Controlled release fertilizer development using UV-crosslinkable acrylate-endcapped urethane-based polymer coating
(2024)
- Author
- Evelien Vermoesen (UGent)
- Promoter
- Sandra Van Vlierberghe (UGent) , Pascal Boeckx (UGent) and Geert Brosens
- Organization
- Abstract
- Om tegemoet te komen aan de mondiale voedselvraag en tegelijkertijd de gezondheid van ecosystemen te behouden, worden efficiënte bemestingsstrategieën onmisbaar. Gecontroleerde afgiftetechnologieën kunnen hierbij een oplossing bieden door verbeterde efficiëntiebemestingsmiddelen te ontwikkelen. Het verbeteren van de stikstofefficiëntie bij het gebruik van meststoffen door de afgifte ervan af te stemmen op de vraag van gewassen, zal verliezen aan het milieu en schade aan het ecosysteem voorkomen. Het hoofddoel van het huidige doctoraatsonderzoek was gericht op het onderzoeken van de N-afgiftedynamiek van anorganische meststoffen, gecoat met op maat gemaakte polymeerprecursoren. Fluidized bed-technologie werd gebruikt om de polymeercoatings aan te brengen, en UV-bestraling werd gebruikt om een vernet coatingnetwerk te verkrijgen. Vier potentiële acrylaat urethaan-gebaseerde coatingprecursoren die bestaan uit poly(ethyleenglycol), poly(propyleenglycol) en poly(ɛ-caprolacton) werden gesynthetiseerd. De fysische en chemische eigenschappen van de UV-vernetbare polymeren werden bepaald, alsook een versneld- en bodemdegradatieonderzoek. De N-afgifte van mestkorrels met een polyester-gebaseerde coating werd gekwantificeerd om een proof-of-concept te bieden met betrekking tot de vrijgavedynamiek. Ten slotte, werd een proof-of-concept geleverd in een serre-experiment op Lolium Perenne. De N-afgifte- en opname-dynamiek van isotopisch gelabelde 15N-polymeergecoate meststoffen werden getest. De resultaten toonden potentieel voor de verdere ontwikkeling van gecoate meststoffen met een gecontroleerde N-afgifte.
- To meet the global demand for food while simultaneously preserving ecosystem health, efficient fertilization strategies are indispensable. Controlled release technologies can offer a solution by developing enhanced efficiency fertilizers. Improving nitrogen use efficiency in fertilizer applications by aligning its release with crop demand will help prevent environmental losses and ecosystem damage. The main objective of the current doctoral research focused on investigating the nitrogen release dynamics of inorganic fertilizers coated with tailor-made polymer precursors. Fluidized bed technology was used to apply the polymer coatings, and UV irradiation was used to obtain a cross-linked coating network. Four potential acrylate urethane-based coating precursors, consisting of poly(ethylene glycol), poly(propylene glycol), and poly(ɛ-caprolactone), were synthesized. The physical and chemical properties of the UV-curable polymers were determined, along with accelerated and soil degradation studies. The nitrogen release from fertilizer granules with a polyester-based coating was quantified to provide a proof of concept regarding the release dynamics. Finally, a proof of concept was provided through a greenhouse experiment on Lolium perenne. The nitrogen release and uptake dynamics of isotopically labeled 15N polymer-coated fertilizers were tested. The results showed potential for further development of coated fertilizers with controlled nitrogen release.
Downloads
-
(...).pdf
- full text (Published version)
- |
- UGent only (changes to open access on 2029-10-07)
- |
- |
- 8.97 MB
-
(...).pdf
- full text (Published version)
- |
- UGent only (changes to open access on 2029-10-07)
- |
- |
- 9.69 MB
Citation
Please use this url to cite or link to this publication: http://hdl.handle.net/1854/LU-01JTJZ546WST4PC50EM5E41J1D
- MLA
- Vermoesen, Evelien. Controlled Release Fertilizer Development Using UV-Crosslinkable Acrylate-Endcapped Urethane-Based Polymer Coating. Ghent University. Faculty of Sciences, 2024.
- APA
- Vermoesen, E. (2024). Controlled release fertilizer development using UV-crosslinkable acrylate-endcapped urethane-based polymer coating. Ghent University. Faculty of Sciences, Ghent, Belgium.
- Chicago author-date
- Vermoesen, Evelien. 2024. “Controlled Release Fertilizer Development Using UV-Crosslinkable Acrylate-Endcapped Urethane-Based Polymer Coating.” Ghent, Belgium: Ghent University. Faculty of Sciences.
- Chicago author-date (all authors)
- Vermoesen, Evelien. 2024. “Controlled Release Fertilizer Development Using UV-Crosslinkable Acrylate-Endcapped Urethane-Based Polymer Coating.” Ghent, Belgium: Ghent University. Faculty of Sciences.
- Vancouver
- 1.Vermoesen E. Controlled release fertilizer development using UV-crosslinkable acrylate-endcapped urethane-based polymer coating. [Ghent, Belgium]: Ghent University. Faculty of Sciences; 2024.
- IEEE
- [1]E. Vermoesen, “Controlled release fertilizer development using UV-crosslinkable acrylate-endcapped urethane-based polymer coating,” Ghent University. Faculty of Sciences, Ghent, Belgium, 2024.
@phdthesis{01JTJZ546WST4PC50EM5E41J1D,
abstract = {{Om tegemoet te komen aan de mondiale voedselvraag en tegelijkertijd de gezondheid van ecosystemen te behouden, worden efficiënte bemestingsstrategieën onmisbaar. Gecontroleerde afgiftetechnologieën kunnen hierbij een oplossing bieden door verbeterde efficiëntiebemestingsmiddelen te ontwikkelen. Het verbeteren van de stikstofefficiëntie bij het gebruik van meststoffen door de afgifte ervan af te stemmen op de vraag van gewassen, zal verliezen aan het milieu en schade aan het ecosysteem voorkomen. Het hoofddoel van het huidige doctoraatsonderzoek was gericht op het onderzoeken van de N-afgiftedynamiek van anorganische meststoffen, gecoat met op maat gemaakte polymeerprecursoren. Fluidized bed-technologie werd gebruikt om de polymeercoatings aan te brengen, en UV-bestraling werd gebruikt om een vernet coatingnetwerk te verkrijgen. Vier potentiële acrylaat urethaan-gebaseerde coatingprecursoren die bestaan uit poly(ethyleenglycol), poly(propyleenglycol) en poly(ɛ-caprolacton) werden gesynthetiseerd. De fysische en chemische eigenschappen van de UV-vernetbare polymeren werden bepaald, alsook een versneld- en bodemdegradatieonderzoek. De N-afgifte van mestkorrels met een polyester-gebaseerde coating werd gekwantificeerd om een proof-of-concept te bieden met betrekking tot de vrijgavedynamiek. Ten slotte, werd een proof-of-concept geleverd in een serre-experiment op Lolium Perenne. De N-afgifte- en opname-dynamiek van isotopisch gelabelde 15N-polymeergecoate meststoffen werden getest. De resultaten toonden potentieel voor de verdere ontwikkeling van gecoate meststoffen met een gecontroleerde N-afgifte.}},
author = {{Vermoesen, Evelien}},
language = {{eng}},
pages = {{XXIII, 198}},
publisher = {{Ghent University. Faculty of Sciences}},
school = {{Ghent University}},
title = {{Controlled release fertilizer development using UV-crosslinkable acrylate-endcapped urethane-based polymer coating}},
year = {{2024}},
}