CN109021588A - 一种环保液态地膜及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种环保液态地膜及其制备方法，属于生物材料技术领域。本发明以皮革边角废料和山药废弃物为原料，利用山药废弃物中含有大量的多糖等多羟基化合物，在搅拌过程中链段舒展、取向、重新与皮革边角废料蛋白分子链上存在的氨基、羟基、羧基等活性基团，以离子键或氢键的方式结合，相互缠结，黏度增加，新的有序聚集导致链段的刚性增加，键合增多，通过共价键、静电作用力、氢键、范德华力、疏水作用、离子键、容积排阻作用及分子缠绕等方式发生相互作用形成网络结构；本发明制备的液体地膜具有良好的可降解性，地膜内含有大量的碳元素，经微生物分解以后，这些碳源会为微生物带来充足的营养，加快微生物的繁殖生长。

Description

一种环保液态地膜及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种环保液态地膜及其制备方法，属于生物材料技术领域。

背景技术

液态地膜又称土面液膜，属于土壤调理剂类，是一种高分子的成膜物质，可促进土壤形成团粒，改良土壤结构，固定表土、保护耕层、抑制水分蒸发、防止水分流失的高分子化合物的总称。是国内外新涌现出的一种高新土壤保护技术。

生物材料液态地膜是取代塑料地膜的一种新的地表覆盖材料。覆膜时，将浆状成膜液喷洒于地表，即可在地表形成密实覆盖层，不仅有普通塑料地膜的增温保墒、保持水土等作用，而且由于生物材料的易降解性能，覆盖地表一段时间后，便会慢慢降解，且降解产物无污染，避免了普通塑料地膜的白色污染现象，有些生物材料液态地膜降解后产物进入土壤，能够增加土壤肥力，为农作物提供额外的养分资源。

农业可持续发展的大趋势及精准农业概念的提出和省时、高效、经济的观点，要求农药和其他农用化学品（化肥、微量元素肥料、微生物肥料等）及农用措施（覆膜栽培技术等）尽可能科学合理地混合使用。于是在液态地膜的研制过程中，有目的的添加合适的化肥或农药，使液态地膜起到施肥或预防病虫草害的作用。这种多功能液态地膜的研制成功，具有良好的创新意义。

液态地膜的研制始终以根除白色污染为目标，以实现无公署农业生产和食品安全为宗旨。在原料选择目标上强调产品的综合性能，要求不仅可真正自然降解无残留物，而且对土壤理化特性及农作物生长发育具有良好的效应，并把提高产品生态效应与降低成本作为关键。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对目前的液态地膜研制以聚合物为主要原料，降解周期较长，残留土壤后破坏土壤结构，具有一定的环境风险问题，提供了一种环保液态地膜及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

所述环保液态地膜包括下述重量份原料：100～150份皮革边角废料蛋白溶液，100～150份山药提取液，5～10份聚乙烯醇，0.2～0.4份乙二醛，0.1～0.2份三乙醇胺，0.1～0.2份丙三醇，0.1～0.2份邻苯二甲酸二甲酯。

所述皮革边角废料蛋白溶液为皮革边角废料经质量分数为1%醋酸溶液和去离子水洗涤干燥后剪碎，并浸泡在质量分数为2%氢氧化钠溶液中保温处理，再用活性炭吸附脱色后过滤除杂制得。

所述皮革边角废料与氢氧化钠溶液的质量比为1：5～1：20，所述保温处理过程为在80～90℃恒温水浴下，以300～400r/min搅拌3～5h。

所述活性炭用量为皮革边角废料质量的5～20%。

所述山药提取液为山药废弃物风干后粉碎，并加入去离子水中，在80～90℃下以300～400r/min搅拌提取1～2h，过滤去除固化物制得。

所述山药废弃物与去离子水的质量比为1：15～1：30。

一种环保液态地膜的制备方法，具体步骤为：

（1）将皮革边角废料依次用质量分数为1%醋酸溶液和去离子水洗涤，再将洗净后的皮革边角废料干燥，将干燥后的皮革边角废料转入剪切机中剪切至2～5mm，得皮革边角废料碎段；

（2）取皮革边角废料碎段加入质量分数为2%氢氧化钠溶液中保温搅拌，再加入活性炭，搅拌均匀后过滤，收集滤液，得皮革边角废料蛋白溶液；

（3）将山药废弃物自然风干后装入粉碎机中粉碎，过60目筛，取山药废弃物加入去离子水中加热提取，过滤去除固化物，得山药提取液；

（4）取皮革边角废料蛋白溶液与山药提取液混合，并加入聚乙烯醇，在90～95℃恒温水浴下搅拌1～2h，再加入乙二醛、三乙醇胺、丙三醇、邻苯二甲酸二甲酯，在90～95℃恒温水浴下以100～120r/min搅拌2～3h，得环保液态地膜。

