CN111117178A - 一种可降解地膜及其制备方法 - Google Patents

一种可降解地膜及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种可降解地膜，属于可降解材料领域，按重量份计，包含聚乳酸60‑100份、植物纤维混合物9‑21份、粘合剂3‑10份、改性液2‑6份；其中，植物纤维混合物包括7‑15份蔗渣纤维和2‑6份的玉米秸秆纤维。改性液的制备方法包含以下步骤：a：将5‑15份的硅烷偶联剂、10‑20份的醇和60‑100份的去离子水混合，得到硅烷水解液；b：向硅烷水解液中加入1‑5份纳米二氧化硅，混合均匀得改性液。可降解地膜的制备方法包括：S1：将改性液加入聚乳酸中搅拌得混合液；S2：将植物纤维混合物和粘合剂加入混合液中，搅拌得混合浆，然后进行取浆抄膜得到可降解地膜。本发明的可降解地膜具有较好的拉伸强度和韧性。

Description

一种可降解地膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及可降解材料技术领域，特别涉及一种可降解地膜及其制备方法。
背景技术
地膜在现代化农业中已经得到了广泛的应用，不仅具有保温、保湿、保肥的作用，而且还具有防病虫、防旱抗涝等作用，能够促进作物的生长发育，提高作物产量，增加生产效益。
我国使用的地膜主要是聚乙烯、聚氯乙烯地膜，随着地膜大规模的使用，大量地膜碎片会残留在土壤中难以降解而导致“白色污染”，破坏土壤结构，减小土壤肥力，影响农业的可持续发展，而推广可降解地膜是解决这一问题的有效途径。
目前，市场上虽然有各种可降解地膜，比如光降解、生物降解和双降解地膜，但是这些可降解地膜均存在着拉伸强度不高，在使用过程中容易破裂，影响植物正常生长。因此，改善地膜的拉伸强度、韧性等力学性能变得越来越重要。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的一是提供一种可降解地膜，其具有提高地膜的拉伸强度和韧性的效果；
本发明的目的二：提供一种可降解地膜的制备方法，其具有提高地膜的拉伸强度和韧性的效果。
本发明的上述技术目的一是通过以下技术方案得以实现的：
一种可降解地膜，所述地膜包含以下重量份的原料：聚乳酸60-100份、植物纤维混合物9-21份、粘合剂3-10份、改性液2-6份，
其中，植物纤维混合物包括7-15份蔗渣纤维和2-6份的玉米秸秆纤维；
改性液的制备方法包含以下步骤：按重量份计，
a：将5-15份的硅烷偶联剂、10-20份的醇和60-100份的去离子水混合，调节PH值至3.5-4.3，得到硅烷水解液；
b：向硅烷水解液中加入1-5份纳米二氧化硅混合均匀得改性液。
通过采用上述技术方案，聚乳酸是由乳酸或丙交酯经开环聚合而成的合成高分子聚酯材料，具有较高的强度、一定的生物相容性和耐热性。同时，聚乳酸具有生物可降解性，即可通过堆肥或人工处理最终能够分解成水和二氧化碳，分解产物重新参与自然界生态循环，是一种很好的环保材料。但是，聚乳酸具有质脆，韧性差，冲击强度和断裂伸长率较小等缺点。而植物纤维混合物由蔗渣纤维和玉米秸秆纤维混合物而成，蔗渣纤维和玉米秸秆纤维具有良好的拉伸强度和韧性，并具有良好的可降解性。
通过采用上述技术方案，本发明将植物纤维混合物与聚乳酸配合，并加入粘合剂与改性液，增加植物纤维混合物与聚乳酸之间的连接强度，使得制备的可降解地膜既具有聚乳酸强度高的特点，又具有植物纤维混合物韧性好、抗冲击性能好的优点，大大提高了可降解地膜的力学性能。
