[摘要]介绍国内外复合肥防结块剂的研究开发现状和粉状防结块的机理及粉状防结块剂的种类。分析粉状防结块剂的优点和研究的发展方向。

[关键词] 复合肥；粉状；防结块剂；综述

无论是粉状、粒状还是结晶状、球状的化学肥料，当温度、湿度、受压强度等外界条件发生变化时，极易发生结块而成为坚硬难以破碎的团块，给肥料的包装、运输、储存、配料、施用等带来极大的不便，甚至造成重大的经济损失。肥料发生结块后，破坏了产品的正常流动状态，应用前往往需要破碎处理，不仅造成浪费和污染，而且直接导致成本的无效提高。对于一些易爆易燃类产品，如硝酸铵、硝酸钾等还有发生爆炸的危险。因此，化学肥料的防结块已引起广泛关注。

1 国内外复合肥防结块技术的开发情况「1」「2」「3」

1.1 传统防结块技术

从20世纪70年代开始，出现了一系列复合肥外包裹技术，主要有扑粉、包膜等。最早是喷施滑石粉等润滑材料于复合肥表面。前苏联BOBXOTpy6。用高分散的二氧化硅和碳酸铵的混合粉末包覆颗粒，但效果不良；法国纳瓦斯库斯 发明采用油、蜡类的熔融物处理复合肥，但该物质热塑性范围小，使产品颗粒强度低，易粉化。

日本岩崎衍治 使用醛类化合物作为防结块剂，但低沸点醛和机油稀释剂挥发产生刺激性异味，有毒性；80年代末德国Blouin、Gullett 等研究了木质素磺酸钙及同类物处理肥料提高其防结块性和抗破碎性，克服了使用醛类的缺点，但使肥料变成褐色，导致农民难以接受。

芬兰阿尔纳斯将溶入醚中的阳离子胺类和溶入甲醇中的阴离子羧酸生成的氨基二羧酸盐，溶入矿物油中包裹复合肥，虽然防结块效果较好，但是成本高，生产使用不方便，采用大量溶剂又不安全，故难以实际应用；日本仓田笃三则直接使用酰胺类化合物作为防结剂主成分，但价格昂贵。

1.2 新型防结块剂

1.2.1 高聚物表面活性剂复配型

英国专利在浓缩的阴离子表面活性剂溶液中，溶解水溶性乙烯基高聚物，用该复配溶液处理肥料，与传统的阴离子及阳离子表面活性剂相比，防结块效果更好。其中水溶性乙烯基高聚物是聚醋酸乙烯酯、脲醛树脂、聚乙烯醇等。

红日集团用传统包裹法(油、惰性包裹剂涂布产品)，使高氮复合肥的结块时间延长，由原来不包裹时的7～10 d延长为20 d左右。经过技术改进，在20％的磷酸溶液中加人表面活性剂十二烷基磺酸钠，再配入一种高分子活性有机物，在搅拌机中加入包裹颗粒，俗称“蛋壳化”，在南方存放3个月未结块。

1.2.2 环保型防结剂

目前传统防结块剂在施用后会造成农田、渔业水利的污染，出口肥料时外商明确要求添加无毒无害的防结块剂。

山东一公司开发出新型高浓度硫基复合肥防结块剂，所选原料主要是无机矿物质(滑石粉作填充剂)，其它4种表面活性剂中3种均为食品级(包括硬脂酸钠、硬脂酸钙、一阴阳离子表面活性剂)，另种是食品添加剂(也是具有高强吸水保水作用的高分子乳化剂)，混合磨成小于40μm粉剂，通过冷却滚筒滚动，均匀地附着在颗粒表面，对土壤无污染 ，肥料3个月没有结块。

