CN106543668B - 一种生物降解黑色地膜及其制备方法 - Google Patents

一种生物降解黑色地膜及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106543668B
CN106543668B CN201610962651.8A CN201610962651A CN106543668B CN 106543668 B CN106543668 B CN 106543668B CN 201610962651 A CN201610962651 A CN 201610962651A CN 106543668 B CN106543668 B CN 106543668B
Authority
CN
China
Prior art keywords
parts
black
pla
mulch film
biodegradable
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.)
Active
Application number
CN201610962651.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106543668A (zh
Inventor
赵福建
王伟明
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.)
Zhejiang Garden-Bee Horticulture Technology Co Ltd
Original Assignee
Zhejiang Garden-Bee Horticulture 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 Zhejiang Garden-Bee Horticulture Technology Co Ltd filed Critical Zhejiang Garden-Bee Horticulture Technology Co Ltd
Priority to CN201610962651.8A priority Critical patent/CN106543668B/zh
Publication of CN106543668A publication Critical patent/CN106543668A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106543668B publication Critical patent/CN106543668B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L67/00—Compositions of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L67/04—Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids, e.g. lactones
    • 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
    • A01G13/0262—Mulches, i.e. covering material not-pre-formed in mats or sheets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/06—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B27/08—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/36—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyesters
    • 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
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2367/00—Characterised by the use of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Derivatives of such polymers
    • C08J2367/04—Polyesters derived from hydroxy carboxylic acids, e.g. lactones
    • 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
    • C08J2467/00—Characterised by the use of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Derivatives of such polymers
    • C08J2467/02—Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00—Properties
    • C08L2201/06—Biodegradable
    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/02—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/03—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend
    • C08L2205/035—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend containing four or more polymers in a blend
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
    • Y02A40/28—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture specially adapted for farming

Landscapes

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

Abstract

本发明公开了一种生物降解黑色地膜及其制备方法，按重量份计，该一种生物降解黑色地膜包括PBAT15~20份；PLA60~70份；微晶纤维素2~8份；淀粉1~5份；壳聚糖2~10份；扩链剂0.5~2份；PLA基黑色母粒8~12份，具有降解性能好的优点。

