CN103483661A - 可降解地膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可降解地膜及其制备方法，其特征在于，包括以下原料：低密度聚乙烯、聚氯乙烯、钙粉、热氧剂、紫外线吸收剂、光敏剂、粘膜料、高密度聚乙烯，还包括：聚丙烯、加工助剂和淀粉中的任意一种或任意两种或全部。本发明的有益之处在于：本发明的地膜外观达标，无影响使用的气泡、斑点、褶皱、杂质、针孔等缺陷，不影响使用的缺陷不超过20个/100cm2；耐用性好、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；降解周期短且降解完全，在覆膜后30天左右开始分解，此后分解速度加快，至90天左右基本可以完全分解。

Description

可降解地膜及其制备方法
技术领域
   本发明涉及一种地膜及其制备方法，具体涉及一种可降解地膜及其制备方法。
背景技术
   地膜在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，能够促进农作物的生长发育，有效提高作物产量，增加生产效益。
   传统的地膜采用聚乙烯塑料制成，随着地膜的大量使用，大量的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，影响作物生产而导致减产，还会造成严重的白色污染。
传统地膜更新换代产品——降解地膜的推广应用势必成为大势所趋，但是现有的降解地膜存在着耐用性差、强度不高、降解周期长、降解不完全等技术难题。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种耐用性好、强度高、降解周期短且降解完全的地膜，以及该地膜的制备方法。
为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：
一种可降解地膜，其特征在于，包括以下质量份数的原料：
低密度聚乙烯    75-85份
聚氯乙烯        5-10份
钙粉            6-12份
热氧剂          1-3份
紫外线吸收剂    1-3份
光敏剂          1-2份
粘膜料          2-5份
高密度聚乙烯    5-10份。
前述的可降解地膜，其特征在于，还包括以下质量份数的原料：
        聚丙烯          1-3份。
前述的可降解地膜，其特征在于，还包括以下质量份数的原料：
        加工助剂        1-2份。
前述的可降解地膜，其特征在于，还包括以下质量份数的原料：
        淀粉            4-8份。
前述的可降解地膜，其特征在于，上述原料的质量份数为：
低密度聚乙烯    85份
聚氯乙烯        5份
钙粉            6份
热氧剂          2份
紫外线吸收剂    2份
光敏剂          1份
粘膜料          3份
高密度聚乙烯    6份。
一种制备上述可降解地膜的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）、将低密度聚乙烯、聚氯乙烯、钙粉、热氧剂、紫外线吸收剂混合均匀；
（2）、将步骤（1）所得的混合物加入双螺杆挤出机，在螺杆转速100-200rpm、温度180-190℃条件下熔融挤出造粒；
（3）、将步骤（2）所得的颗粒与光敏剂、粘膜料、高密度聚乙烯搅拌均匀；
（4）、将步骤（3）所得的混合物送入单螺杆挤出机，在螺杆转速2500-3000rpm、温度175-195℃条件下热熔挤出吹塑，制成筒状地膜，切割、包装即可。
前述的制备可降解地膜的方法，其特征在于，在步骤（1）中，还混合有聚丙烯、加工助剂和淀粉中的任意一种原料。
前述的制备可降解地膜的方法，其特征在于，在步骤（1）中，还混合有聚丙烯、加工助剂和淀粉中的任意两种原料。
