CN106336567A - 蓝色可降解地膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种蓝色可降解地膜及其制备方法，原料组分按重量份计，包括：低密度聚乙烯5‑15重量份、线性低密度聚乙烯45‑83.3重量份、多硫化钠0.2‑1重量份、硅酸铝0.8‑4重量份、乙烯基三乙氧基硅烷0.5‑3重量份、聚乳酸10‑30重量份、硬脂酸锰0.2‑1重量份、硬脂酸镁0.5‑4重量份；其中，多硫化钠与硅酸铝的重量比为1:4‑1:5。制备方法：各原料组分依次进行干燥步骤、第一混合步骤、挤出步骤、切粒风干步骤、第二混合步骤、吹塑步骤和厚度调整步骤，从而得到本发明的蓝色可降解地膜。本发明提供的蓝色可降解地膜及其制备方法，可以提高覆膜早期在弱光照射下的地温，同时降低夏天因温度偏高和日光强烈的强光透过率，有效地实现调温保墒作用，且能完全降解。

Description

蓝色可降解地膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及地膜技术领域，具体涉及一种蓝色可降解地膜及其制备方法。
背景技术
地膜覆盖已成为旱作节水农业和增加农作物生长期的关键技术措施之一。随着地膜覆盖面积的增加，传统地膜既不能降解，又难以回收，残膜污染问题日趋严重。为减少和消除白色污染，开发了各种蓝色可降解地膜。但如普通地膜一样，在初春播种季节，因气温低、光线弱，地膜的提温作用无法充分发挥。而在温度偏高、日照强烈的夏天，需要降低白天地温，减少因偏高地温造成水分迁移速度。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明旨在提供一种蓝色可降解地膜及其制备方法，以提高覆膜早期在弱光照射下的地温，同时降低夏天因温度偏高和日光强烈的强光透过率，有效地实现调温保墒作用，且能完全降解。
第一方面，本发明提供一种蓝色可降解地膜，原料组分按重量份计，包括：低密度聚乙烯5-15重量份、线性低密度聚乙烯45-83.3重量份、多硫化钠0.2-1重量份、硅酸铝0.8-4重量份、乙烯基三乙氧基硅烷0.5-3重量份、聚乳酸10-30重量份、硬脂酸锰0.2-1重量份、硬脂酸镁0.5-4重量份；其中，多硫化钠与硅酸铝的重量比为1:4-1:5。
低密度聚乙烯又称高压聚乙烯，是一种塑料材料，它适合热塑性成型加工的各种成型工艺，成型加工性好；其主要用作薄膜产品，还用于注塑制品、医疗器具、药品和食品包装材料、吹塑中空成型制品等；申请人经大量实验发现：将低密度聚乙烯用于本发明的蓝色可降解地膜中，可以显著提高地膜的可塑性和机械性能。被称为第三代聚乙烯的线性低密度聚乙烯树脂，其作为无毒、无味、无臭的乳白色颗粒，密度仅为0.918～0.935g/cm3，具有较高的软化温度和熔融温度，有强度大、韧性好、延展能力高、耐热、耐寒性好等优点，且具有良好的耐环境应力开裂性，耐冲击强度、耐撕裂强度等性能。多硫化钠Na2Sx中随着x值的变化，其由黄色逐渐加深至深红色，或灰黄、黄绿色等；多硫化钠可用于丁苯胶聚合的终止剂，聚硫胶的生产，橡胶促进剂的中间体，硅烷偶联剂；双-丙基三乙氧基硅烷四硫化物，及双-丙基三乙氧基硅烷二硫化物合成中间体，石油化工加氢的缓蚀剂，农业上也用作杀菌剂或杀虫剂的合成。根据含量不同，可用作蒸煮助剂、水处理、金属制造、机械加工等。本发明中多硫化钠与硅酸铝的配合使用，以及结合线性低密度聚乙烯树脂因更高的结晶性而造成地膜表面粗糙且光泽度不高的特点，可以使地膜产生特殊的蓝色，本发明的蓝色可降解地膜，在弱光照射条件下，透光率高于普通膜，在强光照射条件下，透光率低于普通膜，保温性能良好；从而使地膜具有调温保墒作用，即提高覆膜早期在弱光照射下的地温，同时降低夏天因温度偏高和日光强烈的强光透过率；硅酸铝具有优良的热稳定性及化学稳定性，且不含粘结剂和腐蚀性物质，从而使本发明地膜的机械性能更好。