Description

一种生物降解黑色地膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及地膜技术领域，特别涉及一种生物降解黑色地膜及其制备方法。
背景技术
中国的地膜覆盖技术从1978年从日本引进后，得到了迅速的发展。农用地膜的使用有效地控制了土壤的温度和湿度，减少了水分和营养物的流失，能够保水、保土、保肥从而促进农作物的高产和稳产。其中黑色地膜透光率低，辐射热透过少，地面杂草因光照条件不足而难以生长，有利于抑制杂草的生长。同时黑色地膜能使被覆盖土壤的土温日变化幅度小，试验测定，黑膜覆盖的土壤，在植株生长盛期，土温比用透明膜低1-3℃。由于农用黑地膜比透明膜土温提高少，对那些对土温要求不高的作物的生长极为有利，如西红柿、菜豆、甜椒等蔬菜。据试验，西红柿覆盖黑膜栽培时增产效果最为明显，增幅可达到11.8％。
传统的黑色地膜最常用的材料为聚乙烯(PE)，但是PE地膜在自然界中很难降解，这些地膜碎片可在土壤中形成阻隔层，使土壤中的水、气、肥等流动受阻，造成土壤结构板结，不利于作物生长，影响作物产量，同时还危害生态环境，造成白色污染。因此,对可降解地膜的研究应运而生。
目前可降解的地膜材料主要有：一、PE/PP光-氧降解类，其降解机理是在高分子材料中引入光降解剂，吸收光能(主要是紫外线的能量)，产生自由基促使高分子链断裂，从而达到降解的目的；二、淀粉基PE材料，其降解机理主要是通过光降解和微生物降解等途径将淀粉链段进行降解。
如授权公告号为CN102850626A、授权公告日为2013年01月02日的中国专利公开了一种可降解地膜及其制备方法，包括按重量计的如下组分：聚乙烯10～20份、聚丙烯10～20份、聚乙烯醇2～3份、聚甲基乙撑碳酸酯1～2份、聚乳酸3～5份、3-羟基丁酸酯-4-羟基丁酸酯共聚物1～2份、壳聚糖4～6份、甲聚烯烃树脂2～4份、聚丙二醇2～4份、纳米级二氧化钛0.5份、光分解剂0.5份、无机填料5～15份、淀粉5～15份。
现有技术的不足之处在于，采用上述两种降解方法将高分子链段打断后形成一些碎片，这些碎片的主要成分依旧是PE/PP等难降解链段，降解速度较慢。这些碎片在降解完全之前被翻土机等带入到地下，由于地下难以被阳光照到，地膜难以实现真正的完全降解，从而在地下长期存在。
发明内容
本发明的第一目的是提供一种生物降解黑色地膜，其解决了现有地膜降解效果不好的问题，具有在短期内降解效果好的效果。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种生物降解黑色地膜，包含如下重量份的原料：PBAT15～20份；PLA60～70份；微晶纤维素：2～8份；淀粉1～5份；壳聚糖2～10份；扩链剂0.5～2份；PLA基黑色母粒8～12份。
PLA，聚乳酸(Polylactic Acid)，是由玉米、马铃薯等可再生植物资源提取出的淀粉转化为葡萄糖，葡萄糖经过发酵成为乳酸，进一步聚合而成的脂肪族聚酯。有着良好的生物相容性，且能够完全生物降解，降解后的最终产物为水和二氧化碳，因而是优秀的可生物降解材料。同时，PLA的拉伸强度高，成型加工方便。但是，PLA单独使用质硬而脆、抗冲击性差。因此，需要对PLA增韧改性。PBAT，聚己二酸对苯二甲酸丁二酯，具有很好的柔韧性、延展性和断裂伸长率，是很好的生物降解材料，将其与PLA进行共混能够很好地提高PLA的韧性和拉伸性能。
微晶纤维素：是天然纤维素经稀酸水解至极限聚合度的可自由流动的极细微的短棒状或粉末状多孔状颗粒,长径比较低，流动性极强。实验研究发现，与不添加微晶纤维素的地膜相比，在地膜中添加微晶纤维素能够将断裂伸长率提高79％，表明微晶纤维素和本申请的其他物质联合作用可提高地膜的断裂韧性。
淀粉：淀粉采用常见的玉米淀粉、木薯淀粉、番薯淀粉、马铃薯淀粉等，淀粉也是一种很好的生物降解材料，在自然界中储量丰富，并且具有吸引微生物以加快地膜的降解速率的作用。
壳聚糖：又称脱乙酰甲壳素，是由自然界广泛存在的几丁质经过脱乙酰作用得到的，化学名称为聚葡萄糖胺(1-4)-2-氨基-B-D葡萄糖。壳聚糖同样在自然界中储量丰富，并且具有吸引微生物以加快地膜的降解速率的作用。同时壳聚糖还具有很好的生物相容性。
扩链剂：是能与线型聚合物链上的官能团反应而使分子链扩展、分子量增大的物质。用于PBAT和PLA共混过程中将两者的链端基团打开从而连接在一起。