前述的制备可降解地膜的方法，其特征在于，在步骤（1）中，还混合有聚丙烯、加工助剂和淀粉。
本发明的有益之处在于：本发明的地膜外观达标，无影响使用的气泡、斑点、褶皱、杂质、针孔等缺陷，不影响使用的缺陷不超过20个/100cm2；耐用性好、强度高，横向拉伸强度可达16Mpa以上，纵向拉伸强度可达17 Mpa以上；降解周期短且降解完全，在覆膜后30天左右开始分解，此后分解速度加快，至90天左右基本可以完全分解；制造本发明的地膜的方法，步骤简单，工艺要求低，容易实现。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作具体的介绍。
低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯均购自：天津市津展化工有限公司； 
钙粉、淀粉、粘膜料均购自：山东德州绿保塑料厂；
紫外线吸收剂、热氧剂、光敏剂均购自：天津合力高分子有限公司。
   实施例1
   将低密度聚乙烯75份（质量份，下同）、聚氯乙烯5份、钙粉6份、热氧剂1份、紫外线吸收剂1份混合均匀，然后将混合物加入双螺杆挤出机，在螺杆转速100-200rpm、温度180-190℃条件下熔融挤出造粒；
   将上述颗粒与光敏剂1份、粘膜料2份、高密度聚乙烯5份搅拌均匀，然后将混合物送入单螺杆挤出机，在螺杆转速2500-3000rpm、温度175-195℃条件下热熔挤出吹塑，制成筒状地膜，切割、包装即可。
   实施例2
将低密度聚乙烯75份（质量份，下同）、聚氯乙烯5份、钙粉6份、热氧剂1份、紫外线吸收剂1份混合均匀然后将混合物加入双螺杆挤出机，在螺杆转速100-200rpm、温度180-190℃条件下熔融挤出造粒；
   将上述颗粒与光敏剂2份、粘膜料5份、高密度聚乙烯10份搅拌均匀，然后将混合物送入单螺杆挤出机，在螺杆转速2500-3000rpm、温度175-195℃条件下热熔挤出吹塑，制成筒状地膜，切割、包装即可。
   实施例3
将低密度聚乙烯85份（质量份，下同）、聚氯乙烯10份、钙粉12份、热氧剂3份、紫外线吸收剂3份混合均匀，然后将混合物加入双螺杆挤出机，在螺杆转速100-200rpm、温度180-190℃条件下熔融挤出造粒；
   将上述颗粒与光敏剂1份、粘膜料2份、高密度聚乙烯5份搅拌均匀，然后将混合物送入单螺杆挤出机，在螺杆转速2500-3000rpm、温度175-195℃条件下热熔挤出吹塑，制成筒状地膜，切割、包装即可。
   实施例4
将低密度聚乙烯85份（质量份，下同）、聚氯乙烯10份、钙粉12份、热氧剂3份、紫外线吸收剂3份混合均匀，然后将混合物加入双螺杆挤出机，在螺杆转速100-200rpm、温度180-190℃条件下熔融挤出造粒；
   将上述颗粒与光敏剂2份、粘膜料5份、高密度聚乙烯10份搅拌均匀，然后将混合物送入单螺杆挤出机，在螺杆转速2500-3000rpm、温度175-195℃条件下热熔挤出吹塑，制成筒状地膜，切割、包装即可。
   实施例5
将低密度聚乙烯85份（质量份，下同）、聚氯乙烯5份、钙粉6份、热氧剂2份、紫外线吸收剂2份混合均匀，然后将混合物加入双螺杆挤出机，在螺杆转速100-200rpm、温度180-190℃条件下熔融挤出造粒；
   将上述颗粒与光敏剂1份、粘膜料3份、高密度聚乙烯6份搅拌均匀，然后将混合物送入单螺杆挤出机，在螺杆转速2500-3000rpm、温度175-195℃条件下热熔挤出吹塑，制成筒状地膜，切割、包装即可。
   实施例6
将低密度聚乙烯85份（质量份，下同）、聚氯乙烯5份、钙粉6份、热氧剂2份、紫外线吸收剂2份、聚丙烯2份混合均匀，然后将混合物加入双螺杆挤出机，在螺杆转速100-200rpm、温度180-190℃条件下熔融挤出造粒；
   将上述颗粒与光敏剂1份、粘膜料3份、高密度聚乙烯6份搅拌均匀，然后将混合物送入单螺杆挤出机，在螺杆转速2500-3000rpm、温度175-195℃条件下热熔挤出吹塑，制成筒状地膜，切割、包装即可。
   实施例7
