CN105440496A - 一种光降解聚氯乙烯地膜制作方法及产品 - Google Patents

一种光降解聚氯乙烯地膜制作方法及产品 Download PDF

Info

Publication number
CN105440496A
CN105440496A CN201510977620.5A CN201510977620A CN105440496A CN 105440496 A CN105440496 A CN 105440496A CN 201510977620 A CN201510977620 A CN 201510977620A CN 105440496 A CN105440496 A CN 105440496A
Authority
CN
China
Prior art keywords
polyvinyl chloride
graphite oxide
mulch film
graphene
parts
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201510977620.5A
Other languages
English (en)
Inventor
周方建
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chongqing Lehu Technology Co Ltd
Original Assignee
Chongqing Lehu Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chongqing Lehu Technology Co Ltd filed Critical Chongqing Lehu Technology Co Ltd
Priority to CN201510977620.5A priority Critical patent/CN105440496A/zh
Publication of CN105440496A publication Critical patent/CN105440496A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G13/00—Protecting plants
    • A01G13/02—Protective coverings for plants; Coverings for the ground; Devices for laying-out or removing coverings
    • A01G13/0256—Ground coverings
    • A01G13/0268—Mats or sheets, e.g. nets or fabrics
    • A01G13/0275—Films
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18—Manufacture of films or sheets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/04—Carbon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00—Use of pretreated ingredients
    • C08K9/02—Ingredients treated with inorganic substances
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2327/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers
    • C08J2327/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08J2327/04—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing chlorine atoms
    • C08J2327/06—Homopolymers or copolymers of vinyl chloride
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2203/00—Applications
    • C08L2203/16—Applications used for films

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

本发明公开了一种光降解聚氯乙烯地膜制作方法，包括以下步骤：制备氧化石墨：以石墨粉为原料制备氧化石墨；制备石墨烯：取一定量的氧化石墨放入去离子水，超声处理１～３小时，将获得的溶液水浴加热，水浴温度控制在75～85℃；加入3～10g硼氢化钠还原，将最后的混合容易洗涤、抽滤、干燥后得到石墨烯粉末；制备复合膜：取氧化石墨或石墨烯放入水中，超声处理１～３小时，加入聚氯乙烯和二氯乙烷强力搅拌5～8小时得到混合溶液，将混合溶液平铺在光滑面板上，烘干成型得到氧化石墨聚氯乙烯复合膜或石墨烯聚氯乙烯复合膜；其效果在于：能有效提高聚氯乙烯地膜的光降解，减少白色污染。

