CN103265730B - 一种包含淀粉的降解薄膜及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种农用薄膜材料，特别是一种包含有淀粉作为原料的降解薄膜材料，属于高分子材料技术领域。包括有按重量份计的如下组分作为原料：植物淀粉20～30份、聚乙烯20～30份、碳酸钙5～10份、聚丙烯酰胺2～4份、聚环内酯2～4份、酚醛树脂4～8份、大豆蛋白质3～6份、聚丁二酸丁二醇酯2～3份、丙烯酸甲酯4～6份、聚乙烯蜡5～10份、二氧化钛3～5份、纤维素8～14份、增塑剂2～4份、偶联剂2～4份。本发明提供的降解薄膜具有优异的强度，其拉伸强度可以达到16 Mpa以上，透光率可以达到 88%以上，一般在4～6个月可以实现降解。
Description
技术领域
本发明提供了一种农用薄膜材料，特别是一种包含有淀粉作为原料的降解薄膜材料，属于高分子材料技术领域。
背景技术
农用塑料地膜是在20世纪50年代开始被在农业生产中采用的。1955年，日本首先将其应用于草莓生产，随后，在60年代初，法国、意大利、美国等国家开始在蔬菜、草莓、咖啡、烟草、棉花等作用的种植当中采用地膜。我国于1978年从日本引进农用地膜，并在国内的农作物种植中广泛采用。为了充分利用地膜的增产作用，并消除塑料地膜带来的农田地力下降和环境污染的问题，发达国家相继开始研究可降解地膜。
目前，主要的可降解地膜包括有：生物降解地膜、光降解地膜、光/生物降解地膜和利用植物纤维制成的可降解地膜。其中，生物降解地膜主要是以聚乙烯为原料，加入一定量可降解母料后，通过挤出吹塑成型的膜层材料。一般来说，生物降解地膜与普通的聚乙烯地膜具有同样的增产、保湿的作用。同时可以根据不同地区和气候条件，控制降解诱导期和降解速率。
但是对于生物降解地膜来说，其一般采用淀粉及其它天然高分子材料作为原料，但是存在有加工难度大、力学性能差、耐水性能差的问题。需要进一步的改善。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种力学性能和耐水性能优异的降解地膜，采用的技术方案是：
一种包含淀粉的降解薄膜，包括有按重量份计的如下组分作为原料：植物淀粉20～30份、聚乙烯20～30份、碳酸钙5～10份、聚丙烯酰胺2～4份、聚环内酯2～4份、酚醛树脂4～8份、大豆蛋白质3～6份、聚丁二酸丁二醇酯2～3份、丙烯酸甲酯4～6份、聚乙烯蜡5～10份、二氧化钛3～5份、纤维素8～14份、增塑剂2～4份、偶联剂2～4份。
所述的植物淀粉可以采用玉米淀粉、小麦淀粉、土豆淀粉、木薯淀粉中的一种。
上述的纤维素可以采用羧甲基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素中的一种。
上述的增塑剂可以采用乙二醇、丙二醇、丙三醇、乙酸、聚乙烯醇、矿物油、乙酸三丁酯、尿素、甲酰胺中的一种。
所述的二氧化钛的颗粒粒径最好是在10～50微米。
所述的偶联剂最好是硅烷偶联剂，特别地，最好是硅烷偶联剂KH-550、KH-560、KH-570、A-171、KH-792、KH-602中的一种。
该降解薄膜可以通过如下步骤进行制备：
S1：将植物淀粉、聚乙烯、聚丙烯酰胺、聚环内酯、酚醛树脂、大豆蛋白质、聚丁二酸丁二醇酯、丙烯酸甲酯、聚乙烯蜡、增塑剂、偶联剂混合均匀；
S2：将步骤S1所得的混合物送入双螺杆挤出机的料斗中，再将碳酸钙、二氧化钛、纤维素放入挤出机的侧喂料斗，进行熔融、混炼、挤出、冷却、干燥、切粒，即得。
上述的步骤S2中，双螺杆挤出机的螺杆温度控制在190～210℃之间，螺杆的转速控制在140～160转/分钟。
技术效果
本发明提供的降解薄膜具有优异的强度，其拉伸强度可以达到16Mpa以上，透光率可以达到88%以上，一般在4～6个月可以实现降解。
具体实施方式
表1 实施例1～实施例3的重量配比
上述实施例中，植物淀粉采用玉米淀粉；纤维素采用羧甲基纤维素；增塑剂采用乙二醇；二氧化钛的颗粒粒径是10～50微米；偶联剂好是硅烷偶联剂KH-550。
制备步骤是：
S1：将植物淀粉、聚乙烯、聚丙烯酰胺、聚环内酯、酚醛树脂、大豆蛋白质、聚丁二酸丁二醇酯、丙烯酸甲酯、聚乙烯蜡、增塑剂、偶联剂混合均匀；
S2：将步骤S1所得的混合物送入双螺杆挤出机的料斗中，再将碳酸钙、二氧化钛、纤维素放入挤出机的侧喂料斗，进行熔融、混炼、挤出、冷却、干燥、切粒，即得。双螺杆挤出机的螺杆温度控制在190～210℃之间，螺杆的转速控制在140～160转/分钟。
性能试验
将实施例1、2、3所得的降解薄膜进行性能试验，该地膜在4到6个月内即可崩裂成13cm2的碎块，一年后基本上可以被土壤消纳。并以专利CN201010119036.3公开的降解薄膜作为对照。
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对照例 | |
| 拉伸强度(纵向)MPa | 17.3 | 17.1 | 17.6 | 16.8 |
| 拉伸强度(横向)MPa | 16.5 | 16.7 | 16.9 | 15.9 |
| 透光率(%) | 88% | 89% | 91% | 82% |
| 薄膜厚度(mm) | 0.012 | 0.011 | 0.012 | 0.020 |
Claims (1)
1.一种包含淀粉的降解薄膜，由按重量份计的如下组分作为原料所制成：植物淀粉25份、聚乙烯20份、碳酸钙9份、聚丙烯酰胺2份、聚环内酯4份、酚醛树脂8份、大豆蛋白质6份、聚丁二酸丁二醇酯3份、丙烯酸甲酯6份、聚乙烯蜡10份、二氧化钛5份、纤维素14份、增塑剂2份、偶联剂2份；植物淀粉是玉米淀粉；纤维素是羧甲基纤维素；增塑剂是乙二醇；二氧化钛的颗粒粒径是10～50微米；偶联剂是硅烷偶联剂KH-550；制备方法：S1：将植物淀粉、聚乙烯、聚丙烯酰胺、聚环内酯、酚醛树脂、大豆蛋白质、聚丁二酸丁二醇酯、丙烯酸甲酯、聚乙烯蜡、增塑剂、偶联剂混合均匀；S2：将步骤S1所得的混合物送入双螺杆挤出机的料斗中，再将碳酸钙、二氧化钛、纤维素放入挤出机的侧喂料斗，进行熔融、混炼、挤出、冷却、干燥、切粒，即得；所述的步骤S2中，双螺杆挤出机的螺杆温度控制在190～210℃之间，螺杆的转速控制在140～160转/分钟。
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