将低密度聚乙烯85份（质量份，下同）、聚氯乙烯5份、钙粉6份、热氧剂2份、紫外线吸收剂2份、加工助剂2份混合均匀，然后将混合物加入双螺杆挤出机，在螺杆转速100-200rpm、温度180-190℃条件下熔融挤出造粒；
   将上述颗粒与光敏剂1份、粘膜料3份、高密度聚乙烯6份搅拌均匀，然后将混合物送入单螺杆挤出机，在螺杆转速2500-3000rpm、温度175-195℃条件下热熔挤出吹塑，制成筒状地膜，切割、包装即可。
   实施例8
将低密度聚乙烯85份（质量份，下同）、聚氯乙烯5份、钙粉6份、热氧剂2份、紫外线吸收剂2份、淀粉6份混合均匀，然后将混合物加入双螺杆挤出机，在螺杆转速100-200rpm、温度180-190℃条件下熔融挤出造粒；
   将上述颗粒与光敏剂1份、粘膜料3份、高密度聚乙烯6份搅拌均匀，然后将混合物送入单螺杆挤出机，在螺杆转速2500-3000rpm、温度175-195℃条件下热熔挤出吹塑，制成筒状地膜，切割、包装即可。
   实施例9
将低密度聚乙烯85份（质量份，下同）、聚氯乙烯5份、钙粉6份、热氧剂2份、紫外线吸收剂2份、聚丙烯2份、加工助剂2份、淀粉6份混合均匀，然后将混合物加入双螺杆挤出机，在螺杆转速100-200rpm、温度180-190℃条件下熔融挤出造粒；
   将上述颗粒与光敏剂1份、粘膜料3份、高密度聚乙烯6份搅拌均匀，然后将混合物送入单螺杆挤出机，在螺杆转速2500-3000rpm、温度175-195℃条件下热熔挤出吹塑，制成筒状地膜，切割、包装即可。
   经检测，本发明的地膜，其各项指标参见表1。
表1 本发明的地膜主要指标检测结果
   本发明的地膜，经过中国农业大学、吉林农科院、山西棉花研究所等十余个农业科研单位在全国不同区域对玉米、棉花、油葵、花生、西瓜等不同农作物进行了多点与普通地膜对比的大面积试验与示范，并在吉林省做了膜下滴灌玉米种植试验与示范，均取得了非常满意的效果。
结果表明：本发明的地膜与普通地膜相比，不但具有同样的增温、保墒和促进作物早期发育、早熟、增产等功能，而且还具有良好的降解性，在覆膜后30天左右开始分解，此后分解速度加快，至90天左右基本可以完全分解。在长江流域棉区的扬州市分解速度较快，随着棉区北移，分解速度逐渐减慢。
与现有技术相比，本发明的地膜整体技术水平先进，各项成品指标均较好，抗拉伸负荷优良，降解阶段稳定。
在作物生长的中后期，由于地膜的降解，减少了地膜覆盖所带来的高温对根系的伤害，促进了雨水入渗吸收能力，降低了地膜对雨水的阻碍作用，减少了雨量的损失，增加了土壤的含水量，在一定程度上改善了作物的农艺形状，还减少了清除残膜所使用的人力、物力、财力，避免了残膜的不断积累所形成的阻隔层，具有一定的增产作用；同时，对环境友好。
   以下为大田对比试验与示范成果：
1、江苏扬州  棉田  
4月23日，采用先播种后覆膜平铺的方式，一膜双行，覆盖小行，小行距70cm，大行距90cm，最后留苗密度2000株/亩，其他管理按当地高产技术要求进行。
降解地膜在25天（5月14日）后开始降解；至覆膜后31天（5月24日）降解达0.67级，即开始出现裂纹；覆膜38天（6月4日）后分解加速，至48天（6月14日）分解已达6级，至覆膜86天（7月14日）分解达最大级别8级，以后不再增加。
结果：降解地膜整个分解至7月14日左右结束，正好在棉花的开花期，这时棉花已封小行，覆膜已无效。降解地膜的降解强度至5级时，降解幅达60%左右，而普通地膜则基本未降解。
表1  降解地膜降解至5级时的降解失重率
覆盖前膜的重量 降解至5级时的重量 失重 失重率
5.13g 2.16g 2.97 g 57.89%
2、山西运城  棉田
4月7日播种， 试验品种为晋棉38号，播后根据不同处理随即覆膜，大小行种植（60cm+80cm），5叶期统一定苗为4000株/667m2，其他管理同大田。
降解地膜在播种30天左右开始出现裂痕，50天后分解速度加快，而普通地膜完好。棉花7月20日左右，封行以后，降解地膜降解速度变慢，到收获时基本保留封行时的降解状态（降解80%左右）。普通地膜大部分基本保持完好。
