CN109438943A - 一种环保农用地膜的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种环保农用地膜的制备方法，包括以下步骤：（1）、取壳聚糖，壳聚糖经过改性处理，（2）、将改性后的壳聚糖18‑25份、聚乳酸50‑60份、聚乙烯10‑15份、聚对苯二甲酸丁二酯5‑6份、增塑剂3‑4份、稳定剂1‑2份、填料30‑40份混合，经过高温加压成型。本发明提供的地膜成本低，具有好好的耐磨性，具有良好的使用效果，而且具有良好的生物降解性能，在使用后能够降解，安全环保。

Description

一种环保农用地膜的制备方法
技术领域
本发明属于环保材料领域，具体涉及一种环保农用地膜的制备方法。
背景技术
地膜即地面覆盖薄膜，通常是透明或黑色PE薄膜，也有绿、银色薄膜，用于地面覆盖，以提高土壤温度，保持土壤水分，维持土壤结构，防止害虫侵袭作物和某些微生物引起的病害等，促进植物生长的功能。
地膜看上去薄薄一层，但作用相当大。不仅能够提高地温、保水、保土、保肥提高肥效，而且还有灭草、防病虫、防旱抗涝、抑盐保苗、改进近地面光热条件，使产品卫生清洁等多项功能。对于那些刚出土的幼苗来说，具有护根促长等作用。对于我国三北地区，低温、少雨、干旱贫脊、无霜期短等限制农业发展的因素，具有很强的针对性和适用性，对于种植二季水稻育秧及多种作物栽培上也起了作用。
现在地膜往往使用聚乙烯等制成，但是，在使用后无法降解，会产生较严重的白色污染，现在也有很多种的环保农用地膜，但是地膜的强度往往较差，而且地膜的成本较高。
发明内容
本发明为了提供一种综合性能好的地膜的制备方法，通过对原料进行改性，能够提升地膜的强度，降低地膜的成本。
本发明通过以下技术方案实现：
一种环保农用地膜的制备方法，包括以下步骤：
（1）、取壳聚糖，壳聚糖经过改性处理，具体步骤如下：
a、将蒙脱石破碎，过100目筛，将破碎后的蒙脱石与蒙脱石重量0.5%的钛酸酯偶联剂混合，以800-1000r/min的转速搅拌20min，得到改性蒙脱石；
b、将聚乙烯醇与其重量5倍的水混合，搅拌均匀，制成聚乙烯醇溶液，然后向聚乙烯醇溶液中加入聚乙烯醇重量2-3%的聚3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯，搅拌均匀；
c、将步骤a得到的改性蒙脱石和步骤b得到的产物按重量比3-5:1的比例混合均匀；
d、将步骤c得到的混合物与壳聚糖按重量比1:8-10的比例混合，搅拌均匀，在60-70℃下烘干，得到改性壳聚糖；
（2）、将改性后的壳聚糖18-25份、聚乳酸50-60份、聚乙烯10-15份、聚对苯二甲酸丁二酯5-6份、增塑剂3-4份、稳定剂1-2份、填料30-40份混合，经过高温加压成型。
所述聚乳酸经过以下处理：
将聚乳酸与聚丙烯酸水凝胶、硅烷偶联剂按重量比5:1：0.2的比例混合，先搅拌15-20min，然后超声处理3-5min。
所述聚丙烯酸水凝胶中加入水凝胶重量1%的纳米氧化锌。
所述增塑剂为三辛烷基偏苯三酸酯、乙酰蓖麻醇酸丁酯、邻苯二甲酸二辛酯中的一种或多种组合。
所述稳定剂为钙锌复合稳定剂。
所述填料为云母粉。
所述云母粉使用以下方法进行改性处理：（1）、将云母粉使用质量分数8%的盐酸溶液处理10-15min，然后使用水和乙醇溶液分别清洗2-3遍，烘干；
（2）、取碳纳米管，将碳纳米管与质量分数12%的硝酸溶液浸泡处理1h，浸泡过程中使用超声波震荡处理，然后使用去离子水和乙醇溶液分别对碳纳米管进行清洗，将硅烷偶联剂使用溶剂稀释，制备成质量浓度为2%的溶液，将碳纳米管放入硅烷偶联剂溶液中，超声处理5min，过滤，烘干；
（3）、将步骤（1）的云母粉与步骤（2）得到的碳纳米管按重量比8-10:1的比例混合，以1500r/min的转速搅拌20min，得到改性云母粉。
地膜成型温度为85-115℃，压力12.5-16.5MPa。
本发明中使用聚乳酸、壳聚糖作为主要原料，具有良好的可降解效果，在原料中加入聚乙烯和聚对苯二甲酸丁二酯能够提升地膜的力学性能，本申请中的壳聚糖经过改性处理，处理时，使用蒙脱石、聚乙烯醇溶液等对壳聚糖进行复配，可以提升壳聚糖的性能的稳定性，经过改性也有利于与聚乳酸等在成型时发生交联，提升强度。本申请中的聚乳酸也经过改性处理，处理过程中加入聚丙烯酸水凝胶和硅烷偶联剂，提升聚乳酸与聚乙烯、壳聚糖等结合的强度，在原料中加入云母粉，能够提升地膜的强度和耐磨性，避免在使用初期地膜破裂造成无法使用，提升地膜铺装的效果。