湖南一公司将3种植物进行酸洗、中和、过滤除杂、离心分离后，与4种不同的表面活性剂在催化剂作用下反应，生成一种浅绿色、稠状液体。该产品不需机械油作为载体。

1.2.3 内添加剂

传统的外包裹技术需用矿物油及熔化、雾化设备，涂覆的油膜大大降低肥料的水溶性；并且复合油在管道流动和喷雾过程中易堵塞管道、喷头。

殷海权设计出在生产过程中添加粉状松散剂，通过喷浆造粒，形成具有均匀混晶结构的防潮防结块颗粒。它针对复合肥主成分的物理特性和晶体结构，由抗粘剂、晶控剂、润滑剂、抗粉化剂、防潮剂和阻燃剂等助剂复配组成，性能互补，成本低廉，使复合肥有良好的水溶性。其中最关键的抗黏剂是酰胺类具可迁移性的阳离子表面活性剂，晶控剂采用含极性基一COOH、一S04H、一SO3H、一PO4H的平面构型阴离子表面活性剂。

蔡剑斌设计了一种片状防结块剂，既可用作外包裹剂，又可作为内添加剂在造粒前加入，与复合肥组分热相容性好，原料便宜易得，易加工，处理时不用溶剂。在90℃其组成中胺类和羧酸类物质能生成酰胺类化合物，可与铵离子或有关离子基团形成缔合效应，从而使复合肥抗粉化，不易结块。用以上两专利技术处理的复合肥，贮存6个月，松散度在90％以上。

1.2.4 废物利用防结剂

邵建华采用废弃的动植物脂肪作原料，经加入液碱部分水解成脂肪酸钠(或钾)后，再加入动植物油脂，通过乳化反应生成防结块剂。它具有非极性物质与表面活性剂防结块的双重效果。

原苏联用水解工业的废料——水解木质素处理颗粒表面；对于高浓度复肥，将含有硫酸铵的丙烯酸生产废料和一乙醇胺净化的蒸馏釜残渣相配，来处理颗粒表面；俄罗斯利用湖海底部的腐泥，将其分离生物活性物质后剩余的沉淀作为颗粒表面改性剂。

某些作物或食品的残渣，如花生壳、木质素等，将其干燥粉碎后加入肥料中，通过抑制颗粒间的相互作用或吸收肥料中的水分而防止结块。

1.2.5 缓释防结剂

把防结块和缓释结合开发包膜肥，将是肥料的发展方向。

中科院生态所参予研发的高效防结复合长效剂，用硫脲、双氰胺、硅藻土(配水溶性防结剂)或胺片(配油溶性防结剂)混合制成，可提高氮磷钾综合利用率17％～25％，延长肥效期110～120 d 。

临沂一公司选用熔融脲液为载体，以石蜡及阴离子表面活性剂烷基苯磺酸盐和阳离子表面活性剂烷基胺盐等混合物为复合肥防结剂，添加对尿素水解有抑制作用的氢醌和对土壤中铵离子氧化有抑制作用的双氰胺作氮素缓释剂，该混合液体经喷涂装置包衣颗粒，得到养分缓释、防结块性能好的高氮型高浓度复合肥，氮素利用率提高13％。

合肥工业大学设计了既有防结块性，又有缓释性的包膜剂，由表面活性剂(Span一60和Tween一80)、石蜡、明胶、释放因子水溶液组成 。河南一公司生产沸石粉，沸石特殊的多孔网状结构，使其在施肥前期能吸贮部分氮、磷、钾等(对NH4+有较强的交换吸附作用)，在后期土壤中有效成分浓度下降时又分离出来，可使肥效均匀且延长，提高肥料的利用率。

2复合肥结块机理

关于肥料结块的机理研究，有不少人从不同角度以不同的肥料品种为对象进行了研究。目前对于复合肥结块现象，人们从不同的角度提出了一些理论解释，归纳起来，主要有以下几种。

2.1 毛细粘合理论

毛细吸附理论认为，氯化铵吸收水分后，在其晶体表面形成一层氯化铵和溶液的薄膜，加快了毛细吸附，形成液相表面的凹月形液面驱使离子向颗粒触点移动，在相邻颗粒间形成交联并粘结，导致产品结块。