乙烯基三乙氧基硅烷作为交联剂，可以将各原料组分很好的交联在一起，从而使恩发明地膜的各方面性质更优异。聚乳酸作为一种具有优良抑菌及抗霉特性的生物生物降解材料，其热稳定性、机械性能均较好；将聚乳酸作为本发明地膜的原料组分，可以显著改善本发明地膜的光泽度和耐热性等；且可以是地膜具有一定的抗菌性和阻燃性；同时使得本发明的地膜生物降解速度更快从而更环保；硬脂酸锰为氧化降解成分，硬脂酸镁作为白色无砂性的细粉，其可以在提高各原料组分的流动性和可塑性的同时增强地膜的热稳定性。此外，低密度聚乙烯5-15重量份、线性低密度聚乙烯45-83.3重量份、多硫化钠0.2-1重量份、硅酸铝0.8-4重量份、乙烯基三乙氧基硅烷0.5-3重量份、聚乳酸10-30重量份、硬脂酸锰0.2-1重量份、硬脂酸镁0.5-4重量份；多硫化钠与硅酸铝的重量比为1:4-1:5的比例设置，可以使制备出的蓝色可降解地膜更能提高覆膜早期在弱光照射下的地温，同时更有效的降低因温度偏高和日光强烈的强光透过率；而且本发明的地膜覆盖后能显著地减少土壤水分蒸发，使土壤湿度稳定，并能长期保持湿润，从而有利于根系生长；即实现更好的调温保墒作用，同时可以完全降解。
也就是说，本发明提供的蓝色可降解地膜，可以提高覆膜早期在弱光照射下的地温，同时降低夏天因温度偏高和日光强烈的强光透过率，有效地实现调温保墒作用，且能完全降解。
在本发明的进一步实施方式中，低密度聚乙烯8-12重量份、线性低密度聚乙烯55-70重量份、多硫化钠0.4-0.8重量份，硅酸铝1.5-3.5重量份、乙烯基三乙氧基硅烷1.5-2.7重量份、聚乳酸15-23重量份、硬脂酸锰0.4-0.8重量份、硬脂酸镁1.5-3.2重量份。
在本发明的进一步实施方式中，低密度聚乙烯9重量份、线性低密度聚乙烯63重量份、多硫化钠0.7重量份，硅酸铝3重量份、乙烯基三乙氧基硅烷2.3重量份、聚乳酸19重量份、硬脂酸锰0.7重量份、硬脂酸镁2.9重量份。
在本发明的进一步实施方式中，所述低密度聚乙烯为LD662、2426H、2436H、LD600中的一种或多种；所述线性低密度聚乙烯为7042、9020、0218D、9042、FV149M中的一种或多种；所述多硫化钠为Na2S4。
在本发明的进一步实施方式中，所述蓝色可降解地膜的厚度为4-20μm，宽度为65-200cm。
第二方面，本发明提供一种蓝色可降解地膜的制备方法，包括以下步骤：干燥步骤：按照配比将各原料组分分别在真空度为0.1Pa-0.06Pa，温度为75℃-85℃的条件下干燥50min-300min；第一混合步骤：将干燥后的除线性低密度聚乙烯外的其他组份在剪切式搅拌机中进行混合，搅拌机的转速为1050-2800r/min，搅拌的温度为45-58℃，搅拌的时间为35min-55min；挤出步骤：将第一混合步骤获得的产物用双螺杆造粒机挤出；切粒风干步骤：将挤出后的产物放入15℃-28℃下的水槽，然后切粒、风干；第二混合步骤：将风干后的产物与线性低密度聚乙烯在剪切式搅拌机中进行混合，搅拌机的转速为800-1700r/min，搅拌的温度为38-43℃，搅拌的时间为15min-35min；吹塑步骤：将第二混合步骤获得的产物用单螺杆挤出机在165℃-193℃下吹塑；厚度调整步骤：将吹塑后的产物调整厚度为4-20μm，宽度为65-200cm。
