J. Nanoscience. 2006;11:18-26.
• [16] Jamnongkan T, Kaewpirom S. Sci J. UBU 2010;1:43-50.
• [17] Jacobs DF. USDA Forest Service Proc RMRS-P- 35. 2005;113-118.
• [18] Roh MS, Bauchan GR, Huda MS. Hortic Environ Biotechnol. 2012;53:72-80. DOI: 10.1007/s13580-012-0117-0.[Crossref]
• [19] Jandas PJ, Mohanty S, Nayak SK. J Polym Environ. 2012;20:583-595. DOI: 10.1007/s10924-012-0415-8.[Crossref]
• [20] Kumar R, Choudhary V, Mishra S, Varma I. Front Chem China 2008;3:243-250. DOI: 10.1007/s11458-008-0069-1.[Crossref]
• [21] Kumar PA, Rakesh B, Keller JM, Abhijit S. ICACNM. 2011;1393:151-152. DOI: 10.1063/1.3653654.[Crossref]
• [22] Wu Ch-S. Polym Degrad Stab. 2012;97:2388-2395. DOI: 10.1016/j.polymdegradstab.2012.07.027.[Crossref]
• [23] Yee TW, Sin LT, Rahman WAWA, Samad A. J Compos Mater. 2011;45:2199-2209. DOI: 10.1177/0021998311401073.[Crossref]
• [24] Chiellini E, Cinelli P, Imam SH, Mao L. Biomacromolecules. 2001;2:1029-1037. DOI: 10.1021/bm010084j.[PubMed][Crossref]
• [25] Firsova LP. Russ. J. Appl Chem. 2007;80:864-867. DOI: 10.1134/S1070427207060031.[Crossref]
• [26] Agassi M, Shainberg I, Morin J. Irrig Sci. 1986;7:53-61. DOI: 10.1007/BF00255694. [Crossref]

Identifiers

DOI

10.2478/eces-2014-0038