CN102660068A - 一种可控甘蔗光热降解地膜 - Google Patents

Abstract

一种可控甘蔗光热降解地膜，由以下重量百分比的原料制作：牌号DFDA7042的线性低密度聚乙烯LLDPE颗粒98.3-99.77%、光敏剂0.01-0.5%、热降解促进剂0.1-0.5%和光降解调节剂0.01-0.1%，本发明引入光敏剂和热降解促进剂，解决降解地膜入土后难以降解和降解诱导期难以控制的问题，满足甘蔗生长的要求；制备所用助剂为液体石蜡，原料混合均匀后在降解地膜吹塑机组上吹制成膜，膜的厚度为0.004-0.1mm，暴露部分由自然光诱发光热降解，土壤覆盖部分由土温诱发热降解，克服了光降解地膜避光难以降解的问题。地膜降解诱导时间90-150天，满足甘蔗生长的需求。

Description

一种可控甘蔗光热降解地膜

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域和节水农业技术领域，尤其是一种可控甘蔗光热降解塑料地膜制品的制备。

背景技术

地膜自推广应用以来，显著增加了作物产量和提高了作物品质，促使作物早熟，提高了作物种植海拔和纬度，产生的经济效益明显。但随着地膜在土壤中残留量不断增加，对土壤理化性质和对作物的正常生长造成了不良的影响。

为解决地膜使用后对环境产生的负面影响，环保型地膜的研究成了欧美、日本、以色列等发达国家研究的新方向，目前国内外研发的新型地膜主要有液体地膜、植物纤维地膜、光降解地膜、光生双降解地膜；近年来多功能环保地膜在技术上取得了较大的突破。

目前降解地膜作为环保型功能地膜在玉米、花生、烤烟、棉花上的应用已经做了大量的研究，取得了较好的经济效益和生态效益，使用降解地膜与常规地膜比较，对作物的生长、成熟期和产量不造成明显的影响。其中张继明2000年研究表明了降解地膜覆盖对玉米生育期没有明显的影响，能够增加玉米产量；王星研究表明使用光降解地膜对玉米生育中期保水效果明显，降解膜和普通膜的保水、保温和增产效果基本相同。光降解地膜在花生生产上的覆盖应用表明，利用降解时间为70-90d的光降解地膜覆盖花生，功效类似普通膜，能起到保水、保温增产的功效，减轻地膜的残留污染。目前的研究表明覆盖降解地膜不影响烤烟的烟叶的成熟。戴敬研究表明光降解地膜覆盖棉花能提高0-10cm土层土壤的温度，光降解膜处理产量较对照明显提高。

目前降解地膜在国内甘蔗种植上开展了一些示范试验，取得了初步的应用效果和经济效益。其中2006年云南昌宁恒盛糖业有限责任公司柯街糖厂所属蔗区的引进甘蔗光降解除草地膜，节约了回收地膜用工，揭膜用工 30 个/hm²，每个人工 15元，合计节约支出 450元/hm²。2004、2005连续两年在云南省德宏英茂糖业有限公司蔗区进行了甘蔗光降解地膜试验，光降解地膜膜诱导期为33-36天，崩裂期为51-62天，光降解地膜当年的降解失重率为41％-48％。2005-2006年目前广东湛江蔗区做了大量研究，光降解地膜范区的光降解地膜降解失重率为7．58％-16.77％、大田应用区为11.26％-29.62％。

由于中国主要蔗区广西、云南、海南、广东等光照、降雨量等气候因子差异大，海拔、土壤类型也有明显的差异，目前国内外降解地膜在甘蔗应用上存在的主要问题有降解不彻底，降解时间难以控制，生产成本高，在不同气候条件下使用性能还不稳定。以淀粉为原料的降解地膜物理性能、保温、保水效果不理想，价格3万/吨（常规膜1.4万/吨）。法国利马格兰公司生产的黑色生物可降解地膜成本比常规聚烯烃地膜高3倍，实验表明在甘蔗上覆盖后，导致甘蔗幼苗黄化，难以破膜成活。广州斯威特公司生产的光降解地膜在多样性的气候条件下适应性差。目前生产上迫切需要一种低成本，可控制降解时间的甘蔗降解地膜。

基于充足的原料供给、不影响粮食供给安全、低成本考虑，目前国内外研究的降解地膜中，光降解地膜在生产上推广应用可行性强；但光降解地膜目前存在的主要问题有诱导时间难以控制，覆土填埋部分难以降解。

发明内容

本发明提出一种可控甘蔗光热降解地膜，以克服上述存在的不足。本发明提供的这种可控甘蔗光热降解地膜，由以下重量百分比的原料制作：牌号DFDA7042的线性低密度聚乙烯LLDPE颗粒98.3-99.77%、光敏剂0.01-0.5%、热降解促进剂0.1- 0.5%和光降解调节剂0.01-0.1%，制备步骤为：LLDPE颗粒和助剂液体石蜡按300:1的重量比例混合均匀后，加入光降解调节剂进一步混合，再加入光敏剂和热降解促进剂，将上述原料充分混合均匀后，采用降解地膜吹塑机组吹制成厚度为0.004-0.1mm的地膜，地膜根据甘蔗的生长规律，降解诱导时间90-150天，满足甘蔗生长的需求，同时达到降解的效果。