将各原料组分按照配比分别在真空度为0.1Pa-0.06Pa，温度为75℃-85℃的条件下干燥50min-300min；真空条件下的压力始终低于大气压力，且气体分子数少，密度低，含氧量低，从而使得在干燥过程中各原料组分能更好的保持原有特性；而且，其加热均匀，从内到外对各原料组分进行同时加热，各原料组分的内外温差很小，不会产生常规加热中出现的内外加热不一致的状况，从而不会影响生产出的地膜的机械强度；在真空度为0.1Pa-0.06Pa，温度为75℃-85℃的条件下干燥50min-300min，可以使各原料组分充分干燥，并使各原料组分能最好的保持其原有性质。将干燥后的除线性低密度聚乙烯外的其他组份在剪切式搅拌机中，在转速为1050-2800r/min，第一混合的温度为45-58℃，第一混合的时间为35min-55min进行第一混合；放入剪切式搅拌机，利用高剪切力使各成分进行物理融合和化学反应；剪切搅拌机的转速为1050-2800r/min，第一混合的温度为45-58℃，时间为35min-55min，以将各原料组分充分地分散和混合且尽可能的缩短了混合时间，从而缩短了本发明地膜的制备流程，大大减少能耗。将第一混合后的产物用双螺杆造粒机挤出；加入双螺杆造粒机，制成降解母粒；双螺杆造粒机采用计量喂料，从而使各组分在双螺杆机内有相同的融合时间，产生质量均匀的降解母粒，确保蓝色可降解地膜的质量。将挤出后的产物放入15℃-28℃下的水槽，然后切粒、风干；即将降解母粒降温后切粒、风干，从而更好的发挥降解母粒的性能，使其在后续与线性低密度聚乙烯混合后制备出的地膜机械性能更好，同时具有更好的调温保墒作用。将风干后的产物与线性低密度聚乙烯在剪切式搅拌机中进行第二混合，第二混合的转速为800-1700r/min，第二混合的温度为38-43℃，第二混合的时间为15min-35min；在转速为800-1700r/min，温度为38-43℃，时间为15min-35min的条件下进行第二混合，以将降解母粒与线性低密度聚乙烯充分地分散和混合且尽可能的缩短了混合时间，从而缩短了本发明地膜的制备流程，大大减少能耗。将第二混合后的产物用单螺杆挤出机在165℃-193℃下吹塑；在165℃-193℃下吹塑，可以在除去残留杂质的同时使地膜的各方面性质良好，最终制备出厚度为4-20μm，宽度为65-200cm的地膜；厚度为4-20μm的地膜不仅大大降低了制备过程中的各原料组分的用量，且其厚度之薄使其经过一个生产季节的氧化、光照之后强度大大降低；其无需回收，埋在土里2-5个月即可完全降解为二氧化碳和水，完全无污染。
在本发明的进一步实施方式中，所述第一混合步骤中，搅拌机的转速为1500-2200r/min，搅拌的温度为48-53℃，搅拌的时间为40min-50min。
在本发明的进一步实施方式中，所述第二混合步骤中，搅拌机的转速为1100-1500r/min，搅拌的温度为40-42℃，搅拌的时间为20min-30min。
附图说明
图1为本发明实施例中的蓝色可降解地膜的制备方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚的说明本发明的技术方案，因此只作为实例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
本发明提供一种蓝色可降解地膜，原料组分按重量份计，包括：低密度聚乙烯5-15重量份、线性低密度聚乙烯45-83.3重量份、多硫化钠0.2-1重量份、硅酸铝0.8-4重量份、乙烯基三乙氧基硅烷0.5-3重量份、聚乳酸10-30重量份、硬脂酸锰0.2-1重量份、硬脂酸镁0.5-4重量份；其中，多硫化钠与硅酸铝的重量比为1:4-1:5。