这是因为肥料组分大多具有较强的吸湿性，当其临界相对湿度低于空气湿度时，就会从空气中吸收水分，在肥料颗粒表面形成饱和的溶液膜。由于表面张力的作用在以面相接触的颗粒间形成凹液面，使得饱和溶液中的离子向颗粒接触处移动，导致相邻颗粒间形成交联和粘结成团块。设粒子是半径为R(m)的球形，颗粒间接触面为环形，半径为r(m)，根据Laplace公式，施于粒子使之在一起的粘附力f(N)为：

F=2πr2σ／R

式中σ—— 表面张力，N／m。此力与蒸气压力无关，取决于粒子大小和颗粒间的接触面积。增大颗粒的尺寸、减小颗粒间的接触面积有利于降低粒子间的粘附力。

2.2 晶桥理论

晶体桥连理论认为，在氯化铵颗粒表面离子发生反复离解、溶解和再结晶，由于物相平衡作用，颗粒在接触点相连从而导致结块。

当复合肥颗粒吸收空气中的水分，或颗粒内部的水分扩散到表面，就会在颗粒表面形成溶液膜，这种溶液的浓度取决于温度。温度的波动会导致溶解和结晶过程交替进行。有些肥料组分的溶解度随温度的升高而增大，当环境温度降低时，颗粒间的溶液膜将变成过饱和溶液而析出晶体。或者当颗粒吸收的水分被蒸发或被其它干颗粒吸收时，这种溶液膜也会变成过饱和溶液而有新的晶体产生。随着时间的推移，这些晶体之间彼此结合形成晶桥，将肥料颗粒粘合在一起，逐渐形成大的团块。晶桥的强度取决于新生成的晶体的形状、厚度和等轴程度。

2.3 化学反应理论

当空气湿度较大，或复合肥在造粒过程中不同组分间的化学反应未来得及完成，在贮存过程中会发生复分解反应或生成复盐。这些反应发生在颗粒表面组分之间以及不同颗粒表面之间，伴随着放热与释放水分，可能引起颗粒表面之间的重结晶，形成晶桥而导致复合肥结块。此外，随着热效应的产生，复盐组分可能发生变化，导致颗粒产品膨胀和收缩，从而使产品出现崩裂粉化和结块现象。

在复合肥中有些肥料组分如硝酸铵，存在5种晶型。当温度变化时，晶型也随之发生变化，导致颗粒中各个晶粒密度和体积的变化，引起颗粒内部机械应力，造成颗粒破碎，进而导致结块程度的增大。

2.4 塑性变形理论

该理论认为，结块伴随着形变，形变又会因受压而加剧；未经彻底冷却的化肥的残余热量会从颗粒中心向外转移，如果这时化肥颗粒受到挤压就可导致形变，进而结块。在贮存过程中，如果堆积的压力过大，复合肥颗粒的塑性变形就愈大，颗粒间的接触面积也愈大，晶粒之间的距离变小，分子引力增大，这就为其反应及重结晶创造了有利条件，使肥料很容易发生结块。

3 影响复合肥结块的因素

3.1 内在因素

3.1.1 化学组成

因此原料的化学组成是影响肥料结块的内在因素。复合肥生产所用的原料主要包括硝酸铵、尿素、磷酸铵、磷酸二铵、重钙、氯化钾、硫酸钾等，这些原料都有不同程度的吸湿性。而当不同原料混合后，混合物的临界吸湿点与单体物质相比会明显降低，变得更易吸湿。例如磷酸二氢铵在与硝酸铵混合时，会使其吸湿点明显下降。尿素是小分子，分子间的静电结合力弱，分子中存在高度极化的羧基团，而且氮原子中有未配对的电子，具有生成复合物的特性，单纯的尿素本身就具有一定的结块倾向，而与其他一些盐类相互作用时又可生成络合物。