Description

一种光降解聚氯乙烯地膜制作方法及产品
技术领域
本发明及到高分子塑料技术领域，具体地说是一种光降解聚氯乙烯地膜制作方法及产品。
背景技术
随着农业生产和农作物科学栽培水平的逐步提高，地膜覆盖作为一项充分利用温度、光、土、水等自然资源提高产量、改善作物品质的一项重要技术措施，深受农民喜爱。但常用的聚氯乙烯地膜降解极慢，长期在土壤中积累会导致土壤通透性下降，作物根系生长受阻，吸水、吸肥不畅，影响了农作物的品质，也造成了严重的“白色污染”。光降解膜的研发已受到人们的重视旧，将光催化剂掺入到地膜塑料中，利用其光催化活性能够使地膜在太阳光的照射下发生降解，降解终产物主要是对环境友好的水和二氧化碳，以及能够被微生物降解的低分子量残留。但是目前的降解膜成本高，价格贵，且覆盖易造成农作物减产，农民很难一下接受。
石墨烯是指单层密集排列在蜂巢晶体点阵上的碳原子形成的二维平面结构。石墨烯具有比表面积大(理论比表面积高达2630m2／g)、热稳定性好(热导率约51300J／(m·K·s))、强度高(130GPa)、化学稳定性高、很高的光学透射率(97．7％)等优点，其碳原子经过sp2杂化会形成高度离域的盯电子，疏水性较强，可以通过1T一盯相互作用和疏水作用力来和目标物相结合。同时石墨烯还是零带隙材料。在常温下光电子在石墨烯平面上传输速度高于一般的导电材料。基于这些优点，目前关于石墨烯的应用已经很广泛。在光催化反应中，利用氧化石墨的比表面积大、捕获电子和转移电子的传导性强等特点，负载TiO促进催化剂表面光激发产生电子一空穴对，从而有效分解水、降解染料等。但是，目前还无人直接将廉价的氧化石墨和石墨烯用于光降解PVC地膜的研究。为此，该研究将通过在聚氯乙烯材料中加入痕量的无毒、环保二维碳光催化剂，从而可以在不提高生产成本的基础上有效提高聚氯乙烯膜光降解速率，有效减少“白色污染”。
发明内容
有针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种光降解聚氯乙烯地膜制作方法及产品，能有效提高聚氯乙烯地膜的光降解，减少白色污染。
为达到上述目的，本发明表述一种光降解聚氯乙烯地膜制作方法，其关键在于：包括以下步骤
制备氧化石墨：以石墨粉为原料制备氧化石墨；
制备石墨烯：取一定量的氧化石墨放入去离子水，超声处理１～３小时，将获得的溶液水浴加热，水浴温度控制在75～85℃；加入3～10g硼氢化钠还原，将最后的混合容易洗涤、抽滤、干燥后得到石墨烯粉末；
制备复合膜：取氧化石墨或石墨烯放入水中，超声处理１～３小时，加入聚氯乙烯和二氯乙烷强力搅拌5～8小时得到混合溶液，将混合溶液平铺在光滑面板上，烘干成型得到氧化石墨聚氯乙烯复合膜或石墨烯聚氯乙烯复合膜。
按本方案的步骤所制作的氧化石墨聚氯乙烯复合膜或石墨烯聚氯乙烯复合膜其优势在于，由于恒量的石墨烯的加人，可以使聚氯乙烯膜有效提高光催化效率。
进一步的，所述制备氧化石墨步骤如下：
按重量份计将石墨粉15～30份、过硫酸钾5～15份和五氧化二磷10～15份的混合物加入到浓硫酸中，所述浓硫酸的温度为75～90℃；
将上述混合溶液搅拌均匀，冷却5～8小时；
过滤后洗涤混合物至中性，干燥待用；
将上述干燥混合物加入到浓硫酸中，再加入40～60份高锰酸钾，然后进行30～45℃油浴，保持2～3小时；
向上述溶液中加入离子水，所述离子水分三次加入，每次间隔时间为20～30分钟；
过滤上述混合物，用浓度为10％的盐酸进行洗涤、抽滤、干燥得到氧化石墨。