蔗渣和玉米秸秆均为具有多用途的可再生生物资源，我国每年产生大量的蔗渣和玉米秸秆，大部分的蔗渣和玉米秸秆被随意丢弃和焚烧，造成资源的极大浪费，也造成极大的环境污染。本发明中，植物纤维混合物采用蔗渣纤维和玉米秸秆纤维，实现了对蔗渣和玉米秸秆的重新利用，并通过废弃资源再利用，达到了资源优势互补的目的。同时，利用废旧资源，在一定程度上能够降低地膜的生产成本。此外，蔗渣纤维和玉米秸秆纤维含有植物生长所需要的养分，在降解过程中能够缓慢释放养分，有助于促进植物生长。
另外，蔗渣纤维较短，具有一定的强度极限，而玉米秸秆的纤维长度长，将蔗渣纤维与玉米秸秆纤维混合，通过较长的玉米秸秆纤维对蔗渣纤维进行连接，能够增加蔗渣纤维的强度，但又不会因玉米秸秆含量较高而发生团聚现象。因此，蔗渣纤维和玉米秸秆纤维能够与聚乳酸均匀混合，从而使得制备的地膜更加均匀，降低地膜破裂现象，从而提高地膜使用寿命。
粘合剂增加植物纤维混合物与聚乳酸之间的连接强度，增加地膜的整体性，从而有助于提高地膜的力学性能。
由硅烷偶联剂和纳米二氧化硅制备的改性液，使得纳米二氧化硅与硅烷偶联剂的硅烷氧基产生反应，从而将纳米二氧化硅与硅烷偶联剂复合，同时，硅烷偶联剂中的有机官能团与聚乳酸反应，使得硅烷偶联剂与聚乳酸连接，并使纳米二氧化硅与聚乳酸通过硅烷偶联剂连接，对聚乳酸进行改性，增强聚乳酸的韧性，从而提高地膜的韧性。此外，硅烷偶联剂水解后产生大量的硅醇基团，硅醇基团在晾干的过程中发生缩合交联反应，形成三维网状结构，而纳米二氧化硅被硅烷偶联剂形成的三维网状结构包裹，填充了三维网状结构的空隙，在聚乳酸和植物纤维混合物之间形成一层致密的纳米级有机-无机复合膜，提高了地膜的阻隔性能和保水性。同时，进一步增加了聚乳酸与植物纤维混合物之间的连接强度，大大提高地膜的拉伸强度和韧性等力学性能。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：按重量份计，所述在制备改性液的步骤b中，加入纳米二氧化硅之前，向硅烷水解液中加入0.5-1.0份的丙三醇。
通过采用上述技术方案，硅烷偶联剂在进行水解过程中产生大量的硅醇基团，硅醇基团之间容易发生缩合反应而沉淀，在硅烷偶联剂进行水解过程中加入丙三醇能够增加硅烷水解液的稳定性，降低硅醇基团之间的缩合反应。其原因可能是丙三醇为多羟基化合物，其分子内和分子间可以形成较多的氢键，使硅烷水解液中的硅醇基团能够稳定存在，降低硅醇之间发生缩合反应的概率，从而提高硅烷水解液的水解程度和稳定性。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述在制备改性液的步骤b中，醇和去离子水的重量比为0.15-0.25。
通过采用上述技术方案，大多数硅烷偶联剂是不溶于水的，易溶于有机溶剂，加入醇能够辅助溶解和分散硅烷偶联剂，并且能缓解水解速度，防止硅醇基团交联，起到调节水解速率的作用，而当醇和去离子水的重量比为0.15-0.25时，硅烷偶联剂的水解效果较佳，从而使得制备的地膜的力学性能较好。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述植物纤维混合物中蔗渣纤维与玉米秸秆纤维的重量比为2.5-4.5。
通过采用上述方案，蔗渣纤维的长度较短，具有一定的强度极限，单独与聚乳酸混合不能很好的改善地膜的拉伸强度和韧性。玉米秸秆纤维的长度较长，与蔗渣纤维混合后能够弥补蔗渣纤维存在的不足，大大提高地膜的拉伸强度和韧性，但当玉米秸秆纤维添加量较大时，使得玉米秸秆纤维在聚乳酸结构中分布不均匀，导致制备的地膜结构不均匀，从而影响地膜的力学性能。因此，植物纤维混合物中蔗渣纤维与玉米秸秆纤维的重量比为2.5-4.5时，制备的地膜的拉伸强度、韧性等力学性能较佳。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述蔗渣纤维的制备方法包含以下步骤：按重量份计，