PLA基黑色母粒：色母粒由高比例的颜料或添加剂与热塑性树脂，经良好分散而成的塑料着色剂。采用PLA基的黑色母粒，根据相似相容原理，使其在加工过程中与PLA基体混合更加均匀，提高成品地膜的颜色均匀性。
由降解性能测试可知，上述生物降解黑色地膜与市售淀粉基PE地膜相比具有更好的降解性能，在180天的地上时间即能降解为小碎片，且进入土层后能够继续降解，从而减少了污染。
进一步优选为：PLA基黑色母粒包含如下原料：PLA、炭黑、乌贼墨、聚乙烯蜡，PLA、炭黑、乌贼墨、聚乙烯蜡的重量比为5：3～4：1～3：0.5～1。
新鲜的乌贼墨中，含有水、色素、蛋白质、糖类、脂类等成分，黑色颗粒有两层结构，高密度的内核和低密度的外壳，内核就是所谓的乌贼墨黑色素，外核部分是连接在黑色素上的蛋白多糖复合物。Nicolaus等对纯化后的乌贼墨黑色素进行了分析，认为乌贼墨黑色素是吲哚-5，6-醌(Ⅰ)与2-羧基吲哚-5，6-醌(Ⅱ)的共聚物。
炭黑单独作为颜料存在分散性不好的问题，加工中可以发现，加入一定量的乌贼墨浓缩液或者用一定量的乌贼墨浓缩液替代炭黑均能提高开炼过程的分散性。一方面，乌贼墨黑色素是吲哚-5，6-醌(Ⅰ)与2-羧基吲哚-5，6-醌(Ⅱ)的共聚物，其链段上的氨基上的氢能与PLA链段上的羰基形成氢键结合，提高乌贼墨与PLA的相容性，从而提高混合均匀性；另一方面，墨汁中的蛋白质、糖类、脂类起到了一定分散剂的作用，提高炭黑在混合物中的混合均匀性。因而，乌贼墨的加入还能减少聚乙烯蜡的使用量，减少加工时间。
进一步优选为：一种生物降解黑色地膜为三层且每层包含如下重量份的原料：PBAT15～20份；PLA60～70份；微晶纤维素2～8份；淀粉1～5份；壳聚糖2～10份；扩链剂0.5～2份；PLA基黑色母粒8～12份；PLA基黑色母粒包含如下原料：PLA、炭黑、乌贼墨、聚乙烯蜡，PLA、炭黑、乌贼墨、聚乙烯蜡的重量比为5：3～4：1～3：0.5～1；其中远离地面的上层还包括光降解剂3～5份；靠近地面的下层还包括除草剂5～10份。
光降解剂的加入能够在生物降解的同时进行光降解，提高地膜的降解效果，除草剂用于除去杂草。实验发现(试验样12～13)，与单层且不加光降解剂的地膜相比，采用上述方案的生物降解黑色地膜具有更好的降解性能，240天能够几乎完全降解。
进一步优选为：一种生物降解黑色地膜厚度为17.5～19.1微米。
地膜厚度适中，若使用太薄的地膜，地膜易破碎，产生不利影响，若地膜厚度太厚，则增加原料投入且增加降解难度，增大环境压力。
进一步优选为：PBAT中BA链段与BT链段的摩尔比为1.3:1，PBAT的玻璃化转变温度为-33℃，熔点是114℃。
具有合适的玻璃化转变温度和熔点，利于加工。
进一步优选为：微晶纤维素为棉纤维、麻纤维、秸秆纤维经盐酸水解、干燥得到。
原料易得，方法简单，具有经济性。
本发明的第二目的是提供一种生物降解黑色地膜的制备方法，具有制得的膜厚较厚的优点。
一种生物降解黑色地膜的制备方法，采用吹塑机按如下步骤进行：仪器预热→料斗上料→物料塑化挤出→吹胀牵引→风环冷却→牵引辊牵引→薄膜收卷；其中：(1)加热温度：一区140℃，二区145℃，三区150℃，四区155℃，五区160℃，六区160℃；(2)模口直径为200mm；(3)吹膜门幅950cm，吹胀比为3.0；(4)螺杆长径比为30:1；(5)螺杆转速150r/min。
综上所述，本发明具有以下有益效果：1、降解性能好。实验研究可知，与市售的淀粉基PE地膜相比，本发明的生物降解黑色地膜出现微裂缝的时间更早，并且出现条状裂缝、大碎片和小碎片的时间都比淀粉基PE黑色地膜早。在进入土层后，能够继续进行降解，在240天后能够降解为极小的碎片，并且土壤中残留量较少；2、较好的断裂韧性。在膜厚度相当的情况下，本发明的生物降解黑色地膜比市售的黑色地膜具有更大的断裂伸长率，提高约79％，说明具有更好的断裂韧性。
3、制备的三层膜且在上层中加入光降解剂能够进一步提高降解性能。4、在制备PLA基黑色母粒的配方中加入乌贼墨，能够提高混合过程中的分散均匀性，同时几乎不增加最终地膜制品的透光率。
具体实施方式
以下对本发明作进一步详细说明。
除非特殊注明，本申请的PBAT由中国科学院理化技术研究所提供；PLA为巴斯夫4032D聚乳酸；淀粉为玉米淀粉、木薯淀粉、番薯淀粉、马铃薯淀粉中的一种或几种；扩链剂为购自Sigma的1，4一丁二醇、1，6一己二醇、甘油、二甘醇中的一种；光降解剂为购自国药集团的二苯甲酮、对苯醌中的一种；除草剂根据实际需要选择，本实施例中选择适用于西红柿地除草的乙草胺，购自江苏农禾农业科技有限公司；壳聚糖购自生工生物工程(上海)股份有限公司。
