CN102850626A - 一种可降解地膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种可降解地膜及其制备方法，属于高分子材料技术领域。包括按重量计的如下组分：聚乙烯10～20份、聚丙烯10～20份、聚乙烯醇2～3份、聚甲基乙撑碳酸酯1～2份、聚乳酸3～5份、3-羟基丁酸酯-4-羟基丁酸酯共聚物1～2份、壳聚糖4～6份、甲聚烯烃树脂2～4份、聚丙二醇2～4份、纳米级二氧化钛0.5份、光分解剂0.5份、无机填料5～15份、淀粉5～15份。本发明提供的可降解地膜具有如下的优点：1.降解速度快，120天的降解率可以达35%以上。2.强度高，横向拉伸强度可达16MPa以上；纵向拉伸强度可达17MPa以上。

Description

一种可降解地膜及其制备方法
技术领域
本发明提供了一种可降解地膜及其制备方法，特别涉及一种加入二氧化钛的地膜及其制备方法，属于高分子材料技术领域。
背景技术
地膜是我国农业生产过程中具有重要作用。不仅具有保温、保湿、保肥的作用，而且还具有防病虫、防旱抗涝等作用，能够促进作物的生长发育，提高作物产量，增加生产效益。
传统的农用地膜是采用聚乙烯塑料制成，随着地膜大规模的使用，大量地膜碎片会残留在土壤中。在自然条件下，传统的聚乙烯塑料很难分解，不仅会破坏土壤结构，影响作物生长而导致减产，还会造成严重环境污染。
目前，市场上虽然有各种可降解地膜，但是存在着耐用性差、强度不高、降解不完全等问题。不仅如此，地膜使用时还需要满足不同地域的气候、土壤环境以及种植要求。因此，受到生产技术难度、生产成本等因素的影响，市场上尚没有大规模应用的降解地膜产品。
发明内容
针对以上对现有技术的评述，本发明所要解决的技术问题是：常规的地膜不易降解，强度不高。采用如下的技术方案：
一种可降解地膜，其特征在于包括按重量计的如下组分：聚乙烯10～20份、聚丙烯10～20份、聚乙烯醇2～3份、聚甲基乙撑碳酸酯1～2份、聚乳酸3～5份、3-羟基丁酸酯-4-羟基丁酸酯共聚物1～2份、壳聚糖4～6份、甲聚烯烃树脂2～4份、聚丙二醇2～4份、纳米级二氧化钛0.5份、光分解剂0.5份、无机填料5～15份、淀粉5～15份。
所述的聚丙二醇的分子量优选为1000～2000，官能度为2。
所述的聚乳酸的分子量优选为200000～300000。
所述的聚甲基乙撑碳酸酯的分子量范围优选100000～300000。
所述的淀粉优选自玉米淀粉、土豆淀粉或木薯淀粉中的一种或几种任意比例混合物。
所述的聚乙烯优选为高密度聚乙烯或者线形低密度聚乙烯。
所述的光分解剂优选二苯甲酮、芳香酮、芳香胺、乙酰苯、乙酰丙酮铁、2-羟基-4-甲基苯乙酮肟铁、硬脂酸铁中的一种或几种按任意比例混合物。
所述的无机填料优选自碳酸钙、滑石粉、氧化硅、硅酸钙中的一种或几种按任意比例混合物。
本发明提供的可降解地膜材料中聚甲基乙撑碳酸酯可以加速淀粉的生物降解，另外，二氧化钛也具有一定的光降解、催化的作用，配合光降解剂使用，可以使地膜在自然条件下的降解速度更快。
上述可降解地膜的制备方法是：
1.将聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、聚甲基乙撑碳酸酯、聚乳酸、3-羟基丁酸酯-4-羟基丁酸酯共聚物、壳聚糖、甲聚烯烃树脂、纳米级二氧化钛在3000～5000转/分的条件下混合均匀；
2.再将步骤1所得混合物加入双螺杆挤出机，在螺杆转速100～200转/分，温度180℃～190℃下熔融挤出造粒；
3.将步骤2所得颗粒与聚丙二醇、光分解剂、无机填料与淀粉在50～100转/分的条件下混合均匀；
4.再将步骤3所得混合物送入单螺杆挤出机，在175℃～180℃下热熔挤出吹塑，制成筒状地膜，切割、包装即得。
本发明提供的可降解地膜具有如下的优点：
1.降解速度快，120天的降解率可以达35%以上。
2.强度高，横向拉伸强度可达16MPa以上；纵向拉伸强度可达17MPa以上。
具体实施方式
实施例1
按下述重量称取各组分并制备地膜：聚乙烯10份、聚丙烯10份、聚乙烯醇3份、聚甲基乙撑碳酸酯2份、聚乳酸3份、3-羟基丁酸酯-4-羟基丁酸酯共聚物1份、壳聚糖6份、甲聚烯烃树脂4份、聚丙二醇2份、纳米级二氧化钛0.5份、光分解剂0.5份、无机填料15份、淀粉5份。
上述的聚丙二醇的分子量为1000～2000，官能度为2；上述的聚乳酸的分子量为200000～300000；上述的聚甲基乙撑碳酸酯的分子量是100000～300000；上述的淀粉为玉米淀粉；上述的聚乙烯为高密度聚乙烯；上述的光分解剂是乙酰丙酮铁；上述的无机填料是碳酸钙。
实施例2
按下述重量称取各组分并制备地膜：聚乙烯20份、聚丙烯20份、聚乙烯醇2份、聚甲基乙撑碳酸酯1份、聚乳酸5份、3-羟基丁酸酯-4-羟基丁酸酯共聚物2份、壳聚糖4份、甲聚烯烃树脂2份、聚丙二醇4份、纳米级二氧化钛0.5份、光分解剂0.5份、无机填料5份、淀粉15份。与实施例1的区别在于：上述的淀粉为土豆淀粉；上述的聚乙烯为线形低密度聚乙烯；上述的光分解剂是2-羟基-4-甲基苯乙酮肟铁；上述的无机填料是滑石粉。
实施例3
按下述重量称取各组分并制备地膜：聚乙烯15份、聚丙烯15份、聚乙烯醇3份、聚甲基乙撑碳酸酯1份、聚乳酸4份、3-羟基丁酸酯-4-羟基丁酸酯共聚物2份、壳聚糖5份、甲聚烯烃树脂3份、聚丙二醇3份、纳米级二氧化钛0.5份、光分解剂0.5份、无机填料10份、淀粉10份。与实施例1的区别在于：上述的淀粉为木薯淀粉；上述的聚乙烯为高密度聚乙烯；上述的光分解剂是硬脂酸铁；上述的无机填料是硅酸钙。
性能测试
照GB/T1040.3-2006和GB/T 2410-80对地膜的力学性能和透光性能测试；照GB/T 20197-2006对地膜的降解性能进行测试。以专利CN 97104040中公开的可降解地膜作为对照例，测试结果如表1所示
表1实施例1～实施例3性能测试数据
 实施例1  实施例2  实施例3   对照例
  拉伸强度(纵向)   17.6   17.8   18.1   16.1
  拉伸强度(横向)   16.1   16.3   16.9   14.1
  透光率(%)   88.3   88.6   85.2   78
  薄膜厚度(mm)   0.010   0.012   0.013   0.022
  30d填埋失重(%)   12.5   13.1   13.1   7.2
  120d填埋失重(%)   35.2   36.7   36.3   21.7