本发明的有益效果：本发明提供的地膜成本低，具有好好的耐磨性，具有良好的使用效果，而且具有良好的生物降解性能，在使用后能够降解，安全环保。
具体实施方式
实施例1
一种环保农用地膜的制备方法，包括以下步骤：
（1）、取壳聚糖，壳聚糖经过改性处理，具体步骤如下：
a、将蒙脱石破碎，过100目筛，将破碎后的蒙脱石与蒙脱石重量0.5%的钛酸酯偶联剂混合，以800-1000r/min的转速搅拌20min，得到改性蒙脱石；
b、将聚乙烯醇与其重量5倍的水混合，搅拌均匀，制成聚乙烯醇溶液，然后向聚乙烯醇溶液中加入聚乙烯醇重量2-3%的聚3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯，搅拌均匀；
c、将步骤a得到的改性蒙脱石和步骤b得到的产物按重量比4:1的比例混合均匀；
d、将步骤c得到的混合物与壳聚糖按重量比1:8的比例混合，搅拌均匀，在65℃下烘干，得到改性壳聚糖；
（2）、将改性后的壳聚糖20份、聚乳酸55份、聚乙烯13份、聚对苯二甲酸丁二酯5份、增塑剂3.5份、稳定剂1.8份、填料35份混合，经过高温加压成型。
所述聚乳酸经过以下处理：
将聚乳酸与聚丙烯酸水凝胶、硅烷偶联剂按重量比5:1：0.2的比例混合，先搅拌17min，然后超声处理4min。
所述聚丙烯酸水凝胶中加入水凝胶重量1%的纳米氧化锌。
所述增塑剂为三辛烷基偏苯三酸酯、乙酰蓖麻醇酸丁酯、邻苯二甲酸二辛酯中的一种或多种组合。
所述稳定剂为钙锌复合稳定剂。
所述填料为云母粉。
所述云母粉使用以下方法进行改性处理：（1）、将云母粉使用质量分数8%的盐酸溶液处理15min，然后使用水和乙醇溶液分别清洗2遍，烘干；
（2）、取碳纳米管，将碳纳米管与质量分数12%的硝酸溶液浸泡处理1h，浸泡过程中使用超声波震荡处理，然后使用去离子水和乙醇溶液分别对碳纳米管进行清洗，将硅烷偶联剂使用溶剂稀释，制备成质量浓度为2%的溶液，将碳纳米管放入硅烷偶联剂溶液中，超声处理5min，过滤，烘干；
（3）、将步骤（1）的云母粉与步骤（2）得到的碳纳米管按重量比8:1的比例混合，以1500r/min的转速搅拌20min，得到改性云母粉。
实施例2
一种环保农用地膜的制备方法，包括以下步骤：
（1）、取壳聚糖，壳聚糖经过改性处理，具体步骤如下：
a、将蒙脱石破碎，过100目筛，将破碎后的蒙脱石与蒙脱石重量0.5%的钛酸酯偶联剂混合，以1000r/min的转速搅拌20min，得到改性蒙脱石；
b、将聚乙烯醇与其重量5倍的水混合，搅拌均匀，制成聚乙烯醇溶液，然后向聚乙烯醇溶液中加入聚乙烯醇重量2-3%的聚3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯，搅拌均匀；
c、将步骤a得到的改性蒙脱石和步骤b得到的产物按重量比4:1的比例混合均匀；
d、将步骤c得到的混合物与壳聚糖按重量比1:9的比例混合，搅拌均匀，在65℃下烘干，得到改性壳聚糖；
（2）、将改性后的壳聚糖22份、聚乳酸60份、聚乙烯14份、聚对苯二甲酸丁二酯6份、增塑剂3.8份、稳定剂1.6份、填料35份混合，经过高温加压成型。
所述聚乳酸经过以下处理：
将聚乳酸与聚丙烯酸水凝胶、硅烷偶联剂按重量比5:1：0.2的比例混合，先搅拌20min，然后超声处理3-5min。
所述聚丙烯酸水凝胶中加入水凝胶重量1%的纳米氧化锌。
所述增塑剂为三辛烷基偏苯三酸酯、乙酰蓖麻醇酸丁酯、邻苯二甲酸二辛酯中的一种或多种组合。
所述稳定剂为钙锌复合稳定剂。
所述填料为云母粉。
所述云母粉使用以下方法进行改性处理：（1）、将云母粉使用质量分数8%的盐酸溶液处理10-15min，然后使用水和乙醇溶液分别清洗2-3遍，烘干；
（2）、取碳纳米管，将碳纳米管与质量分数12%的硝酸溶液浸泡处理1h，浸泡过程中使用超声波震荡处理，然后使用去离子水和乙醇溶液分别对碳纳米管进行清洗，将硅烷偶联剂使用溶剂稀释，制备成质量浓度为2%的溶液，将碳纳米管放入硅烷偶联剂溶液中，超声处理5min，过滤，烘干；
（3）、将步骤（1）的云母粉与步骤（2）得到的碳纳米管按重量比9:1的比例混合，以1500r/min的转速搅拌20min，得到改性云母粉。
