CN106117618A - 一种农用地膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种农用地膜及其制备方法，涉及膜材领域，包括所述农用地膜由中层的框网状的PBS共聚物膜层和可以完全降解的上下两层的改性淀粉‑聚乙烯醇膜层组成，本发明使用经纳米二氧化硅和聚乙烯醇改性的淀粉材料作为基材，强度、韧性和防水性能得到提高，使用降解时间较长的塑料材质作为框架复合上容易降解的淀粉基材的膜层，分散性良好，成品膜的纵横向拉力也得到加强，同时，也可以根据实际需要可以利用框架将未完全降解的地膜进行整体大部分进行移动。

Description

一种农用地膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及膜材领域，具体涉及一种农用地膜及其制备方法。
背景技术
地膜覆盖栽培是农作物早熟增产的有效手段。地膜栽培技术的广泛推广应用，为农业的迅速发展发挥了巨大的作用。但是目前广泛使用的聚乙烯固体地膜难以降解，已造成巨大的白色污染。为克服这一问题，研发的可降解地膜由于多用淀粉做基材，一方面会造成其物理机械性能的下降，使其加工困难，成品的纵横向拉力差也较原来的塑料地膜差，另一方面还存在亲水性太强，存在于大部分通用树脂之间的相容性很差的问题，致使材料的力学性能大幅下降，从而阻碍了淀粉塑料在工业化推广过程中的广泛应用。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种新型农用地膜及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种农用地膜，包括以下步骤，
一种农用地膜，所述农用地膜由中层的框网状的PBS共聚物膜层和可以完全降解的上下两层的改性淀粉-聚乙烯醇膜层组成，其中，改性淀粉-聚乙烯醇膜层的组成包括(按重量份计):淀粉32-55份、聚乙烯醇23-40份、聚丙烯酰胺1-3份、纳米SiO2 0.8-2.4份、甲醛2-5份、甘油13-18份、尿素2-4份、有机蒙脱土1-3份。
优选的，所述PBS共聚物为除丁二酸、丁二醇以外的二元酸和二元醇。
优选的，所述甲醛可以用乙二醛或乙醛进行替代。
一种农用地膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)PBS共聚物膜层的制备：将PBS共聚物母粒放入密炼机中，完全熔融后，挤入框网状模具中制备成型；
(2)改性淀粉-聚乙烯醇膜层的制备：
A、纳米SiO2的分散：将纳米SiO2放置于水中，加入聚丙烯酰胺作分散剂，机械研磨分散1-2h；
B、将淀粉加入到聚乙烯醇溶液中进行搅拌；搅拌均匀后加入步骤A中分散好的纳米SiO2，进行高速搅拌分散；
C、在步骤B中的液体糊化后加入甲醛，在80-90℃碱性条件下以搅拌速度为100-150r/min混合30min使混合物发生交联；
D、在步骤C中的混合物料中加入甘油和尿素，高速混炼塑化；
E、在步骤D中加入有机蒙脱土混合均匀，在单螺杆挤出机中挤出进行吹膜，制得改性淀粉-聚乙烯醇膜层；
(3)复合膜：将两张改性淀粉-聚乙烯醇膜层和一张PBS共聚物膜层进行覆膜机中进行复合，得到成品膜。
优选的，步骤(2)B中淀粉加入到聚乙烯醇与水的固液比为1:5-1:8。
本发明的有益效果在于：聚乙烯醇为可降解的水溶性高分子，其本身成膜性好，所增强的淀粉薄膜具有较好的透明度、柔软度及力学性能，是一种理想的增强剂，本发明使用经纳米二氧化硅和聚乙烯醇改性的淀粉材料作为基材，强度、韧性和防水性能得到提高，使用降解时间较长的塑料材质作为框架复合上容易降解的淀粉基材的膜层，分散性良好，成品膜的纵横向拉力也得到加强，同时，也可以根据实际需要可以利用框架将未完全降解的地膜进行整体大部分进行移动。