优选的，所述浓硫酸的浓度为80%～95%。
优选的，所述制备石墨烯步骤中氧化石墨与去离子水形成的混合溶液中氧化石墨的浓度为（0.002～0.005）g/ml。
优选的，所述聚氯乙烯和二氯乙烷的混合溶液聚氯乙烯的浓度为0.1g/ml。
优选的，所述氧化石墨或石墨烯与聚氯乙烯的质量之比为（1～2）：500。
按上述方法制作的一种光降解聚氯乙烯地膜，按重量份计包括以下成分；聚氯乙烯250～500份，氧化石墨1～2份，二氯乙烷30～75份。
按上述方法制作的一种光降解聚氯乙烯地膜，按重量份计包括以下成分；聚氯乙烯250～500份，石墨烯1～2份，二氯乙烷30～75份。
本发明的显著效果是：由于石墨烯具有价格低廉，制备简单，生态友好，无毒无害的特点，如果能大面积推广，将有利于保护农业生态环境、促进农业可持续发展。
具体实施方式
一种光降解聚氯乙烯地膜制作方法及产品；
本实施例中使用的主要试剂包括聚氯乙烯、天然石墨、硝酸钠、高锰酸钾、双氧水、水合肼、氨水、二氯乙烷和尿素；
主要仪器包括HH-2型电热恒温水浴锅，JJ．1型定时电动搅拌器；DZF-6020型真空干燥箱；SHD—lU型循环水式多用真空泵；SB-5200DTN型超声波清洗器。
实施例1
一种光降解聚氯乙烯地膜制作方法包括以下步骤
氧化石墨的制备：
将20g石墨粉、10g过硫酸钾和10g五氧化二磷加入80℃的浓硫酸中，搅拌至均匀，冷却6小时以上，洗涤到中性，干燥。将干燥后的样品加入到230ml的浓硫酸中，再加入60g高锰酸钾，混合物的温度要保持在20℃以下，然后在35℃的油浴中保持2小时以后，缓缓加人920ml去离子水。25分钟以后再加入2．8L去离子水(含有50ml浓度为30％双氧水)，之后混合物颜色会变为亮黄色，趁热抽滤，再用5L浓度为10％的盐酸进行洗涤、抽滤、干燥即可得到氧化石墨。
石墨烯的制备；
将0．5g氧化石墨放入烧杯中加入200ml去离子水，超声1小时，得棕黄色均一透明溶液，即成为均匀分散的氧化石墨烯胶体溶液。将获得的溶液放人规格为500ml三颈瓶中，水浴80℃加热，加入5g硼氢化钠还原2小时，最后得黑色絮状沉淀，洗涤、抽滤、干燥后得到石墨烯粉末。
复合膜的制备；
取12．5mg氧化石墨250ml圆底烧瓶中，再加入10ml水；超声30分钟，得到透明的氧化石墨溶液；向上述烧瓶中加入5g聚氯乙烯和50ml二氯乙烷，强力搅拌5小时。停止搅拌，将所得的浅黄色粘稠液倒在玻璃板上，延压成型得到一种光降解聚氯乙烯地膜，改样品的组成成分包括聚氯乙烯4.7g，氧化石墨11.3g，二氯乙烷32mg。
实施例2
一种光降解聚氯乙烯地膜制作方法包括以下步骤
氧化石墨的制备：
将30g石墨粉、20g过硫酸钾和15g五氧化二磷加入85℃的浓硫酸中，搅拌至均匀，冷却8小时，洗涤到中性，干燥。将干燥后的样品加入到300ml的浓硫酸中，再加入75g高锰酸钾，混合物的温度要保持在30℃以下，然后在40℃的油浴中保持2小时以后，缓缓加人1200ml去离子水。30分钟以后再加入3L去离子水(含有100ml浓度为40％双氧水)，之后混合物颜色会变为亮黄色，趁热抽滤，再用5L浓度为20％的盐酸进行洗涤、抽滤、干燥即可得到氧化石墨。
石墨烯的制备；
将5g氧化石墨放入烧杯中加入1000ml去离子水，超声2小时，得棕黄色均一透明溶液，即成为均匀分散的氧化石墨烯胶体溶液。将获得的溶液放人规格为2L三颈瓶中，水浴70℃加热，加入50g硼氢化钠还原3小时，最后得黑色絮状沉淀，洗涤、抽滤、干燥后得到石墨烯粉末。
复合膜的制备；