同时不同类型肥料混合后，其临界相对湿度都要小于单一组分盐的临界湿度(即吸湿性增大)，个别类型甚至发生巨大变化(如3O℃尿素和硝铵的临界相对湿度分别是75．2％和59．1％，但二者的对半混合物则降至18．1％)。这些均为肥料结块创造了条件，因而加剧了结块。重钙和普钙是生产复混肥常用的磷素原料，其主要含磷组分为Ca(H2PO4)2·H2O 和H3PO4。如果配料和操作不当，就会导致结晶水的释放和大溶解度化合物的生成，因而出现结块。

高品位复混肥配料所用原料一般为尿素、磷铵和氯化钾(硫酸钾)，在这些肥料的配料中，存在比较复杂的后反应，如：

KCl+NH4H2PO4=KH2PO4+NH4C1

K2SO4 + 2NH4H2PO4 = 2KH2PO4 +(NH4)2S04

由于NH4+ 与K+ 都是一价离子，大小相近，而其盐如氯化铵和氯化钾，硫酸铵和硫酸钾，磷酸铵和磷酸钾结构相似，因此，还会发生形成氯化铵钾、硫酸铵钾及磷酸铵钾固溶体的反应。

对于复合肥，如果原料选择不当，就会导致吸湿点降低，吸湿性增强。此外，有些原料如硝酸铵与硫酸铵在造粒时生成组成为2NH4NO3·(NH )4SO4的复盐，该物料在干燥时发生热分解而成为各自的组分，在冷却时又还原成复盐，这样容易引起粒状产品的粉化和结块。为了防止这种现象的发生，可采用控制N03-和SO42-摩尔比例的方法以减少复盐的生成，当NO3-与S042-的摩尔比例在2.5以上时，产品不易结块。也可采用较低的干燥温度，如使出口物料温度低于60℃来减少复盐的受热分解，延长冷却时间，加强筛分使还原成复盐时生成的细粒粉尘筛掉以达到减少成品结块的目的，所以在设计配方时，应考虑原料的物理、化学性质，合理搭配，尽量降低其吸湿结块倾向。

3.1.2 比表面积

复合肥的结块趋势与肥料颗粒的粒径和形状直接相关。化肥颗粒愈小，其表面积愈大，就易在空气中吸潮并结块。小粒径化肥及圆润度差的粒肥在储运过程中颗粒间接触紧，摩擦多，颗粒易破碎起尘，发生不均匀离散，易造成结块。颗粒不均、细粒过多、圆润度差的化肥，其抗压强度、耐磨性、抗冲击强度也比较差，颗粒脆弱易散，在贮运中易粉化或受压变形，分离度高。这些细粉填满了粗粒之间的空隙，颗粒间接触点与接触面积成百倍增加，很易造成化肥结块。所以，必须重视生产过程中的成型和筛分。

3.1.3 水分含量

除了上述一些原因外，水分是影响肥料结块的最主要因素。生产时允许的水分含量对肥料贮存过程中的结块趋势有很大的影响：一方面水分的存在会导致毛细黏合，并产生晶桥；另一方面水分会导致肥料颗粒溶解、软化，在受压和振动条件下产生变形，使颗粒间接触面积增大，促进肥料的结块，加大了颗粒间结合的强度。颗粒的水分含量越少，结块的可能性就越小；产品的水分含量越高，在一定温度下包装后的产品，在自然冷却过程中析出的结晶就越多，因而，产品的结块就会更严重。一般而言，含氮高的化肥需要的干燥程度也较高，这对硝基或尿基复合肥尤其如此。几种肥料体系最高的水分含最范围：尿基、硝基NPK 当n(N)／n(P2O5)> 1时，W(H2O)应小于1％ ；尿基、硝基NPK 当n(N)／n(P2O5)<1时，w(H2O)应小于1.5%；其他体系的如氯化铵-磷铵系、硫铵-磷铵系等当n(N)／n(P2O5)> 1时，W(H2O)应小于2%；不含N或N很少时，W(H2O)可大于2%。