本发明与其他方法相比，有益技术效果是：

（1）本发明以皮革边角废料和山药废弃物为原料，利用山药废弃物中含有大量的多糖等多羟基化合物，在搅拌过程中链段舒展、取向、重新与皮革边角废料蛋白分子链上存在的氨基、羟基、羧基等活性基团，以离子键或氢键的方式结合，相互缠结，黏度增加，新的有序聚集导致链段的刚性增加，键合增多，通过共价键、静电作用力、氢键、范德华力、疏水作用、离子键、容积排阻作用及分子缠绕等方式发生相互作用形成网络结构；

（2）本发明制备的液体地膜具有良好的可降解性，地膜内含有大量的碳元素，经微生物分解以后，这些碳源会为微生物带来充足的营养，加快微生物的繁殖生长，大量微生物又加速液体地膜的降解，这些微生物会使大分子分解成为更加稳定的水和二氧化碳，且液体地膜主要成分还是多糖、淀粉、纤维素以及聚乙烯醇，其中含有大量的羟基，而当水分进入地膜内部之后，溶解了其中的亲水基团，使得地膜内部结构发生了变化，其稳定性遭到了破坏，因而加快了地膜的降解程度，具有易降解性能，且绿色环保。

具体实施方式

将皮革边角废料依次用质量分数为1%醋酸溶液和去离子水洗涤皮革边角废料2～3次，再将洗净后的皮革边角废料装入烘箱中，在50～55℃下干燥2～3h，将干燥后的皮革边角废料转入剪切机中剪切至2～5mm，得皮革边角废料碎段，取100～200g皮革边角废料碎段加入1～2kg质量分数为2%氢氧化钠溶液中，在80～90℃恒温水浴下，以300～400r/min搅拌3～5h，再加入10～20g活性炭，以500～600r/min搅拌1～2h后过滤，收集滤液，得皮革边角废料蛋白溶液，将山药废弃物自然风干后装入粉碎机中粉碎，过60目筛，取60～100g山药废弃物加入1.5～1.8L去离子水中，在80～90℃下以300～400r/min搅拌1～2h，过滤去除固化物，得山药提取液，取100～150g皮革边角废料蛋白溶液与100～150g山药提取液混合，并加入5～10g聚乙烯醇，在90～95℃恒温水浴下搅拌1～2h，再加入0.2～0.4g乙二醛，0.1～0.2g三乙醇胺，0.1～0.2g丙三醇，0.1～0.2g邻苯二甲酸二甲酯，在90～95℃恒温水浴下以100～120r/min搅拌2～3h，得环保液态地膜。

将皮革边角废料依次用质量分数为1%醋酸溶液和去离子水洗涤皮革边角废料2次，再将洗净后的皮革边角废料装入烘箱中，在50℃下干燥2h，将干燥后的皮革边角废料转入剪切机中剪切至2mm，得皮革边角废料碎段，取100g皮革边角废料碎段加入1kg质量分数为2%氢氧化钠溶液中，在80℃恒温水浴下，以300r/min搅拌3h，再加入10g活性炭，以500r/min搅拌1h后过滤，收集滤液，得皮革边角废料蛋白溶液，将山药废弃物自然风干后装入粉碎机中粉碎，过60目筛，取60g山药废弃物加入1.5L去离子水中，在80℃下以300r/min搅拌1h，过滤去除固化物，得山药提取液，取100g皮革边角废料蛋白溶液与100g山药提取液混合，并加入5g聚乙烯醇，在90℃恒温水浴下搅拌1h，再加入0.2g乙二醛，0.1g三乙醇胺，0.1g丙三醇，0.1g邻苯二甲酸二甲酯，在90℃恒温水浴下以100r/min搅拌2h，得环保液态地膜。

将皮革边角废料依次用质量分数为1%醋酸溶液和去离子水洗涤皮革边角废料2次，再将洗净后的皮革边角废料装入烘箱中，在52℃下干燥2h，将干燥后的皮革边角废料转入剪切机中剪切至3mm，得皮革边角废料碎段，取150g皮革边角废料碎段加入1kg质量分数为2%氢氧化钠溶液中，在85℃恒温水浴下，以350r/min搅拌4h，再加入15g活性炭，以550r/min搅拌1h后过滤，收集滤液，得皮革边角废料蛋白溶液，将山药废弃物自然风干后装入粉碎机中粉碎，过60目筛，取80g山药废弃物加入1.6L去离子水中，在85℃下以350r/min搅拌1h，过滤去除固化物，得山药提取液，取125g皮革边角废料蛋白溶液与125g山药提取液混合，并加入8g聚乙烯醇，在92℃恒温水浴下搅拌1h，再加入0.3g乙二醛，0.1g三乙醇胺，0.1g丙三醇，0.1g邻苯二甲酸二甲酯，在92℃恒温水浴下以110r/min搅拌2h，得环保液态地膜。