取20mg石墨烯500ml圆底烧瓶中，再加入30ml水；超声30分钟，得到透明的石墨烯溶液；向上述烧瓶中加入10g聚氯乙烯和100ml二氯乙烷，强力搅拌6小时。停止搅拌，将所得的浅黄色粘稠液倒在玻璃板上，延压成型得到一种光降解聚氯乙烯地膜，改样品的组成成分包括聚氯乙烯9.3g，石墨烯18.7mg，二氯乙烷97mg。
通过分析上述实施例中的产品可以发现，加入石墨烯或氧化石墨的聚氯乙烯复合膜与常规的聚氯乙烯膜相比，其光降解的速度至少提高了两倍，。这使得PVC地膜可以在保证基本的农作物生长期间的增温保湿特性不变之余，还能在农作物生长结束后比较快地降解失去作用，即快速降解，减少了白色污染。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种光降解聚氯乙烯地膜制作方法，其特征在于：包括以下步骤
制备氧化石墨：以石墨粉为原料制备氧化石墨；
制备石墨烯：取一定量的氧化石墨放入去离子水，超声处理１～３小时，将获得的溶液水浴加热，水浴温度控制在75～85℃；加入3～10g硼氢化钠还原，将最后的混合容易洗涤、抽滤、干燥后得到石墨烯粉末；
制备复合膜：取氧化石墨或石墨烯放入水中，超声处理１～３小时，加入聚氯乙烯和二氯乙烷强力搅拌5～8小时得到混合溶液，将混合溶液平铺在光滑面板上，烘干成型得到氧化石墨聚氯乙烯复合膜或石墨烯聚氯乙烯复合膜。
2.根据权利要求1所述的一种光降解聚氯乙烯地膜制作方法，其特征在于：所述制备氧化石墨步骤如下：
按重量份计将石墨粉15～30份、过硫酸钾5～15份和五氧化二磷10～15份的混合物加入到浓硫酸中，所述浓硫酸的温度为75～90℃；
将上述混合溶液搅拌均匀，冷却5～8小时；
过滤后洗涤混合物至中性，干燥待用；
将上述干燥混合物加入到浓硫酸中，再加入40～60份高锰酸钾，然后进行30～45℃油浴，保持2～3小时；
向上述溶液中加入离子水，所述离子水分三次加入，每次间隔时间为20～30分钟；
过滤上述混合物，用浓度为10％的盐酸进行洗涤、抽滤、干燥得到氧化石墨。
3.根据权利要求2所述的一种光降解聚氯乙烯地膜制作方法，其特征在于：所述浓硫酸的浓度为80%～95%。
4.根据权利要求1所述的一种光降解聚氯乙烯地膜制作方法，其特征在于：所述制备石墨烯步骤中氧化石墨与去离子水形成的混合溶液中氧化石墨的浓度为（0.002～0.005）g/ml。
5.根据权利要求1所述的一种光降解聚氯乙烯地膜制作方法，其特征在于；所述聚氯乙烯和二氯乙烷的混合溶液聚氯乙烯的浓度为0.1g/ml。
6.根据权利要求5所述的一种光降解聚氯乙烯地膜制作方法，其特征在于：所述氧化石墨或石墨烯与聚氯乙烯的质量之比为（1～2）：500。
7.根据权利要求1至6制作的一种光降解聚氯乙烯地膜，其特征在于：按重量份计包括以下成分；聚氯乙烯250～500份，氧化石墨1～2份，二氯乙烷30～75份。
8.根据权利要求1至6制作的一种光降解聚氯乙烯地膜，其特征在于：按重量份计包括以下成分；聚氯乙烯250～500份，石墨烯1～2份，二氯乙烷30～75份。
CN201510977620.5A 2015-12-23 2015-12-23 一种光降解聚氯乙烯地膜制作方法及产品 Pending CN105440496A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510977620.5A CN105440496A (zh) 2015-12-23 2015-12-23 一种光降解聚氯乙烯地膜制作方法及产品