实施例3
与实施例1相比，云母粉不经过改性处理。
实施例4
与实施例1相比，壳聚糖不经过改性处理。
实施例5
与实施例1相比，聚乳酸不经过改性处理。
实施例6
与实施例1相比，壳聚糖和聚乳酸均不经过改性处理。
为了验证各实施例原料制成的地膜的的性能，设置了以下对比例，然后验证地膜的拉伸强度、降解性等性能。
对比例1
与实施例1相比，原料中不添加壳聚糖。
对比例2
与实施例1相比，原料中不添加聚乙烯。
对比例3
与实施例1相比，原料中不添加聚对苯二甲酸丁二酯。
对比例4
与实施例1相比，原料中使用聚乙烯替代聚乳酸。
为了验证各例中制备的地膜的性能，测试了地膜的以下指标，结果如表1：
表1
注：拉伸强度采用GB/T1040.2-2006标准测定；
降解实验为将地膜分别放在室外露天环境、掩埋土壤中和掩埋污泥中失重率达到80%所用的天数。
耐磨性测试方式为将各实施例产品制成20mm*20mm*3mm的试样，在HT-1000高温摩擦磨损试验机上在载质量为1kg的情况下，转500转，记录质量损失，再计算出质量损失率，来表征样品的耐磨性。
由表1可知，本申请中的地膜在保持良好拉伸性能的前提下，具有良好耐磨性和适合的降解性能，良好的耐磨性保证了地膜在使用过程中不容易破损造，提升铺设的效果，而且，材料的降解周期较为合适，保证地膜使用的效果。

Claims (8)

1.一种环保农用地膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）、取壳聚糖，壳聚糖经过改性处理，具体步骤如下：
a、将蒙脱石破碎，过100目筛，将破碎后的蒙脱石与蒙脱石重量0.5%的钛酸酯偶联剂混合，以800-1000r/min的转速搅拌20min，得到改性蒙脱石；
b、将聚乙烯醇与其重量5倍的水混合，搅拌均匀，制成聚乙烯醇溶液，然后向聚乙烯醇溶液中加入聚乙烯醇重量2-3%的聚3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯，搅拌均匀；
c、将步骤a得到的改性蒙脱石和步骤b得到的产物按重量比3-5:1的比例混合均匀；
d、将步骤c得到的混合物与壳聚糖按重量比1:8-10的比例混合，搅拌均匀，在60-70℃下烘干，得到改性壳聚糖；
（2）、将改性后的壳聚糖18-25份、聚乳酸50-60份、聚乙烯10-15份、聚对苯二甲酸丁二酯5-6份、增塑剂3-4份、稳定剂1-2份、填料30-40份混合，经过高温加压成型。
2.根据权利要求1所述的一种环保农用地膜的制备方法，其特征在于，所述聚乳酸经过以下处理：
将聚乳酸与聚丙烯酸水凝胶、硅烷偶联剂按重量比5:1：0.2的比例混合，先搅拌15-20min，然后超声处理3-5min。
3.根据权利要求2所述的一种环保农用地膜的制备方法，其特征在于，所述聚丙烯酸水凝胶中加入水凝胶重量1%的纳米氧化锌。
4.根据权利要求1所述的一种环保农用地膜的制备方法，其特征在于，所述增塑剂为三辛烷基偏苯三酸酯、乙酰蓖麻醇酸丁酯、邻苯二甲酸二辛酯中的一种或多种组合。
5.根据权利要求1所述的一种环保农用地膜的制备方法，其特征在于，所述稳定剂为钙锌复合稳定剂。
6.根据权利要求1-5之一所述的一种环保农用地膜的制备方法，其特征在于，所述填料为云母粉。
7.根据权利要求6所述的一种环保农用地膜的制备方法，其特征在于，所述云母粉使用以下方法进行改性处理：（1）、将云母粉使用质量分数8%的盐酸溶液处理10-15min，然后使用水和乙醇溶液分别清洗2-3遍，烘干；
（2）、取碳纳米管，将碳纳米管与质量分数12%的硝酸溶液浸泡处理1h，浸泡过程中使用超声波震荡处理，然后使用去离子水和乙醇溶液分别对碳纳米管进行清洗，将硅烷偶联剂使用溶剂稀释，制备成质量浓度为2%的溶液，将碳纳米管放入硅烷偶联剂溶液中，超声处理5min，过滤，烘干；
（3）、将步骤（1）的云母粉与步骤（2）得到的碳纳米管按重量比8-10:1的比例混合，以1500r/min的转速搅拌20min，得到改性云母粉。
8.根据权利要求1所述的一种环保农用地膜的制备方法，其特征在于，地膜成型温度为85-115℃，压力12.5-16.5MPa。
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