低密度聚乙烯又称高压聚乙烯，是一种塑料材料，它适合热塑性成型加工的各种成型工艺，成型加工性好；其主要用作薄膜产品，还用于注塑制品、医疗器具、药品和食品包装材料、吹塑中空成型制品等；申请人经大量实验发现：将低密度聚乙烯用于本发明的蓝色可降解地膜中，可以显著提高地膜的可塑性和机械性能。被称为第三代聚乙烯的线性低密度聚乙烯树脂，其作为无毒、无味、无臭的乳白色颗粒，密度仅为0.918～0.935g/cm3，具有较高的软化温度和熔融温度，有强度大、韧性好、延展能力高、耐热、耐寒性好等优点，且具有良好的耐环境应力开裂性，耐冲击强度、耐撕裂强度等性能。多硫化钠Na2Sx中随着x值的变化，其由黄色逐渐加深至深红色，或灰黄、黄绿色等；多硫化钠可用于丁苯胶聚合的终止剂，聚硫胶的生产，橡胶促进剂的中间体，硅烷偶联剂；双-丙基三乙氧基硅烷四硫化物，及双-丙基三乙氧基硅烷二硫化物合成中间体，石油化工加氢的缓蚀剂，农业上也用作杀菌剂或杀虫剂的合成。根据含量不同，可用作蒸煮助剂、水处理、金属制造、机械加工等。本发明中多硫化钠与硅酸铝的配合使用，以及结合线性低密度聚乙烯树脂因更高的结晶性而造成地膜表面粗糙且光泽度不高的特点，可以使地膜产生特殊的蓝色，，本发明的蓝色可降解地膜，在弱光照射条件下，透光率高于普通膜，在强光照射条件下，透光率低于普通膜，保温性能良好；从而使地膜具有调温保墒作用，即提高覆膜早期在弱光照射下的地温，同时降低夏天因温度偏高和日光强烈的强光透过率；硅酸铝具有优良的热稳定性及化学稳定性，且不含粘结剂和腐蚀性物质，从而使本发明地膜的机械性能更好。乙烯基三乙氧基硅烷作为交联剂，可以将各原料组分很好的交联在一起，从而使恩发明地膜的各方面性质更优异。聚乳酸作为一种具有优良抑菌及抗霉特性的生物生物降解材料，其热稳定性、机械性能均较好；将聚乳酸作为本发明地膜的原料组分，可以显著改善本发明地膜的光泽度和耐热性等；且可以是地膜具有一定的抗菌性和阻燃性；同时使得本发明的地膜生物降解速度更快从而更环保；硬脂酸锰为氧化降解成分，硬脂酸镁作为白色无砂性的细粉，其可以在提高各原料组分的流动性和可塑性的同时增强地膜的热稳定性。此外，低密度聚乙烯5-15重量份、线性低密度聚乙烯45-83.3重量份、多硫化钠0.2-1重量份、硅酸铝0.8-4重量份、乙烯基三乙氧基硅烷0.5-3重量份、聚乳酸10-30重量份、硬脂酸锰0.2-1重量份、硬脂酸镁0.5-4重量份；多硫化钠与硅酸铝的重量比为1:4-1:5的比例设置，可以使制备出的蓝色可降解地膜更能提高覆膜早期在弱光照射下的地温，同时更有效的降低因温度偏高和日光强烈的强光透过率；而且本发明的地膜覆盖后能显著地减少土壤水分蒸发，使土壤湿度稳定，并能长期保持湿润，从而有利于根系生长；即实现更好的调温保墒作用，同时可以完全降解。
也就是说，本发明提供的蓝色可降解地膜，可以提高覆膜早期在弱光照射下的地温，同时降低夏天因温度偏高和日光强烈的强光透过率，有效地实现调温保墒作用，且能完全降解。
优选地，所述低密度聚乙烯为LD662、2426H、2436H、LD600中的一种或多种；所述线性低密度聚乙烯为7042、9020、0218D、9042、FV149M中的一种或多种；所述多硫化钠为Na2S4。选用LD662、2426H、2436H、LD600中的一种或多种为低密度聚乙烯，可以使生产出的地膜热塑性更好，从而制备出的地膜具备所需厚度和宽度，成型加工性好；选用7042、9020、0218D、9042、FV149M中的一种或多种为线性低密度聚乙烯，借助其高的软化温度和熔融温度，可以使制备出的地膜机械性能更好，调温保墒作用也更好。
优选地，所述蓝色可降解地膜的厚度为4-20μm，宽度为65-200cm。厚度为4-20μm的地膜不仅大大降低了制备过程中的各原料组分的用量，且其厚度之薄使其经过一个生产季节的氧化、光照之后强度大大降低；其无需回收，埋在土里2-5个月即可完全降解为二氧化碳和水，完全无污染。
另外，针对本发明的蓝色可降解地膜，本发明专门设计了制备本发明的蓝色可降解地膜的方法：
图1为本发明实施例中的蓝色可降解地膜的制备方法的流程图，如图1所示，一种权利要求1-5所述的蓝色可降解地膜的制备方法，包括以下步骤：