Claims (9)

1.一种可降解地膜，其特征在于包括按重量计的如下组分：聚乙烯10～20份、聚丙烯10～20份、聚乙烯醇2～3份、聚甲基乙撑碳酸酯1～2份、聚乳酸3～5份、3-羟基丁酸酯-4-羟基丁酸酯共聚物1～2份、壳聚糖4～6份、甲聚烯烃树脂2～4份、聚丙二醇2～4份、纳米级二氧化钛0.5份、光分解剂0.5份、无机填料5～15份、淀粉5～15份。
2.根据权利要求1所述的可降解地膜，其特征在于：所述的聚丙二醇的分子量为1000～2000，官能度为2。
3.根据权利要求1所述的可降解地膜，其特征在于：所述的聚乳酸的分子量为200000～300000。
4.根据权利要求1所述的可降解地膜，其特征在于：所述的聚甲基乙撑碳酸酯的分子量范围为100000～300000。
5.根据权利要求1所述的可降解地膜，其特征在于：所述的淀粉是玉米淀粉、土豆淀粉或木薯淀粉中的一种或几种任意比例混合物。
6.根据权利要求1所述的可降解地膜，其特征在于：所述的聚乙烯为高密度聚乙烯或者线形低密度聚乙烯。
7.根据权利要求1所述的可降解地膜，其特征在于：所述的光分解剂是二苯甲酮、芳香酮、芳香胺、乙酰苯、乙酰丙酮铁、2-羟基-4-甲基苯乙酮肟铁、硬脂酸铁中的一种或几种按任意比例混合物。
8.根据权利要求1所述的可降解地膜，其特征在于：所述的无机填料是碳酸钙、滑石粉、氧化硅、硅酸钙中的一种或几种按任意比例混合物。
9.一种制备权利1～8任一项所述的可降解地膜的方法：包括以下步骤：
S1将聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、聚甲基乙撑碳酸酯、聚乳酸、3-羟基丁酸酯-4-羟基丁酸酯共聚物、壳聚糖、甲聚烯烃树脂、纳米级二氧化钛在3000～5000转/分的条件下混合均匀；
S2再将步骤S1所得混合物加入双螺杆挤出机，在螺杆转速100～200转/分，温度180℃～190℃下熔融挤出造粒；
S3将步骤2所得颗粒与聚丙二醇、光分解剂、无机填料与淀粉在50～100转/分的条件下混合均匀；
S4再将步骤S3所得混合物送入单螺杆挤出机，在175℃～180℃下热熔挤出吹塑，制成筒状地膜，切割、包装即得。
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