所述光敏剂选取：硬酯酸铈粉末0.01-0.5%和硬脂酸铁粉末0.01- 0.1%。

所述热降解促进剂选取：硬酯酸锰粉末0.1- 0.5%和硬脂酸钴粉末0.1- 0.5%。

所述光降解调节剂是二丁基二硫代氨基甲酸镍粉末。

制成的可控甘蔗光热降解地膜由光敏剂和热降解促进剂协同发生光热降解。 

本发明根据甘蔗生长规律,并结合光照、气温等气候因子，引入光敏剂和热降解促进剂，解决降解地膜入土后难以降解和降解诱导期难以控制的问题，满足甘蔗生长的要求。制备所用助剂为液体石蜡，原料混合均匀后在降解地膜吹塑机组上吹制成膜，膜的厚度为0.004-0.1 mm，暴露部分由自然光诱发光热降解，土壤覆盖部分由土温诱发热降解，克服了光降解地膜避光难以降解的问题。地膜降解诱导时间90-150天，满足甘蔗生长的需求。

附图说明

图1和图2：实施例1-3合成的降解地膜，根据GBT17603-1998光解性塑料户外暴露试验方法，通过户外暴晒试验，检测粘均分子量、羰基指数的曲线图。

具体实施方式

下面实施例中均为重量百分比。

利用JVM-50型立式混料机将LLDPE颗粒、液体石蜡按300:1的比例混合均匀后，加入二丁基二硫代氨基甲酸镍（0.01-0.1%）进一步混合，之后加入硬脂酸铈（0.01-0.5%）、硬酯酸铁（0.01- 0.1%）、硬酯酸锰（0.1-0.5%）、硬酯酸钴（0.1- 0.5）；将上述原料充分混合均匀后，采用SJ50/30-FM1300型号降解地膜吹塑机组吹膜，将地膜收卷包装为成品地膜，膜的厚度为0.004-0.1mm，降解时间90-150天，根据GBT17603-1998光解性塑料户外暴露试验方法,通过户外暴晒试验，检测粘均分子量、羰基指数。具体实例如下：

实施例1：利用JVM-50型立式混料机将LLDPE颗粒和液体石蜡按300:1的比例混合均匀后，加入二丁基二硫代氨基甲酸镍粉末0.01%进一步混合，之后按比例加入硬脂酸铈粉末0.05%、硬酯酸铁粉末0.1%、硬酯酸锰粉末0.1%、硬酯酸钴粉末0.05%；将上述原料充分混合均匀后，采用SJ50/30-FM1300型号降解地膜吹塑机组吹膜后，制成厚度为0.004-0.1mm，宽度为240cm的地膜，将地膜收卷包装为成品地膜。

实施例2：利用JVM-50型立式混料机将LLDPE颗粒和液体石蜡按300:1的比例混合均匀后，加入二丁基二硫代氨基甲酸镍粉末0.04%进一步混合，之后按比例加入硬脂酸铈粉末0.1%、硬酯酸铁粉末0.05%、硬酯酸锰粉末0.1%、硬酯酸钴粉末0.1%；将上述原料充分混合均匀后，采用SJ50/30-FM1300型号降解地膜吹塑机组吹膜后，制成厚度为0.004-0.1mm，宽度为240cm的地膜，将地膜收卷包装为成品地膜。

实施例3: 利用JVM-50型立式混料机将LLDPE颗粒和液体石蜡按300:1的比例混合均匀后，加入二丁基二硫代氨基甲酸镍粉末0.06%进一步混合，之后按比例加入硬脂酸铈粉末0.05%、硬酯酸铁粉末0.05%、硬酯酸锰粉末0.2%、硬酯酸钴粉末0.1%；将上述原料充分混合均匀后，采用SJ50/30-FM1300型号降解地膜吹塑机组吹膜后，制成厚度为0.004-0.1mm的地膜，将地膜收卷包装为成品地膜。

对实施例1-3合成的降解地膜，根据GBT17603-1998光解性塑料户外暴露试验方法,通过户外暴晒试验，检测粘均分子量、羰基指数具体如图1、2。由图中可看出：

1、当羰基指数CI > 45时，光降解膜的力学性能处于脆变期，力学性能己不能满足使用的需要。

2、聚乙烯粘均分子量下降到5 000以下，脆裂产物才能被微生物分解。

Claims (5)

1.一种可控甘蔗光热降解地膜，其特征在于由以下重量百分比的原料制作：牌号DFDA7042的线性低密度聚乙烯LLDPE颗粒98.3-99.77%、光敏剂0.01-0.5%、热降解促进剂0.1- 0.5%和光降解调节剂0.01-0.1%，制作步骤为：

将LLDPE颗粒和液体石蜡按300:1的重量比例混合均匀后，加入光降解调节剂进一步混合，再加入光敏剂和热降解促进剂，将上述原料充分混合均匀后，采用降解地膜吹塑机组吹制成厚度为0.004-0.1mm的地膜，地膜的降解诱导时间为90-150天。

2.根据权利要求1所述的可控甘蔗光热降解地膜，其特征在于所述光敏剂选取：硬酯酸铈粉末0.01-0.5%和硬脂酸铁粉末0.01- 0.1%。

3.根据权利要求1所述的可控甘蔗光热降解地膜，其特征在于所述热降解促进剂选取：硬酯酸锰粉末0.1- 0.5%和硬脂酸钴粉末0.1- 0.5%。

4.根据权利要求1所述的可控甘蔗光热降解地膜，其特征在于所述光降解调节剂是二丁基二硫代氨基甲酸镍粉末。

5.根据权利要求1所述的可控甘蔗光热降解地膜，其特征在于光热降解地膜由光敏剂和热降解促进剂协同发生光热降解。

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