S101：干燥步骤：按照配比将各原料组分分别在真空度为0.1Pa-0.06Pa，温度为75℃-85℃的条件下干燥50min-300min。将各原料组分按照配比分别在真空度为0.1Pa-0.06Pa，温度为75℃-85℃的条件下干燥50min-300min；真空条件下的压力始终低于大气压力，且气体分子数少，密度低，含氧量低，从而使得在干燥过程中各原料组分能更好的保持原有特性；而且，其加热均匀，从内到外对各原料组分进行同时加热，各原料组分的内外温差很小，不会产生常规加热中出现的内外加热不一致的状况，从而不会影响生产出的地膜的机械强度；在真空度为0.1Pa-0.06Pa，温度为75℃-85℃的条件下干燥50min-300min，可以使各原料组分充分干燥，并使各原料组分能最好的保持其原有性质。
S102：第一混合步骤：将干燥后的除线性低密度聚乙烯外的其他组份在剪切式搅拌机中进行混合，搅拌机的转速为1050-2800r/min，搅拌的温度为45-58℃，搅拌的时间为35min-55min。将干燥后的除线性低密度聚乙烯外的其他组份在剪切式搅拌机中，在转速为1050-2800r/min，温度为45-58℃，时间为35min-55min的条件下进行第一混合；放入剪切式搅拌机，利用高剪切力使各成分进行物理融合和化学反应；剪切搅拌机的转速为1050-2800r/min，搅拌的温度为45-58℃，搅拌的时间为35min-55min，以将各原料组分充分地分散和混合且尽可能的缩短了混合时间，从而缩短了本发明地膜的制备流程，大大减少能耗。
S103：挤出步骤：将第一混合步骤获得的产物用双螺杆造粒机挤出。将第一混合后的产物加入双螺杆造粒机，制成降解母粒；双螺杆造粒机采用计量喂料，从而使各组分在双螺杆机内有相同的融合时间，产生质量均匀的降解母粒，确保蓝色可降解地膜的质量。
S104：切粒风干步骤：将挤出后的产物放入15℃-28℃下的水槽，然后切粒、风干。将降解母粒降温后切粒、风干，从而更好的发挥降解母粒的性能，使其在后续与线性低密度聚乙烯混合后制备出的地膜机械性能更好，同时具有更好的调温保墒作用。
S105：第二混合步骤：将风干后的产物与线性低密度聚乙烯在剪切式搅拌机中进行混合，搅拌机的转速为800-1700r/min，搅拌的温度为38-43℃，搅拌的时间为15min-35min。在转速为800-1700r/min，温度为38-43℃，时间为15min-35min的条件下进行第二混合步骤，以将降解母粒与线性低密度聚乙烯充分地分散和混合且尽可能的缩短了混合时间，从而缩短了本发明地膜的制备流程，大大减少能耗。
S106：吹塑步骤：将第二混合步骤获得的产物用单螺杆挤出机在165℃-193℃下吹塑。
S107：厚度调整步骤：将吹塑后的产物调整厚度为4-20μm，宽度为65-200cm。
在165℃-193℃下吹塑，可以在除去残留杂质的同时使地膜的各方面性质良好，最终制备出厚度为4-20μm，宽度为65-200cm的地膜；厚度为4-20μm的地膜不仅大大降低了制备过程中的各原料组分的用量，且其厚度之薄使其经过一个生产季节的氧化、光照之后强度大大降低；其无需回收，埋在土里2-5个月即可完全降解为二氧化碳和水，完全无污染。
下面结合具体实施方式进行说明：
实施例一
本发明提供一种蓝色可降解地膜，原料组分按重量份计，包括：低密度聚乙烯9重量份、线性低密度聚乙烯63重量份、多硫化钠0.7重量份，硅酸铝3重量份、乙烯基三乙氧基硅烷2.3重量份、聚乳酸19重量份、硬脂酸锰0.7重量份、硬脂酸镁2.9重量份。
按上述原料组分，采用本发明提供的蓝色可降解地膜的制备方法，制备蓝色可降解地膜：