附图说明：
图1为本发明中PBS共聚物膜层的结构示意图。
图2为本发明的侧视图。
1-PBS共聚物膜层，2-改性淀粉-聚乙烯醇膜层。
具体实施方式
如图1所示，下面通过三个实施例来具体阐述本发明。
实施例1：
一种农用地膜，所述农用地膜由中层的框网状的PBS共聚物膜层和可以完全降解的上下两层的改性淀粉-聚乙烯醇膜层组成，其中，改性淀粉-聚乙烯醇膜层的组成包括(按重量份计):淀粉32份、聚乙烯醇23份、聚丙烯酰胺1份、纳米SiO2 0.8份、甲醛2份、甘油13份、尿素2份、有机蒙脱土1份。
一种农用地膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)PBS共聚物膜层的制备：将聚丁二酸丁二醇酯母粒放入密炼机中，完全熔融后，挤入框网状模具中制备成型；
(2)改性淀粉-聚乙烯醇膜层的制备：
A、纳米SiO2的分散：将纳米SiO2放置于水中，加入聚丙烯酰胺作分散剂，机械研磨分散1h；
B、将淀粉加入到聚乙烯醇溶液中进行搅拌；淀粉加入到聚乙烯醇与水的固液比为1:5，搅拌均匀后加入步骤A中分散好的纳米SiO2，进行高速搅拌分散；
C、在步骤B中的液体糊化后加入甲醛，在80℃碱性条件下以搅拌速度为100r/min混合30min使混合物发生交联；
D、在步骤C中的混合物料中加入甘油和尿素，高速混炼塑化；
E、在步骤D中加入有机蒙脱土混合均匀，在单螺杆挤出机中挤出进行吹膜，制得改性淀粉-聚乙烯醇膜层；
(3)复合膜：将两张改性淀粉-聚乙烯醇膜层和一张PBS共聚物膜层进行覆膜机中进行复合，得到成品膜。
实施例2：
一种农用地膜，所述农用地膜由中层的框网状的PBS共聚物膜层和可以完全降解的上下两层的改性淀粉-聚乙烯醇膜层组成，其中，改性淀粉-聚乙烯醇膜层的组成包括(按重量份计):淀粉55份、聚乙烯醇40份、聚丙烯酰胺3份、纳米SiO2 2.4份、乙二醛5份、甘油18份、尿素4份、有机蒙脱土3份。
一种农用地膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)PBS共聚物膜层的制备：将聚丁二酸丁二醇酯母粒放入密炼机中，完全熔融后，挤入框网状模具中制备成型；
(2)改性淀粉-聚乙烯醇膜层的制备：
A、纳米SiO2的分散：将纳米SiO2放置于水中，加入聚丙烯酰胺作分散剂，机械研磨分散2h；
B、将淀粉加入到聚乙烯醇溶液中进行搅拌；淀粉加入到聚乙烯醇与水的固液比为1:8，搅拌均匀后加入步骤A中分散好的纳米SiO2，进行高速搅拌分散；
C、在步骤B中的液体糊化后加入甲醛，在90℃碱性条件下以搅拌速度为150r/min混合30min使混合物发生交联；
D、在步骤C中的混合物料中加入甘油和尿素，高速混炼塑化；
E、在步骤D中加入有机蒙脱土混合均匀，在单螺杆挤出机中挤出进行吹膜，制得改性淀粉-聚乙烯醇膜层；
(3)复合膜：将两张改性淀粉-聚乙烯醇膜层和一张PBS共聚物膜层进行覆膜机中进行复合，得到成品膜。
实施例3：
一种农用地膜，所述农用地膜由中层的框网状的PBS共聚物膜层和可以完全降解的上下两层的改性淀粉-聚乙烯醇膜层组成，其中，改性淀粉-聚乙烯醇膜层的组成包括(按重量份计):淀粉45份、聚乙烯醇37份、聚丙烯酰胺2份、纳米SiO2 1.5份、乙醛3份、甘油15份、尿素3份、有机蒙脱土2份。