将皮革边角废料依次用质量分数为1%醋酸溶液和去离子水洗涤皮革边角废料3次，再将洗净后的皮革边角废料装入烘箱中，在55℃下干燥3h，将干燥后的皮革边角废料转入剪切机中剪切至5mm，得皮革边角废料碎段，取200g皮革边角废料碎段加入2kg质量分数为2%氢氧化钠溶液中，在90℃恒温水浴下，以400r/min搅拌5h，再加入20g活性炭，以600r/min搅拌2h后过滤，收集滤液，得皮革边角废料蛋白溶液，将山药废弃物自然风干后装入粉碎机中粉碎，过60目筛，取100g山药废弃物加入1.8L去离子水中，在90℃下以400r/min搅拌2h，过滤去除固化物，得山药提取液，取150g皮革边角废料蛋白溶液与150g山药提取液混合，并加入10g聚乙烯醇，在95℃恒温水浴下搅拌2h，再加入0.4g乙二醛，0.2g三乙醇胺，0.2g丙三醇，0.2g邻苯二甲酸二甲酯，在95℃恒温水浴下以120r/min搅拌3h，得环保液态地膜。

对照例：东莞某公司生产的环保液态地膜。

将实例及对照例的环保液态地膜进行检测，具体检测如下：

拉伸强度：依据GB13022-91，制作哑铃形试样。

水蒸气透过系数：依据GB1037-88，采用拟杯子法。

具体检测结果如表1。

表1性能表征对比表

检测项目	实例1	实例2	实例3	对照例
					拉伸强度/MPa	22	21	20	5
水蒸气透过系数/g/m2·d	3.5	3.3	3.4	1.2

由表1可知，本发明制备的环保液态地膜具有良好的拉伸强度和透湿性。

Claims (7)

1.一种环保液态地膜，其特征在于，所述环保液态地膜包括下述重量份原料：

100～150份皮革边角废料蛋白溶液，100～150份山药提取液，5～10份聚乙烯醇，0.2～0.4份乙二醛，0.1～0.2份三乙醇胺，0.1～0.2份丙三醇，0.1～0.2份邻苯二甲酸二甲酯。

2.如权利要求1所述的一种环保液态地膜，其特征在于，所述皮革边角废料蛋白溶液为皮革边角废料经质量分数为1%醋酸溶液和去离子水洗涤干燥后剪碎，并浸泡在质量分数为2%氢氧化钠溶液中保温处理，再用活性炭吸附脱色后过滤除杂制得。

3.如权利要求2所述的一种环保液态地膜，其特征在于，所述皮革边角废料与氢氧化钠溶液的质量比为1：5～1：20，所述保温处理过程为在80～90℃恒温水浴下，以300～400r/min搅拌3～5h。

4.如权利要求2所述的一种环保液态地膜，其特征在于，所述活性炭用量为皮革边角废料质量的5～20%。

5.如权利要求1所述的一种环保液态地膜，其特征在于，所述山药提取液为山药废弃物风干后粉碎，并加入去离子水中，在80～90℃下以300～400r/min搅拌提取1～2h，过滤去除固化物制得。

6.如权利要求5所述的一种环保液态地膜，其特征在于，所述山药废弃物与去离子水的质量比为1：15～1：30。

7.如权利要求1～6任意一项所述的一种环保液态地膜的制备方法，其特征在于，具体步骤为：

（1）将皮革边角废料依次用质量分数为1%醋酸溶液和去离子水洗涤，再将洗净后的皮革边角废料干燥，将干燥后的皮革边角废料转入剪切机中剪切至2～5mm，得皮革边角废料碎段；

（2）取皮革边角废料碎段加入质量分数为2%氢氧化钠溶液中保温搅拌，再加入活性炭，搅拌均匀后过滤，收集滤液，得皮革边角废料蛋白溶液；

（3）将山药废弃物自然风干后装入粉碎机中粉碎，过60目筛，取山药废弃物加入去离子水中加热提取，过滤去除固化物，得山药提取液；

（4）取皮革边角废料蛋白溶液与山药提取液混合，并加入聚乙烯醇，在90～95℃恒温水浴下搅拌1～2h，再加入乙二醛、三乙醇胺、丙三醇、邻苯二甲酸二甲酯，在90～95℃恒温水浴下以100～120r/min搅拌2～3h，得环保液态地膜。