按照配比将各原料组分分别在真空度为0.06Pa，温度为73℃的条件下干燥100min；将干燥后的除线性低密度聚乙烯外的其他组份在剪切式搅拌机中进行第一混合步骤，其中，搅拌机的转速为2700r/min，搅拌的温度为53℃，搅拌的时间为48min；将第一混合后的产物用双螺杆造粒机挤出；将挤出后的产物进入23℃下的水槽降温，然后切粒、风干；将风干后的产物与线性低密度聚乙烯在剪切式搅拌机中进行第二混合步骤，其中，搅拌机的转速为1100r/min，搅拌的温度为41℃，搅拌的时间为28min；将第二混合后的产物用单螺杆挤出机在169℃下吹塑；将吹塑后的产物调整厚度为7μm，宽度为130cm。
实施例二
本发明提供一种蓝色可降解地膜，原料组分按重量份计，包括：低密度聚乙烯5重量份、线性低密度聚乙烯45重量份、多硫化钠0.2重量份，硅酸铝0.8重量份、乙烯基三乙氧基硅烷0.5重量份、聚乳酸10重量份、硬脂酸锰0.2重量份、硬脂酸镁0.5重量份。
按上述原料组分，采用本发明提供的蓝色可降解地膜的制备方法，制备蓝色可降解地膜：
按照配比将各原料组分分别在真空度为0.1Pa，温度为75℃的条件下干燥300min；将干燥后的除线性低密度聚乙烯外的其他组份在剪切式搅拌机中进行第一混合步骤，其中，搅拌机的转速为2800r/min，搅拌的温度为45℃，搅拌的时间为35min；将第一混合后的产物用双螺杆造粒机挤出；将挤出后的产物进入28℃下的水槽降温，然后切粒、风干；将风干后的产物与线性低密度聚乙烯在剪切式搅拌机中进行第二混合步骤，其中，搅拌机的转速为800r/min，搅拌的温度为43℃，搅拌的时间为35min；将第二混合后的产物用单螺杆挤出机在193℃下吹塑；将吹塑后的产物调整厚度为20μm，宽度为200cm。
实施例三
本发明提供一种蓝色可降解地膜，原料组分按重量份计，包括：低密度聚乙烯15重量份、线性低密度聚乙烯83.3重量份、多硫化钠0.8重量份，硅酸铝4重量份、乙烯基三乙氧基硅烷3重量份、聚乳酸30重量份、硬脂酸锰1重量份、硬脂酸镁4重量份。
按上述原料组分，采用本发明提供的蓝色可降解地膜的制备方法，制备蓝色可降解地膜：
按照配比将各原料组分分别在真空度为0.08Pa，温度为85℃的条件下干燥50min；将干燥后的除线性低密度聚乙烯外的其他组份在剪切式搅拌机中进行第一混合步骤，其中，搅拌机的转速为1050r/min，搅拌的温度为58℃，搅拌的时间为55min；将第一混合后的产物用双螺杆造粒机挤出；将挤出后的产物进入15℃下的水槽降温，然后切粒、风干；将风干后的产物与线性低密度聚乙烯在剪切式搅拌机中进行第二混合步骤，其中，搅拌机的转速为1700r/min，搅拌的温度为38℃，搅拌的时间为15min；将第二混合后的产物用单螺杆挤出机在165℃下吹塑；将吹塑后的产物调整厚度为4μm，宽度为65cm。
将本发明实施例一至实施例三得到的蓝色可降解地膜，系统评价其性能：
一、地温及甘蔗出苗率
在200m2的地块内布设5个等面积(36m2)的考察小区，小区为3行区，行距1.2m，行长6m。于3月份开沟种植甘蔗，并铺设实施例一至实施例三的蓝色可降解地膜和普通地膜(对照)，在铺设的这两种地膜上同时插入10cm的地温计，通过定期观察获取数据。试验小区随机排列，观察周期从甘蔗下种覆盖地膜开始贯穿甘蔗的萌芽期和幼苗期，对地膜进行为期90天地观察监测。由于试验地区天气严寒，3月10日种植甘蔗，平均气温保持在21℃左右。将各考察小区内的地温及甘蔗出苗率列表，如表1所示；此外，各实施例的透光率按照GB/T2410-80进行测试。
表1 各考察小区内的地温、甘蔗出苗率及透光率
由表1数据发现：本发明提供的蓝色可降解地膜在初春播种季节，能显著地提高因气温低和光线弱的地温；且甘蔗的出苗率均保持在89％以上，明显优于普通地膜75％和73％的出苗率；此外，从透光率数据可以看出，在春季播种季节的严寒条件，即在弱光照射条件下，本发明提供的蓝色可降解地膜的透光率显著高于普通地膜，即本发明提供的蓝色可降解地膜能够显著提高覆膜早期的低温，从而提高成苗率。