微晶纤维素的制备：(1)将棉纤维、麻纤维、秸秆纤维中的一种或几种切碎研磨并溶于水中，加热至沸腾10min；(2)降温至80℃，加入6～10％的盐酸溶液进行酸化水解，保温1h；(3)将上述溶液离心洗涤3～4次，干燥后研磨成粉。
实施例1：PLA基黑色母粒，按照如下方法制备：
(1)从乌贼体内直接收集墨汁，经加热浓缩成固含量为500mg/ml的浓缩液；
(2)将PLA、炭黑、乌贼墨和聚乙烯蜡加入开炼机进行均匀混炼并蒸发水分；
(3)将混炼均匀后的物料挤出造粒；
按重量份计，试验样1～4和对照样1～2的配方如下：
试验样1：PLA50份；炭黑40份；乌贼墨10份；聚乙烯蜡10份；
试验样2：PLA50份；炭黑40份；乌贼墨20份；聚乙烯蜡10份；
试验样3：PLA50份；炭黑35份；乌贼墨25份；聚乙烯蜡8份；
试验样4：PLA50份；炭黑30份；乌贼墨30份；聚乙烯蜡5份；
对照样1：PLA50份；炭黑40份；聚乙烯蜡10份；
对照样2：PLA50份；炭黑30份；炭黑的500mg/ml水分散液30份；聚乙烯蜡5份。
在开炼过程中，观察混炼效果。对比试验样1与对照样1，通过观察发现，在相同的时间内(5min)试验样1中的物料颜色分布比对照样1更加均匀；试验样4中的物料颜色分布比对照样2更加均匀。并且在相同时间内(5min)，试验样1～4均比对照样1和2具有更好的分散性。开炼结束造粒后，试验样1～4均能得到品相较好的黑色母粒。
炭黑在单独使用中存在分散性不好的问题，由上述开炼过程中的观察可知，加入一定量的乌贼墨浓缩液或者用一定量的乌贼墨浓缩液替代炭黑均能提高开炼过程的分散性。一方面，乌贼墨黑色素是吲哚-5，6-醌(Ⅰ)与2-羧基吲哚-5，6-醌(Ⅱ)的共聚物，其链段上的氨基上的氢能与PLA链段上的羰基形成氢键结合，提高乌贼墨与PLA的相容性，从而提高混合均匀性；另一方面，墨汁中的蛋白质、糖类、脂类起到了一定分散剂的作用，提高炭黑在混合物中的混合均匀性，并且减少聚乙烯蜡的使用量。
实施例2一种生物降解黑色地膜，其由如下方法制备得到：
取配方量的PBAT、PLA64、微晶纤维素、淀粉、壳聚糖、扩链剂、PLA基黑色母粒(试验样2)按如下步骤进行：仪器预热→料斗上料→物料塑化挤出→吹胀牵引→风环冷却→牵引辊牵引→薄膜收卷；其中：(1)加热温度：一区140℃，二区145℃，三区150℃，四区155℃，五区160℃，六区160℃；(2)模口直径为200mm；(3)吹膜门幅950cm，吹胀比为3.0；
(4)螺杆长径比为30:1；(5)螺杆转速150r/min；
(6)地膜厚度17.5～19.1微米；
按重量份计，试验样5～11和对照样3～5的配方如下：
试验样5：PBAT15份；PLA70份；微晶纤维素8份；淀粉1份；壳聚糖10份；扩链剂2份；PLA基黑色母粒8份；
试验样6：PBAT15份；PLA68份；微晶纤维素8份；淀粉1份；壳聚糖8份；扩链剂2份；PLA基黑色母粒8份；
试验样7：PBAT16份；PLA65份；微晶纤维素6份；淀粉3份；壳聚糖5份；扩链剂1份；PLA基黑色母粒9份；
试验样8：PBAT18份；PLA64份；微晶纤维素8份；淀粉3份；壳聚糖5份；扩链剂1份；PLA基黑色母粒9份；
试验样9：PBAT18份；PLA64份；微晶纤维素(购自河南晟兴生物科技有限公司)8份；淀粉3份；壳聚糖5份；扩链剂1份；PLA基黑色母粒9份；
试验样10：PBAT18份；PLA64份；微晶纤维素4份；淀粉3份；壳聚糖5份；扩链剂1份；PLA基黑色母粒10份；
试验样11：PBAT020份；PLA60份；微晶纤维素2份；淀粉5份；壳聚糖2份；扩链剂0.5份；PLA基黑色母粒12份；
对照样3：与试验样8的区别在于，不包含微晶纤维素；
对照样4：购自市场的淀粉基PE黑色地膜，膜厚度为15～16微米；
对照样5：与试验样8的区别在于，PLA基黑色母粒购自深圳市铭恩塑胶颜料有限公司。
实施例3
一种生物降解黑色地膜，与试验样8的区别在于，该地膜包含三层结构，采用三层共挤出吹塑机吹塑得到；其中上层和下层的原料按重量份称量并置于三层共挤吹塑机的外侧两层；上层的PLA基黑色母粒采用试验样1配方；中层PLA基黑色母粒采用试验样2配方；下层的PLA基黑色母粒采用试验样4配方；
按重量份计，试验样12～13的配方如下：