一种农用地膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)PBS共聚物膜层的制备：将聚丁二酸丁二醇酯母粒放入密炼机中，完全熔融后，挤入框网状模具中制备成型；
(2)改性淀粉-聚乙烯醇膜层的制备：
A、纳米SiO2的分散：将纳米SiO2放置于水中，加入聚丙烯酰胺作分散剂，机械研磨分散2h；
B、将淀粉加入到聚乙烯醇溶液中进行搅拌；淀粉加入到聚乙烯醇与水的固液比为1:6，搅拌均匀后加入步骤A中分散好的纳米SiO2，进行高速搅拌分散；
C、在步骤B中的液体糊化后加入甲醛，在85℃碱性条件下以搅拌速度为120r/min混合30min使混合物发生交联；
D、在步骤C中的混合物料中加入甘油和尿素，高速混炼塑化；
E、在步骤D中加入有机蒙脱土混合均匀，在单螺杆挤出机中挤出进行吹膜，制得改性淀粉-聚乙烯醇膜层；
(3)复合膜：将两张改性淀粉-聚乙烯醇膜层和一张PBS共聚物膜层进行覆膜机中进行复合，得到成品膜。
经过以上工艺步骤后，对样品进行以下检测，并得到数据，
(1)膜吸水率的测定：按国标GB1034-70标准进行。取10cm×10cm方块薄膜，于105℃下烘干至恒重(Wo)，然后置于室温下(25℃左右)的蒸馏水中，定期取出，用滤纸吸干表面水分，称重(Wi)，计算吸水率。每个样品取3块膜条为一组，取平均值。
吸水率(％)＝[(Wi-Wo)/Wo]×100。
(2)膜拉伸强度和断裂伸长率的测定：按国标GB1040-79标准进行，拉伸速度为3cm/min，样品预先在75％相对湿度下平衡3-4天。每个样品测定3个纵向、3个横向，取平均值。
显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种农用地膜，其特征在于，所述农用地膜由中层的框网状的PBS共聚物膜层和可以完全降解的上下两层的改性淀粉-聚乙烯醇膜层组成，其中，改性淀粉-聚乙烯醇膜层的组成包括(按重量份计):淀粉32-55份、聚乙烯醇23-40份、聚丙烯酰胺1-3份、纳米SiO2 0.8-2.4份、甲醛2-5份、甘油13-18份、尿素2-4份、有机蒙脱土1-3份。
2.根据权利要求1所述的一种农用地膜，其特征在于：所述PBS共聚物为除丁二酸、丁二醇以外的二元酸和二元醇。
3.根据权利要求1所述的一种农用地膜，其特征在于：所述甲醛可以用乙二醛或乙醛进行替代。
4.一种根据权利要求1或2所述的一种农用地膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）PBS共聚物膜层的制备：将PBS共聚物母粒放入密炼机中，完全熔融后，挤入框网状模具中制备成型；
（2）改性淀粉-聚乙烯醇膜层的制备：
A、纳米SiO2的分散：将纳米SiO2放置于水中，加入聚丙烯酰胺作分散剂，机械研磨分散1-2h；
B、将淀粉加入到聚乙烯醇溶液中进行搅拌；搅拌均匀后加入步骤A中分散好的纳米SiO2，进行高速搅拌分散；
C、在步骤B中的液体糊化后加入甲醛，在80-90℃碱性条件下以搅拌速度为100-150r/min混合30min使混合物发生交联；
D、在步骤C中的混合物料中加入甘油和尿素，高速混炼塑化；
E、在步骤D中加入有机蒙脱土混合均匀，在单螺杆挤出机中挤出进行吹膜，制得改性淀粉-聚乙烯醇膜层；
（3）复合膜：将两张改性淀粉-聚乙烯醇膜层和一张PBS共聚物膜层进行覆膜机中进行复合，得到成品膜。
5.根据权利要求4所述的一种农用地膜的制备方法，其特征在于：步骤（2）B中淀粉加入到聚乙烯醇与水的固液比为1:5-1:8。
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