二、地温及西瓜出苗率
在200m2的地块内布设5个等面积(36m2)的考察小区，小区为3行区，行距1.2m，行长6m。于6月份中旬种植西瓜，并铺设实施例一至实施例三的蓝色可降解地膜和普通地膜(对照)，在铺设的这两种地膜上同时插入10cm的地温计，通过定期观察获取数据。试验小区随机排列，观察周期从西瓜下种覆盖地膜开始贯穿西瓜的萌芽期和幼苗期，对地膜进行为期90天地观察监测。由于试验地区天气炎热，6月13日种植西瓜，平均气温保持在35℃左右。将各考察小区内的地温及西瓜出苗率列表，如表2所示；此外，各实施例的透光率按照GB/T2410-80进行测试。
表2 各考察小区内的地温、西瓜出苗率及透光率
由表2数据发现：本发明提供的蓝色可降解地膜在温度偏高、日光强烈的夏天，能显著地降低地温，以使西瓜处于最适宜的生长温度，而不受炎热夏季气温过高和日光强烈的干扰；西瓜的出苗率均保持在87％以上，明显优于普通地膜68％和70％的出苗率；此外，从透光率数据可以看出，在温度偏高的夏天，即在强光照射条件下，本发明提供的蓝色可降解地膜的透光率显著低于普通地膜，即本发明提供的蓝色可降解地膜能够显著降低强光的透过率，降低升温幅度，从而减小了水分的迁移速度，提高了成苗率。
三、力学性能的测试
按照GB/T 1040.3-2006测试各实施例地膜的力学性能，具体如表3所示。
表3 各实施例地膜的力学性能
四、降解性能的测试
(一)光氧化降解实验
对实施例一至实施例三的蓝色可降解地膜根据美国标准ASTMD5208-01进行荧光紫外光暴露试验，所用光源为发射340nm的紫外灯，强度为0.78±0.02W/m2·mm。荧光紫外光暴露试验为循环实验，所采用的循环为在黑标准温度强度为50±3℃下辐射暴露20小时，然后在黑标准温度强度为40±3℃下无辐射冷凝暴露4小时。每隔24小时测定试样的伸长率。当75％试样的伸长率小于5％时，按照ASTM D3826-98(2002)定义为地膜的降解终点。各蓝色可降解地膜的荧光紫外光暴露实验中的降解时间如表4所示。可以看出，本发明提供的蓝色可降解地膜，在96小时时即可达到ASTM D3826定义的降解终点。
表4 荧光紫外光暴露实验中不同暴露时间的伸长率(％)数据
(二)热氧化降解实验
对实施例一至实施例三的蓝色可降解地膜根据美国标准ASTM D5510-94(2001)进行荧光紫外光暴露试验。采用重力对流烘箱，温度为70℃。每隔3天测定试样的伸长率。当75％试样的伸长率小于5％时，按照ASTM D3826-98(2002)定义为地膜的降解终点。各蓝色可降解地膜的降解时间如表5所示。可以看出，本发明提供的蓝色可降解地膜，在20天时即可达到ASTM D3826定义的降解终点。
表5 试样在70℃热降解实验中的伸长率(％)数据
(三)分子量测试
对实施例一至实施例三的蓝色可降解地膜根据美国标准ASTM D6474-12凝胶渗透色谱法测定重均分子量(Mw)和数均分子量(Mn)。测试条件为1,2,4-三氯苯，140℃。测试结果如表6所示。在光氧化降解和热氧化降解后，聚乙烯的分子量均下降到5000左右，可以被生物降解。
表6 光热降解样品的分子量测试
当然，除了实施例一至实施例三列举的情况，其他原料组分的重量百分比、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、多硫化钠与硅酸铝的重量比、蓝色可降解地膜的厚度和宽度、蓝色可降解地膜制备方法中的真空度、温度、干燥时间、转速、混合的温度和时间等也是可以的。只是在实施例一至实施例三列举的情况下，蓝色可降解地膜更能有效地提高覆膜早期在弱光照射下的地温，同时降低夏天因温度偏高和日光强烈的强光透过率，从而更有效地实现调温保墒作用，且地膜更易降解。此外，申请人通过大量的实验发现，采用实施例一的原料组分和重量百分比以及制备过程中的特定参数，制备出的蓝色可降解地膜的调温保墒作用更好，也更易于降解。