3.2 外部因素

3.2.1 空气湿度

外部的水分即空气湿度也会影响复合肥结块。当空气湿度较大时，肥料颗粒吸湿使得水分含量增加，导致肥料容易结块。引起吸湿的原因可概括为蒸汽压下降和毛细凝结。蒸汽压下降是指颗粒表面无机盐溶解在吸附水中形成饱和溶液，其蒸汽压低于纯水的饱和蒸汽压，使临界相对湿度降低，当空气相对湿度高于这一数值时，便会产生吸湿。毛细凝结是弯曲液面饱和蒸汽压发生变化而引起的。根据Kelvin方程：

lnPr/P0=k/r

式中

Pr—— 曲面液体的蒸汽压，Pa；

P。——平面液体的蒸汽压，Pa；

r—— 液面的曲率半径，m；

k——常数。

k=2σM／(ρrRT)

σ—— 表面张力．N／m；

M —— 分子量，kg／mol；

ρ—— 密度，kg／m3；

T ——热力学温度，K；

R—— 气体常数，8．314 N·m／(mol·K)

可见，液体的蒸汽压与液面的形状及曲率半径密切相关(P凹

3.2.2 温度

温度对结块的影响主要体现在贮存时的环境温度和包装时的产品温度两方面。在贮存过程中，因环境温度的波动，在水分存在的情况，会引起肥料盐的溶解，致使结晶重复发生，促使晶桥生成。如果贮存的环境温度过高，肥料的临界相对湿度将降低，其吸湿性将增强，导致结块容易发生。包装时如产品温度过高，在缓慢的冷却过程中，原来溶解在残余水分中的肥料盐就结晶析出，形成盐桥，从而导致结块。

3.2.3 贮存压力

提高贮存压力就会增加颗粒形变的可能性和颗粒问的接触面积，使晶体交联的可能性加大，从而增加结块的可能性，一般易结块的肥料应避免堆得过高。散堆仓库锥形肥料堆的底部平均压力可按式落gh·d／3来计算，其中d为肥料的松密度(kg／m3)，h为堆高(m)，g为常数9.81(m／s2 )。锥形堆斜边上的压力约等于零，底中心最大压力为2gh·d／3。

3.2.4 贮存时间

贮存时间愈长，肥料表面盐溶液重结晶一溶解过程进行的次数愈多，长期处于一定压力下，肥料产生的形变愈大，结块的趋势越明显。因此，要尽量缩短肥料的贮存时间。

4 防止复合肥结块措施

复合肥结块的原因多种多样，为了防止复合肥结块，通常采用的措施除了在复合肥生产中可以适当添加相稳定剂来阻止肥料的晶型转化、控制产品粒度及水分含量、降低装袋温度、降低堆放高度等措施外，主要的措施是添加防结块剂，一类是液体物料，另一类中粉体物料。

1) 液体防结块剂包括表面活性剂和非表面活性剂两种。表面活性剂的作用是改变固体和液体界面之间的界面张力，其机理一般认为是通过在粒子表面形成疏水层来防止吸湿，阻止液膜的扩展，改变晶体形状，改变粘结力的强度，分散粒子表面的液膜，改变溶解和重结晶过程中的结晶特性，减少粒子之间的毛细粘合，减少粒子之间的盐桥强度等。因为表面活性剂包括非极性疏水基团和极性亲水基团，这些极性基团又包括：离子型(阴离子型和阳离子型)和非离子型。阴离子表面活性剂有强的疏水性，减少结块肥料颗粒之间的张力。阳离子表面活性剂可以增加肥料表面的疏水性，减少颗粒之间的毛细管吸附，抑制晶核生长或改变晶体生长。非离子表面活性剂包括聚乙二醇、硅油、饱和脂肪酸酯、醛和低分子量的酮等。而非离子表面活性剂则是一些没有表面活性的有机化合物，可以在肥料表面形成膜层阻止颗粒吸潮，包括石蜡、高聚物和油，也可以与惰性颗粒联合应用。