（1）对蔗渣进行破碎、筛分得蔗渣粉；
（2）将8-12份蔗渣粉加入50-80份质量浓度为3-6%的碱溶液中蒸煮，蒸煮温度为85-95℃，蒸煮时间为3.5-4.5h得蔗渣浆；
（3）对蔗渣浆过滤、洗涤后烘干得到蔗渣纤维。
通过采用上述技术方案，对蔗渣进行处理提取得到蔗渣纤维，方法简单、便于操作。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述玉米秸秆纤维的制备方法包含以下步骤：按重量份计，
1）将玉米秸秆切碎后进行干燥处理；
2）将8-10份步骤1）中处理后的玉米秸秆加入45-75份质量浓度为3-7%的碱溶液中蒸煮，蒸煮温度为70-90℃，蒸煮时间为1-2h得玉米秸秆浆，
3）将玉米秸秆浆过滤、洗涤后烘干得到玉米秸秆纤维。
通过采用上述技术方案，对玉米秸秆进行玉米秸秆纤维提前，方法简单、便于操作。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述粘合剂为硅酸钠、环氧树脂和聚乙烯醇中的一种或多种。
通过采用上述技术方案，硅酸钠粘结力强、强度较高，能够增加植物纤维混合物与聚乳酸之间的粘接强度，从而提高地膜的拉伸强度、韧性等力学性能。
环氧树脂不仅具有较强的粘接性能，能够增加植物纤维混合物与聚乳酸的粘接强度，而且，环氧树脂具有环氧基团，能够与硅烷偶联剂的有机官能团进行反应，从而与硅烷偶联剂配合进一步增加植物纤维混合物与聚乳酸之间的粘接强度。
聚乙烯醇与亲水性的植物纤维混合物具有较强的粘接力，从而使得蔗渣纤维与玉米秸秆纤维之间能够更好的连接，进而增加植物纤维混合物与聚乳酸的粘接强度，提高地膜的力学性能。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷的一种或多种。
本发明的目的二：提供一种可降解地膜的制备方法，包含以下步骤：
S1：将改性液加入聚乳酸中并搅拌均匀，得混合液；
S2：将植物纤维混合物和粘合剂依次加入步骤S1中的混合液中，搅拌得混合浆，然后进行取浆抄膜得到可降解地膜。
通过采用上述技术方案，首先将聚乳酸与改性液进行混合，使得改性液中的硅烷偶联剂的有机官能团与聚乳酸反应，增加聚乳酸的亲水性，使得植物纤维混合物加入到混合液中后便于均匀分散，从而使得制备的地膜结构更加均匀，保持较好的力学性能。
综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：
1、通过植物纤维混合物、聚乳酸、粘合剂和改性液之间的协同配合，改善了地膜的拉伸强度、韧性等力学性能，提高了地膜的耐用性，并且该地膜采用的植物纤维混合物本身含有植物生长所需的养分，降解后，所含的营养元素可以缓慢释放到泥土里，改善泥土结构，有助于促进植物生长。
改性液能够改善聚乳酸的疏水性，使得聚乳酸与亲水性的植物纤维混合物能够均匀混合，使得制备的地膜更加均匀，从而能够保持较好的力学性能。另外，改性液中的纳米二氧化硅能够填充硅烷偶联剂交联的三维网中的空隙，提高地膜的阻隔性能。此外，由于纳米二氧化硅的存在，进一步增加地膜的拉伸强度和韧性。
植物纤维混合采用蔗渣纤维和玉米秸秆纤维，分别是从蔗渣和玉米秸秆中提取，实现废弃物资源化和有效循环利用，同时降低了地膜的生产成本。
2、丙三醇增加硅烷水解液的稳定性，降低硅醇基团之间的缩合反应，从而提高硅烷水解液的水解程度和稳定性，使得硅烷水解液能够很好地将聚乳酸和植物纤维混合物进行连接，提高地膜的力学性能。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。