试验样12中，上层为PBAT18份；PLA64份；微晶纤维素4份；淀粉3份；壳聚糖5份；扩链剂1份；PLA基黑色母粒9份；光降解剂5份；中层为PBAT18份；PLA64份；微晶纤维素4份；淀粉3份；壳聚糖5份；扩链剂1份；PLA基黑色母粒9份；下层为PBAT18份；PLA64份；微晶纤维素4份；淀粉3份；壳聚糖5份；扩链剂1份；PLA基黑色母粒9份；除草剂10份。
试验样13中，上层为PBAT18份；PLA64份；微晶纤维素4份；淀粉3份；壳聚糖5份；扩链剂1份；PLA基黑色母粒9份；光降解剂5份；中层为PBAT18份；PLA64份；微晶纤维素4份；淀粉3份；壳聚糖5份；扩链剂1份；PLA基黑色母粒9份；下层为PBAT18份；PLA64份；微晶纤维素4份；淀粉3份；壳聚糖5份；扩链剂1份；PLA基黑色母粒9份；除草剂10份。
试验一：断裂伸长率测试：断裂伸长率测试采用东日仪器有限公司的dr-501式拉伸强度试验机进行测试，拉伸方向为横向(TD)，试验速度为1mm/min。
试验二：透光率测试：采用安捷伦cary5000紫外可见近红外分光光度计进行透光率测试，其中每个样品测试五个试样，取平均值。
表一：不同黑色地膜样品的断裂伸长率和透光率测试结果
由上述断裂伸长率测试分析可知，将试验样8与对照样3相比可知，在原料中添加微晶纤维素能够大大提高地膜的断裂伸长率，增加了79％,表明微晶纤维素的加入提高了地膜的断裂韧性。将试验样5～11与对照样4相比较可知，在膜厚度相当的情况下，本发明的生物降解黑色地膜比市售的黑色地膜(对照样4)具有更大的断裂伸长率，说明具有更好的断裂韧性。将试验样8与试验样9相比，可知由盐酸水解制备得到的微晶纤维素用于本发明对生物降解黑色地膜的增韧效果与具有和市场上购买的微晶纤维素相近，采用盐酸水解制备微晶纤维素具有来源丰富，制备方便等优点。
由上述透光率测试可知，将试验样5～11与对照样4和对照样5相比可知，采用本发明制备的PLA基黑色母粒制备得到的生物降解黑色地膜具有与市售黑色地膜或者用市售PLA基黑色母粒用于本发明制备得到的生物降解黑色地膜相当的透光率，仅在PLA基黑色母粒添加量为8份的两组试验样中透光率较高。
结合断裂伸长率测试和透光率测试的结果可知，表明采用本发明的配方得到的生物降解黑色地膜在几乎不增加透光率的情况下提高了断裂伸长率。
试验三：降解性能测试
将试验样5～13以及对照样4用于西红柿苗的覆盖，并在整个西红柿的生长周期以及西红柿收获后的一段时间内对地膜的降解情况进行跟踪观察，其中150天为番茄收获的时间，180进行第一次翻土，240天为下一次种植前的再次翻土。观察时间间隔为10天。每个试验样设10个测试点，每个测试点的范围为1m×0.5m。得到的结果如表二所示。
其中各项指标分别如下(其中裂缝长度以裂缝或破洞的最长距离计，碎片大小以碎片的最长距离计)，只要满足后一要求就认为其进入后一阶段：
完整：平均每个测试点范围内肉眼可见的裂缝不大于3且10个测试点出现裂缝大于20cm的总数不大于2个；
微裂缝：10个测试点出现大于20cm的裂缝总数大于3个；
条状裂缝：10个测试点出现大于40cm的裂缝总数大于3个；
大碎片：每个测试点的独立碎片数量大于5且最大的3个独立碎片平均大小大于25cm。
小碎片：每个测试点的独立碎片数量大于30或最大的3个独立碎片平均大小不大于20cm。
表二 不同黑色地膜样品出现不同降解阶段所需时间记录表
由上述降解试验可知，比较试验样5～11与对照样4，本发明的生物降解黑色地膜与市售的淀粉基PE黑色地膜相比，出现微裂缝的时间更早，并且出现条状裂缝、大碎片和小碎片的时间都比淀粉基PE黑色地膜早。在180天时本发明的地膜已经基本上降解为小碎片了，而淀粉基PE黑色地膜仍然只出现条状裂缝。另外，与试验样5～11相比，试验样12～13的生物降解黑色地膜出现微裂缝的时间更早，说明试验样12～13的生物降解黑色地膜具有更好的降解性能。
在180天到240天之间，翻土后地膜碎片部分处于地下，继续对试样进行观察，在240天时，可以观察到试验样5～13观察到较少的残余量，并且碎片继续减小，表明本发明的地膜在地下也在继续降解，而市售淀粉基PE黑色地膜仍然以大碎片的形式存在，说明本发明的试验样5～13的生物降解黑色地膜具有更好的降解性能。
本具体实例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的保护范围内都受到专利法的保护。