实验表明，磺酸盐等阴离子表面活性剂和聚乙烯等非离子表面活性剂对硝酸铵的防结块效果并不太好，而含有长碳链的脂肪胺对硝酸铵有很强的防结块效果。对于表面活性剂的选择，最好通过实验来确定。另外，用高分子表面活性剂处理过的肥料一经干燥，会生成许多针状结晶，即使空气的相对湿度大于肥料的临界相对湿度也不易结块，其用量少且效果好。可以推断，这主要是结晶习性改变的结果。

2)采用粉状防结块剂。主要有粘土、滑石、硅藻土、高岭土、沸石、膨润土、凹凸棒土、非晶质硅酸等。在生产过程中的添加剂中加入一些氧化钙、沸石粉、凹凸棒土等粉状防结块剂作为内加剂。在复合肥颗粒的表面包裹一层惰性的无机粉末，如硅藻土、高岭土、滑石粉等。这些惰性物质的特点是能良好地粘附于复合肥粒表面上，不吸水，对产品完全惰性，因而可降低复合肥颗粒的吸湿性。其中高岭土非常细，90％小于l0μm，50％小于lμm，高岭土相对较便宜，应用广泛。对于NP、NPK肥料和尿素，应用高岭土十分有效。但是对于硝酸铵和其他高氮肥料的抗结块，应用高岭土效果不好。高岭土和有机添加物相结合则可以有效地阻止这些肥料的结块。

以下是几种粉状防结剂：

一、硅藻土。硅藻土由无定形的SiO2组成，并含有少量Fe2O3、CaO、MgO、Al2O3及有机杂质。 硅藻土通常呈浅黄色或浅灰色，质软，多孔而轻，硅藻土一般是由统称为硅藻的单细胞藻类死亡以后的硅酸盐遗骸形成的，其本质是含水的非晶质SiO2 。天然硅藻土的主要成分是SiO2， SiO2含量常超过70％。它具有一些独特的性能，如：多孔性、较低的浓度、较大的比表面积、相对的不可压缩性及化学稳定性。

二、滑石。滑石化学组成为Mg3[Si4O10](OH)2，晶体属三斜晶系的层状结构硅酸盐矿物。假六方片状单晶少见，一般为致密块状、叶片状、纤维状或放射状集合体。白色或各种浅色，条痕常为白色，脂肪光泽（块状）或珍珠光泽（片状集合体），半透明。摩氏硬度1，比重2.6-2.8。滑石是自然界中硬度最低的矿物原料之一，破碎和加工方便，目前在实际中使用的比较多。

三、高岭土。高岭土的矿物成分由粘土矿物和非粘土矿物组成，前者主要包括高岭石、迪开石、珍珠陶土、变高岭石(1.0nm和0.7nm埃洛石)、水云母和蒙脱石；后者主要是石英、长石、云母等碎屑矿物，少量的重矿物及一些自生和次生的矿物，如磁铁矿、金红石、褐(针)铁矿、明矾石、三水铝石、一水硬铝石和一水软铝石等。高岭土因具有许多优良的工艺性能，广泛用于造纸、陶瓷、橡胶、塑料、耐火材料，化工、农药、医药、纺织、石油、建材及国防等部门。

四、沸石。沸石是沸石族矿物的总称，是一种含水的碱金属或碱土金属的铝硅酸矿物。按沸石矿物特征分为架状、片状、纤维状及未分类四种，按孔道体系特征分为一维、二维、三维体系。任何沸石都由硅氧四面体和铝氧四面体组成。由于沸石具有独特的内部结构和结晶化学性质，因而使沸石拥有多种可供工农业利用的特性。沸石具有吸附性、离子交换性、催化和耐酸耐热等性能，