以下实施例及对比例中：
聚乳酸购自深圳光华伟业实业有限公司；
纳米二氧化硅购自山东省寿光市昌泰微纳化工厂；
乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷均购自广州双桃精细化工有限公司。
实施例1
一种可降解地膜，所述地膜包含以下重量份的原料：聚乳酸60份、植物纤维混合物9份、硅酸钠3份、改性液2份；
其中，植物纤维混合物包括7份蔗渣纤维和2份的玉米秸秆纤维；
蔗渣纤维的制备方法包含以下步骤：按重量份计，
（1）对蔗渣进行破碎，过100目筛筛分得蔗渣粉；
（2）将8份蔗渣粉和50份质量浓度为3%的NaOH溶液加入蒸煮锅中蒸煮，蒸煮温度为85℃，蒸煮时间为3.5h得蔗渣浆；
（3）对蔗渣浆过滤、对滤渣洗涤后烘干得到蔗渣纤维。
玉米秸秆纤维的制备方法包含以下步骤：按重量份计，
1）将玉米秸秆切碎后进行干燥处理；
2）将8份步骤1）中处理后的玉米秸秆和45份质量浓度为3%的NaOH溶液加入蒸煮锅中蒸煮，蒸煮温度为70℃，蒸煮时间为1h，得玉米秸秆浆，
3）将玉米秸秆浆过滤、对滤渣洗涤后烘干得到玉米秸秆纤维。
改性液的制备方法包含以下步骤：按重量份计，
a：将5份的乙烯基三乙氧基硅烷、10份的乙醇和60份的去离子水混合，并用乙酸调节PH值至3.5，得到硅烷水解液；
b：向硅烷水解液中加入1份纳米二氧化硅混合均匀得改性液。
上述可降解地膜的制备方法如下：
S1：将改性液加入聚乳酸中并搅拌均匀，得混合液；
S2：将植物纤维混合物和硅酸钠依次加入步骤S1中的混合液中，搅拌均匀后打浆得混合浆，然后采用抄膜机进行取浆抄膜，得到可降解地膜。
实施例2
一种可降解地膜，所述地膜包含以下重量份的原料：聚乳酸80份、植物纤维混合物15份、环氧树脂6.5份、改性液4份；
其中，植物纤维混合物包括11份蔗渣纤维和4份的玉米秸秆纤维；
蔗渣纤维的制备方法包含以下步骤：按重量份计，
（1）对蔗渣进行破碎，过100目筛筛分得蔗渣粉；
（2）将10份蔗渣粉和65份质量浓度为4.5%的NaOH溶液加入蒸煮锅中蒸煮，蒸煮温度为90℃，蒸煮时间为4h得蔗渣浆；
（3）对蔗渣浆过滤、对滤渣洗涤后烘干得到蔗渣纤维。
玉米秸秆纤维的制备方法包含以下步骤：按重量份计，
1）将玉米秸秆切碎后进行干燥处理；
2）将9份步骤1）中处理后的玉米秸秆和60份质量浓度为5%的NaOH溶液加入蒸煮锅中蒸煮，蒸煮温度为80℃，蒸煮时间为1.5h，得玉米秸秆浆，
3）将玉米秸秆浆过滤、对滤渣洗涤后烘干得到玉米秸秆纤维。
改性液的制备方法包含以下步骤：按重量份计，
a：将10份的乙烯基三甲氧基硅烷、15份的乙醇和80份的去离子水混合，并用乙酸调节PH值至3.9，得到硅烷水解液；
b：向硅烷水解液中加入3份纳米二氧化硅混合均匀得改性液。
上述可降解地膜的制备方法如下：
S1：将改性液加入聚乳酸中并搅拌均匀，得混合液；
S2：将植物纤维混合物和环氧树脂依次加入步骤S1中的混合液中，搅拌均匀后打浆得混合浆，然后采用抄膜机进行取浆抄膜，得到可降解地膜。
实施例3
一种可降解地膜，所述地膜包含以下重量份的原料：聚乳酸100份、植物纤维混合物21份、聚乙烯醇10份、改性液6份；
其中，植物纤维混合物包括15份蔗渣纤维和6份的玉米秸秆纤维；
蔗渣纤维的制备方法包含以下步骤：按重量份计，
（1）对蔗渣进行破碎，过100目筛筛分得蔗渣粉；
（2）将12份蔗渣粉和80份质量浓度为6%的NaOH溶液加入蒸煮锅中蒸煮，蒸煮温度为95℃，蒸煮时间为4.5h得蔗渣浆；
（3）对蔗渣浆过滤、对滤渣洗涤后烘干得到蔗渣纤维。