Claims (5)

1.一种生物降解黑色地膜，其特征是，包含如下重量份的原料：PBAT15～20份；PLA60～70份；微晶纤维素2～8份；淀粉1～5份；壳聚糖2～10份；扩链剂0.5～2份；PLA基黑色母粒8～12份，所述PLA基黑色母粒包含如下原料：PLA、炭黑、乌贼墨、聚乙烯蜡，所述PLA、炭黑、乌贼墨、聚乙烯蜡的重量比为5：3～4：1～3：0.5～1；所述PBAT中BA链段与BT链段的摩尔比为1.3:1，PBAT的玻璃化转变温度为-33℃，熔点是114℃。
2.根据权利要求1所述的一种生物降解黑色地膜，其特征是：所述一种生物降解黑色地膜为三层且每层包含如下重量份的原料：PBAT15～20份；PLA60～70份；微晶纤维素2～8份；淀粉1～5份；壳聚糖2～10份；扩链剂0.5～2份；PLA基黑色母粒8～12份；所述PLA基黑色母粒包含如下原料：PLA、炭黑、乌贼墨、聚乙烯蜡，且所述PLA、炭黑、乌贼墨、聚乙烯蜡的重量比为5：3～4：1～3：0.5～1；其中远离地面的上层还包括光降解剂3～5份；靠近地面的下层还包括除草剂5～10份。
3.根据权利要求1所述的一种生物降解黑色地膜，其特征是：所述的一种生物降解黑色地膜厚度为17.5～19.1微米。
4.根据权利要求1所述的一种生物降解黑色地膜，其特征是：所述微晶纤维素为棉纤维、麻纤维、秸秆纤维经盐酸水解、干燥得到。
5.一种如权利要求1所述的一种生物降解黑色地膜的制备方法，其特征是，采用吹塑机按如下步骤进行：仪器预热→料斗上料→物料塑化挤出→吹胀牵引→风环冷却→牵引辊牵引→薄膜收卷；其中：
(1)加热温度：一区140℃，二区145℃，三区150℃，四区155℃，五区160℃，六区160℃；
(2)模口直径为200mm；
(3)吹膜门幅950cm，吹胀比为3.0；
(4)螺杆长径比为30:1；
(5)螺杆转速150r/min。
CN201610962651.8A 2016-11-04 2016-11-04 一种生物降解黑色地膜及其制备方法 Active CN106543668B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610962651.8A CN106543668B (zh) 2016-11-04 2016-11-04 一种生物降解黑色地膜及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610962651.8A CN106543668B (zh) 2016-11-04 2016-11-04 一种生物降解黑色地膜及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106543668A CN106543668A (zh) 2017-03-29
CN106543668B true CN106543668B (zh) 2018-10-09