结果：覆膜后90天左右，暴露部分降解程度达到9级，而埋入土壤部分基本完好。到最后收获时，打开纱网，除土壤中埋入部分，降解地膜基本没有残留，完全分解为2cm以下的小块。
表2  降解地膜降解至5级时的降解失重率
覆盖前膜的重量 降解至5级时的重量 失重 失重率
30.30g 13.77 g 16.53 g 54.55%
   3、河北吴桥  棉田
   4月24日播种，品种为中棉所23号，一膜双行，小行距20公分，大行距90公分，留苗密度4500株/亩，其他肥水管理按高产栽培技术进行。
   降解地膜在覆膜30天后开始出现裂痕，6月3日后每10天就增加一级，降解速度加快，到7月3日地面就有25%全部降解，到7月23日达到50%以上，一个月后（8月22日）75%膜已被降解，截止9月11日接近100%全部降解达9级，被土埋压部分除外。
表3  降解地膜降解速度
时间 5.14 5.24 6.3 6.13 6.23 7.7 7.13 7.23 8.2 8.12 8.22 9.11
降解级别 0 1 2 3 4 6 6 7 7 7 8 9
由此可见，本发明的降解地膜与普通地膜相比，不仅降解速度快，而且降解完全，基本没有残留。不仅减少了清除残膜所使用的人力、物力、财力，而且避免了残膜的不断积累所形成的阻隔层，具有一定的增产作用，同时，对环境友好。
需要说明的是，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种可降解地膜，其特征在于，包括以下质量份数的原料：
低密度聚乙烯    75-85份
聚氯乙烯        5-10份
钙粉            6-12份
热氧剂          1-3份
紫外线吸收剂    1-3份
光敏剂          1-2份
粘膜料          2-5份
高密度聚乙烯    5-10份。
2.根据权利要求1所述的可降解地膜，其特征在于，还包括以下质量份数的原料：
         聚丙烯          1-3份。
3.根据权利要求1所述的可降解地膜，其特征在于，还包括以下质量份数的原料：
         加工助剂        1-2份。
4.根据权利要求1所述的可降解地膜，其特征在于，还包括以下质量份数的原料：
         淀粉            4-8份。
5.根据权利要求1所述的可降解地膜，其特征在于，上述原料的质量份数为：
低密度聚乙烯    85份
聚氯乙烯        5份
钙粉            6份
热氧剂          2份
紫外线吸收剂    2份
光敏剂          1份
粘膜料          3份
高密度聚乙烯    6份。
6.一种制备权利要求1所述的可降解地膜的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）、将低密度聚乙烯、聚氯乙烯、钙粉、热氧剂、紫外线吸收剂混合均匀；
（2）、将步骤（1）所得的混合物加入双螺杆挤出机，在螺杆转速100-200rpm、温度180-190℃条件下熔融挤出造粒；
（3）、将步骤（2）所得的颗粒与光敏剂、粘膜料、高密度聚乙烯搅拌均匀；
（4）、将步骤（3）所得的混合物送入单螺杆挤出机，在螺杆转速2500-3000rpm、温度175-195℃条件下热熔挤出吹塑，制成筒状地膜，切割、包装即可。
7.根据权利要求6所述的制备可降解地膜的方法，其特征在于，在步骤（1）中，还混合有聚丙烯、加工助剂和淀粉中的任意一种原料。
8.根据权利要求6所述的制备可降解地膜的方法，其特征在于，在步骤（1）中，还混合有聚丙烯、加工助剂和淀粉中的任意两种原料。
9.根据权利要求6所述的制备可降解地膜的方法，其特征在于，在步骤（1）中，还混合有聚丙烯、加工助剂和淀粉。
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