本发明提供的蓝色可降解地膜及其制备方法，可以提高覆膜早期在弱光照射下的地温，同时降低夏天因温度偏高和日光强烈的强光透过率，有效地实现调温保墒作用，且能完全降解。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种蓝色可降解地膜，其特征在于，原料组分按重量份计，包括：
低密度聚乙烯5-15重量份、线性低密度聚乙烯45-83.3重量份、多硫化钠0.2-1重量份、硅酸铝0.8-4重量份、乙烯基三乙氧基硅烷0.5-3重量份、聚乳酸10-30重量份、硬脂酸锰0.2-1重量份、硬脂酸镁0.5-4重量份；
其中，多硫化钠与硅酸铝的重量比为1:4-1:5。
2.根据权利要求1所述的蓝色可降解地膜，其特征在于，
低密度聚乙烯8-12重量份、线性低密度聚乙烯55-70重量份、多硫化钠0.4-0.8重量份，硅酸铝1.5-3.5重量份、乙烯基三乙氧基硅烷1.5-2.7重量份、聚乳酸15-23重量份、硬脂酸锰0.4-0.8重量份、硬脂酸镁1.5-3.2重量份。
3.根据权利要求1所述的蓝色可降解地膜，其特征在于，
低密度聚乙烯9重量份、线性低密度聚乙烯63重量份、多硫化钠0.7重量份，硅酸铝3重量份、乙烯基三乙氧基硅烷2.3重量份、聚乳酸19重量份、硬脂酸锰0.7重量份、硬脂酸镁2.9重量份。
4.根据权利要求1所述的蓝色可降解地膜，其特征在于，
所述低密度聚乙烯为LD662、2426H、2436H、LD600中的一种或多种；
所述线性低密度聚乙烯为7042、9020、0218D、9042、FV149M中的一种或多种；
所述多硫化钠为Na2S4。
5.根据权利要求1所述的蓝色可降解地膜，其特征在于，
所述蓝色可降解地膜的厚度为4-20μm，宽度为65-200cm。
6.一种权利要求1-5任意一项所述的蓝色可降解地膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
干燥步骤：按照配比将各原料组分分别在真空度为0.1Pa-0.06Pa，温度为75℃-85℃的条件下干燥50min-300min；
第一混合步骤：将干燥后的除线性低密度聚乙烯外的其他组份在剪切式搅拌机中进行混合，搅拌机的转速为1050-2800r/min，搅拌的温度为45-58℃，搅拌的时间为35min-55min；
挤出步骤：将第一混合步骤获得的产物用双螺杆造粒机挤出；
切粒风干步骤：将挤出后的产物放入15℃-28℃下的水槽，然后切粒、风干；
第二混合步骤：将风干后的产物与线性低密度聚乙烯在剪切式搅拌机中进行混合，搅拌机的转速为800-1700r/min，搅拌的温度为38-43℃，搅拌的时间为15min-35min；
吹塑步骤：将第二混合步骤获得的产物用单螺杆挤出机在165℃-193℃下吹塑；
厚度调整步骤：将吹塑后的产物调整厚度为4-20μm，宽度为65-200cm。
7.根据权利要求6所述的蓝色可降解地膜的制备方法，其特征在于，
所述第一混合步骤中，搅拌机的转速为1500-2200r/min，搅拌的温度为48-53℃，搅拌的时间为40min-50min。
8.根据权利要求6所述的蓝色可降解地膜的制备方法，其特征在于，
所述第二混合步骤中，搅拌机的转速为1100-1500r/min，搅拌的温度为40-42℃，搅拌的时间为20min-30min。
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