Family

ID=58394105

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610962651.8A Active CN106543668B (zh) 2016-11-04 2016-11-04 一种生物降解黑色地膜及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106543668B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2737425C1 (ru) * 2020-02-17 2020-11-30 Елена Евгеньевна Масталыгина Мульчирующая биоразлагаемая полимерная пленка и способ ее получения (варианты)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109666269A (zh) * 2017-10-13 2019-04-23 上海东升新材料有限公司 一种含纳米微晶纤维素改性聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯复合材料及其制备方法
CN108076905A (zh) * 2017-12-18 2018-05-29 杭州之江园林绿化艺术有限公司 一种灌木小苗可降解栽培容器制备工艺
CN108912630B (zh) * 2018-06-08 2020-10-09 黑龙江鑫达企业集团有限公司 一种易剥离环保薄膜及其吸附竹筷的工艺
CN109082088A (zh) * 2018-08-16 2018-12-25 安徽同力新材料有限公司 一种生物降解覆盖地膜及其制备方法
CN109161059A (zh) * 2018-09-14 2019-01-08 蚌埠创特新材料科技有限公司 一种全生物可控降解多功能农用除草保墒地膜
CN110093680B (zh) * 2019-06-04 2021-09-14 福建省银河服饰有限公司 一种石墨烯/笼型聚倍半硅氧烷改性聚酯纤维及制备方法
CN110654095A (zh) * 2019-09-27 2020-01-07 深圳万达杰环保新材料股份有限公司 生物降解膜及其制造方法
CN110643157B (zh) * 2019-09-27 2021-06-22 东莞市基烁实业有限公司 一种高光黑色pla母粒及其制备方法
CN113150521B (zh) * 2021-05-08 2022-01-25 江西昕禾生态科技有限公司 一种高韧性生物降解复合材料、及其制备装置和方法
CN114441256A (zh) * 2021-12-21 2022-05-06 浙江金昌特种纸股份有限公司 一种纸张在土壤中降解时间的测试方法
CN114456559B (zh) * 2022-01-26 2023-04-25 常州博疆新材料科技有限公司 一种可降解的草木灰防紫外线保温地膜及其制备方法
CN114539733A (zh) * 2022-03-03 2022-05-27 科伦塑业集团股份有限公司 一种防草生物可降解农用膜及其制备方法
CN115073788B (zh) * 2022-05-30 2023-11-17 嘉兴华善文具制造股份有限公司 一种用于便利贴的可降解高分子复合膜及其制备方法
CN117382285B (zh) * 2023-10-10 2024-05-17 山东农业大学 一种多功能可控多层共挤生物降解地膜及其制备方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102219936A (zh) * 2011-05-10 2011-10-19 昆明春叶塑料制成品有限公司 一种烟草栽培用全生物降解地膜的生产方法
CN102276966A (zh) * 2011-08-02 2011-12-14 广州甘蔗糖业研究所 可生物分解除草地膜母粒、除草地膜及其制备方法
CN102875231A (zh) * 2012-10-11 2013-01-16 武汉华丽环保科技有限公司 全降解可追肥地膜及其制备方法
CN103087482A (zh) * 2013-01-23 2013-05-08 武汉华丽生物材料有限公司 全降解保温地膜及其制备方法
CN103709695B (zh) * 2013-12-26 2016-02-03 安徽聚美生物科技有限公司 一种pla改性材料及其制备方法和pla生物降解地膜