五、凹凸棒土。凹凸棒粘土是指以凹凸棒石为主要成份的一种粘土矿物。它是一种晶质含水镁铝硅酸盐矿物，具有独特的层链状结构特征，在其结构中存在晶格置换，故晶体中含有不定量的Na+、Ca2+、Fe3+、Al，晶体呈针状、纤维状或纤维状集合体。凹凸棒石具有独特的分散、耐高温、抗盐碱等良好的胶体性质和较高的吸附脱色能力和一定的可塑性及粘结力，且介于链状结构和层状结构之间的中间结构。化学分子式为Mg5Si8O20(OH)2(OH2)4·4H2O。凹凸棒石呈土状、致密块状，产于沉积岩和风化岩中，颜色呈白色、灰白色、青灰色、灰绿色或弱丝绢光泽。土质细腻，有油脂滑感，质轻、性脆，断口呈贝状或参差状，吸水性强。干燥后收缩小，不显裂纹，水浸泡崩散。悬浮液遇电介质不絮凝沉淀。

5、粉状防结剂的改性

粉状防结剂的原料都具有比较好的亲水性，而做为肥料防结剂使用则要求有比较好的疏水性，因此，对原材料采用化学物理的方法进行表面改性就十分必要了，目前主要的改性方法及改性手段有以下几种：

(1)表面覆盖改性：将表面恬性剂覆盖于粒子表面，赋予粒子表面新的性质。这种方法就是将表面活性剂或偶联剂以吸附或化学键的方式与粒子表面结合，使粒子表面由亲水变为疏水，使粒子与聚合物的相容性得以改善。其原理大致可理解为表面活性剂或偶联剂在粒子表面形成一层单分子膜，因其带有两性基团，所以它的亲水基团必定朝向粒子表面，那么它的另一基团(也就是亲油基团)必定朝向外，因此，当粒子与聚合物结合时两者有很好的相容性。从而达到对粒子表面改性的目的。这种方法也是现今比较普遍的方法。

(2)机械化学方法：运用粉碎、摩擦等方法增强粒子表面活性的改性方法。这种方法是将比较大的粒子通过粉碎、摩攘等方法使其变得较小，在这个过程中粒子的表面活性变大，亦即表面吸附能力增强，易于吸附其他的物质，使工艺简化，成本降低，同时可使产品的质量易于控制。

(3)外膜层改性：在粒子表面均匀地包覆一层聚台物，从而使粒子表面性质发生变化的方法这种方法是将粒子表面先进行活化处理，使其表面活性增强，吸附能力增强，可吸附单体及引发剂使单体在粒子表面发生聚合反应，最终在粒子表面形成一层聚合物膜，通过这种方法可使无机粉体达到表面改性的目的，改善其在有机物中的分散稳定性。聚合反应一般为原位聚台和乳液种子聚合。对滑石粉而言，可采用先粉碎活化，再在一定条件下吸附表面活性剂，然后通过表面活性剂吸附单体，最后使单体发生聚合反应达到表面包覆的效果。至于为何对滑石粉采用先用表面活性剂处理，原因是滑石粉的表面活性不大，不能很好地完全吸附单体，可能导致不能完全包覆影响改性效果。另外，滑石粉为片状结构，原位聚合放出的大量的热可使部分滑石粉层间的范德华键被破坏，发生层间剥离，有利于形成部分纳米结构的复合材料。

(4)局部活性改性：利用化学反应在粒子表面接枝上不同的官能团，达到表面改性的目的。众所周知，无机粒子表面有一些基团具有活性可与其他的基团反应，所以，可利用化学反应在粒子表面接枝一些可与聚合物相容的基团或官能团，使无机粒子与聚合物有更好的相容性，或使无机粒子官能团参加聚合物的聚合反应，从而达到无机粒子与聚合物复合的目的。

(5)高能量表面改性：利用高能放电、紫外线、等离子射线等对粒子表面改性。这种方法就是利用高能放电、紫外线、等离子射线等所产生的巨大能量对粒子表面进行改性，使其表面具有活性。提高粒子与聚合物的相容性。