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510977620.5A CN105440496A (zh) 2015-12-23 2015-12-23 一种光降解聚氯乙烯地膜制作方法及产品

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105440496A true CN105440496A (zh) 2016-03-30

Family

ID=55551165

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510977620.5A Pending CN105440496A (zh) 2015-12-23 2015-12-23 一种光降解聚氯乙烯地膜制作方法及产品

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105440496A (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110511509A (zh) * 2019-09-03 2019-11-29 海南师范大学 一种可光催化降解的聚氯乙烯塑料薄膜及其制备方法
CN113150464A (zh) * 2021-04-14 2021-07-23 常州康宝高分子科技有限公司 一种可降解型pvc粒料
CN114228182A (zh) * 2021-12-24 2022-03-25 中科合肥智慧农业协同创新研究院 一种快速制备石墨烯三明治型光热转换地膜的方法
CN114921025A (zh) * 2022-06-13 2022-08-19 山西农业大学山西有机旱作农业研究院 一种可降解环保地膜及其制作方法
CN114228182B (zh) * 2021-12-24 2024-05-31 中科合肥智慧农业协同创新研究院 一种快速制备石墨烯三明治型光热转换地膜的方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110511509A (zh) * 2019-09-03 2019-11-29 海南师范大学 一种可光催化降解的聚氯乙烯塑料薄膜及其制备方法
CN113150464A (zh) * 2021-04-14 2021-07-23 常州康宝高分子科技有限公司 一种可降解型pvc粒料
CN114228182A (zh) * 2021-12-24 2022-03-25 中科合肥智慧农业协同创新研究院 一种快速制备石墨烯三明治型光热转换地膜的方法
CN114228182B (zh) * 2021-12-24 2024-05-31 中科合肥智慧农业协同创新研究院 一种快速制备石墨烯三明治型光热转换地膜的方法
CN114921025A (zh) * 2022-06-13 2022-08-19 山西农业大学山西有机旱作农业研究院 一种可降解环保地膜及其制作方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106223009B (zh) 一种可见光催化剂自清洁抗菌织物及其制备和应用
CN102040797B (zh) 石墨烯/TiO2基抗近红外/紫外辐射高分子复合薄膜及其制备方法
CN103920520B (zh) 一种超声波辅助沉积法合成纳米SnO2/g-C3N4复合可见光催化剂的制备方法
CN107083579A (zh) 负离子、远红外、抗菌防螨复合型聚酯纤维及其制造方法
CN105440496A (zh) 一种光降解聚氯乙烯地膜制作方法及产品
CN104594018A (zh) 一种具有抗紫外线和抗菌功能的纺织品的整理方法
CN105148894A (zh) 一种羟基化氧化钛/石墨烯可见光催化材料的制备方法
CN107029777B (zh) 复合可见光催化剂及其制备方法和应用
CN102391573B (zh) 一种改性聚丙烯塑料及其制备方法和应用
CN104672277B (zh) 一种基于碗形结构的金属有机骨架材料及其应用
CN108355717A (zh) 一种纤维素/BiOBr复合光催化材料的制备方法
CN106000474B (zh) 一种卟啉/二氧化钛均匀共组纳米球的制备方法及其应用
Xie et al. Three-dimensional porous spherical TiO2–Bi2WO6 decorated graphene oxide nanosheets photocatalyst with excellent visible light catalytic degradation of ethylene
CN104607228A (zh) 一种α-Fe2O3量子点/氮掺杂石墨烯复合材料的制备方法
CN110201698A (zh) 一种多元非金属掺杂氮化碳光催化剂的制备方法
CN102517669A (zh) 功能性丝瓜络再生纤维及其制备方法
CN103613130B (zh) 一种二氧化钛纳米线与硫化铅量子点复合材料的制备方法
CN107312204B (zh) 用于去除污水有机物的壳聚糖铁钛聚合材料及其制备
CN102580720B (zh) 可见光响应的纳米氧化锌-氧化铋复合光催化剂及其制备方法
Ren et al. [NH4][Ni (phen) 3] BiI6: Synthesis, structure, photocatalytic property and theoretical study of a discrete iodobismuthate
CN103143397B (zh) 一种纳米TiO2/膨胀石墨复合海绵的制备方法及其应用
CN105521802B (zh) 一种可见光响应的磷酸银复合光催化剂及制备与应用
CN107201572A (zh) 一种自清洁聚酯及其纤维的制备方法
CN105734952A (zh) 一种纺织品整理助剂以及纺织品的处理方法
CN103469469B (zh) 一种几何元素经编蕾丝花边及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20160330