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2737425C1 (ru) * 2020-02-17 2020-11-30 Елена Евгеньевна Масталыгина Мульчирующая биоразлагаемая полимерная пленка и способ ее получения (варианты)

Also Published As

Publication number Publication date
CN106543668A (zh) 2017-03-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106543668B (zh) 一种生物降解黑色地膜及其制备方法
CN106543667B (zh) 一种可生物降解塑料树脂及其制备工艺
CN1900148B (zh) 一种纳米二氧化硅改性淀粉基全生物降解薄膜及制备方法
CN106084700A (zh) 一种低成本可控全生物降解地膜及其制备方法
CN102942770A (zh) 一种可完全生物降解的农用地膜
CN106832807A (zh) 一种纤维素增强淀粉的可控全降解地膜及其制备方法
CN103756270A (zh) 一种全生物降解地膜母粒及其制备方法和应用
CN111742748B (zh) 一种硼氮磷缓释复合肥生物降解营养钵及制备方法与应用
WO2021017031A1 (zh) 一种纳米级植物纤维改性可生物降解复合材料及其制备方法和应用
CN1051187A (zh) 生物降解覆盖膜及其制备方法
CN110204871A (zh) 一种用于制备全生物降解地膜的专用料的制备方法和降解地膜的制备方法
CN109486138A (zh) Pha改性的pla/pbat可生物降解树脂及其制备方法
TW201831077A (zh) 農用地膜調配物、農用地膜及其製造方法
CN109181012A (zh) 植物淀粉完全生物降解材料
CN103483661A (zh) 可降解地膜及其制备方法
CN113717506B (zh) 一种石墨烯-可降解树脂母粒及其制备方法和应用
CN112063126B (zh) 可完全生物降解的淀粉复合地膜及其制备方法
CN101921421B (zh) 生态降解塑料地膜
CN102115549B (zh) 可生物降解的含淀粉的高分子组合物及其制备
CN112175361B (zh) 一种高阻隔抗拉伸抑菌膜类可降解材料及其制备方法
CN108395583A (zh) 一种可降解淀粉基生鲜食品包装片材原料及其制作方法
CN102241878A (zh) 一种可生物降解的增韧型聚乳酸塑料及其制备方法
CN106565995B (zh) 一种生态薄膜专用填充母料及其制备方法
CN108727642A (zh) 一种防水透气可降解地膜及其制备方法
CN107057308A (zh) 一种薄膜材料

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right
PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right

Denomination of invention: A Biodegradable Black Plastic Film and Its Preparation Method

Effective date of registration: 20230427

Granted publication date: 20181009

Pledgee: Shangpu Sub-branch of Zhejiang Shangyu Rural Commercial Bank Co.,Ltd.

Pledgor: ZHEJIANG GARDEN-BEE HORTICULTURE TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Registration number: Y2023980039212