(6)沉淀反应改性：利用沉淀反应进行改性。这种方法就是利用沉淀效应对粒子表面进行包覆．从而达到改性的效果。

6、粉状防结剂的防结原理和优点

6.1粉状防结剂的防结原理

粉末防结块剂的特征是化学惰性，是因为其吸附在肥料表面起到了机械隔离的作用，不与肥料成分发生化学反应。同时无机粉体能够吸收一部分肥料表面的水分，从而一定程度上降低了肥料的重结晶现象。通常应用微米级的极细粒子向肥料中添加后，以分子间引力形式被吸附在肥料颗粒的表面，粒径越小的粉体表面能越大，其吸附力越强。与粒径细的材料相比，粒径粗的粒子与肥料颗粒的接触面积小，因此，所起到的肥料粒间隔离作用也就小，所以在能够应用的条件下，较细的粉体的防结块效果更好。添加量一般在0.5％一3.0％，以分子间引力形式被吸附在肥料颗粒的表面，粒径越小吸附力越强。随着纳米技术的发展，可以应用纳米级的粒子包裹肥料阻止肥料的结块。

6.2粉状防结剂的优点

一、粉状复合肥防结剂的使用不受肥料品种和季节的限制，效果稳定。中国南北气候差异很大，而气候对肥料结块的影响很大。其他品种的防结块剂都有使用的局限性，对肥料的品种和季节变化反应比较敏感。相对来说，由于防结块机理的原因，粉状防结剂对肥料工艺和外界环境的变化适应性较强。

二、由于粉状防结剂的原材料是天然无机矿物，对施用肥料的土壤无污染，在一定程度上具有保护土壤的功效。粉状防结剂一般都利用超细粉碎技术，粉体粒度很小，便于作物吸收，增加肥效，保护土壤，防止土壤块结，增强土壤的透气性，不会对土壤和周边环境造成二次污染。

三、粉状防结块剂与油剂、片剂及水剂防结块剂对比，防结块效果显著提高。油剂、片剂及水剂防结块剂易渗透到颗粒内层，表面活性剂的活性作用减少；粉状防结块剂仅停留在颗粒表层，表面活性剂的作用发挥充分。粉状防结块中的惰性粉末还起到了颗粒间的隔离作用，所以粉状防结块剂效果好。硫基、氯基复合肥经粉状防结块剂处理后，堆放1年都没有结块。

四、价格低廉，使用成本低。由于无机矿物的价格相对其他防结剂原材料价格低很多，所以使用成本低，降低了复合肥生产厂家的生产成本。粉状防结块剂每吨出厂价按4 000元(价格随原料行情增减)，用量按每吨复合肥3.5 kg计，用粉状防结块剂每吨复合肥的防结块成本只有l5元左右；片剂加矿物油防结块成本却在20元左右。

五、解决了复合肥在贮存中出现的“长毛”和“粉化”等问题。

7、未来发展趋势

随着绿色农业的兴起，作为化肥产品重要组成部分的防结块剂也应是不断向自然降解、无积累、生态、环保、无公害的方向发展。

我国目前有生产许可证的复合肥厂有3000余家，每年生产复合肥几千万吨，为了防止复合肥结块，大多采用油溶性的防结块剂，每吨复合肥实际消耗矿物油1.5kg。一个年产lO万t的复合肥工厂，每年要消耗150 t的矿物油。推广使用粉状防结块剂，一方面可为国家节约能源，另一方面还可减少矿物油对土壤、水质、农作物的污染。根据调查，工业发达地区，目前的水质被严重污染，使市场购买的蔬菜和鱼类，吃起来有股柴油味，从表象看水质污染影响到作物的品质，实际已影响到人类的身体健康。当然工业污染是主要因素，但使用含有矿物油的肥料会加剧污染的程度。在旱地上使用含矿物油的肥料很难被发现，但在水田中施用含有矿物油的肥料，就能发现水面上漂油，矿物油接触到农作物的根、茎、叶会抑制农作物表皮细胞的正常呼吸，因而会影响农作物产量。推广粉状防结块剂能克服上述缺点，既环保又节能。粉状材料中还含有作物必须的钙、镁、硅、铁等中微量营养元素，对农作物有益无害，所以推广使用粉状防结块剂意义重大。