玉米秸秆纤维的制备方法包含以下步骤：按重量份计，
1）将玉米秸秆切碎后进行干燥处理；
2）将10份步骤1）中处理后的玉米秸秆和75份质量浓度为7%的NaOH溶液加入蒸煮锅中蒸煮，蒸煮温度为90℃，蒸煮时间为2h，得玉米秸秆浆，
3）将玉米秸秆浆过滤、对滤渣洗涤后烘干得到玉米秸秆纤维。
改性液的制备方法包含以下步骤：按重量份计，
a：将15份的乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、20份的乙醇和100份的去离子水混合，并用乙酸调节PH值至4.3，得到硅烷水解液；
b：向硅烷水解液中加入5份纳米二氧化硅混合均匀得改性液。
上述可降解地膜的制备方法如下：
S1：将改性液加入聚乳酸中并搅拌均匀，得混合液；
S2：将植物纤维混合物和聚乙烯醇依次加入步骤S1中的混合液中，搅拌均匀后打浆得混合浆，然后采用抄膜机进行取浆抄膜，得到可降解地膜。
实施例4
一种可降解地膜，与实施例2的不同之处在于，按重量份计，所述在制备改性液的步骤b中，加入纳米二氧化硅之前，向硅烷水解液中加入0.5份的丙三醇。
实施例5
一种可降解地膜，与实施例2的不同之处在于，按重量份计，所述在制备改性液的步骤b中，加入纳米二氧化硅之前，向硅烷水解液中加入0.75份的丙三醇。
实施例6
一种可降解地膜，与实施例2的不同之处在于，按重量份计，所述在制备改性液的步骤b中，加入纳米二氧化硅之前，向硅烷水解液中加入1.0份的丙三醇。
实施例7
一种可降解地膜，与实施例2的不同之处在于，所述在制备改性液的步骤b中，按重量份计，加入15份乙醇，100份去离子水，即乙醇和去离子水的重量比为0.15。
实施例8
一种可降解地膜，与实施例2的不同之处在于，所述在制备改性液的步骤b中，按重量份计，加入20份乙醇，100份去离子水，即乙醇和去离子水的重量比为0.2。
实施例9
一种可降解地膜，与实施例2的不同之处在于，所述在制备改性液的步骤b中，按重量份计，加入20份乙醇，80份去离子水，即乙醇和去离子水的重量比为0.25。
实施例10
一种可降解地膜，与实施例2的不同之处在于，按重量份计，所述植物纤维混合物包括10份蔗渣纤维和4份玉米秸秆纤维，即蔗渣纤维与玉米秸秆纤维的重量比为2.5。
实施例11
一种可降解地膜，与实施例2的不同之处在于，按重量份计，所述植物纤维混合物包括14份蔗渣纤维和4份玉米秸秆纤维，即蔗渣纤维与玉米秸秆纤维的重量比为3.5。
实施例12
一种可降解地膜，与实施例2的不同之处在于，按重量份计，所述植物纤维混合物包括9份蔗渣纤维和2份玉米秸秆纤维，即蔗渣纤维与玉米秸秆纤维的重量比为4.5。
对比例1
一种可降解地膜，与实施例8的不同之处在于，所述在制备改性液的步骤b中，按重量份计，加入10份乙醇，100份去离子水，即乙醇和去离子水的重量比为0.1。
对比例2
一种可降解地膜，与实施例8的不同之处在于，所述在制备改性液的步骤b中，按重量份计，加入18份乙醇，60份去离子水，即乙醇和去离子水的重量比为0.3。
对比例3
一种可降解地膜，与实施例11的不同之处在于，按重量份计，所述植物纤维混合物包括8份蔗渣纤维和4份玉米秸秆纤维，即蔗渣纤维与玉米秸秆纤维的重量比为2。
对比例4
一种可降解地膜，与实施例11的不同之处在于，按重量份计，所述植物纤维混合物包括15份蔗渣纤维和3份玉米秸秆纤维，即蔗渣纤维与玉米秸秆纤维的重量比为5。
对比例5
采用专利号为CN109868684A的专利中公开的制备方法制备地膜。
性能检测
对实施例1-12、对比例1-5中的可降解地膜性能采用如下方法进行测试。
根据GB/T35795-2017《全生物降解农用地膜覆盖薄膜》、GB/T1040.3-2006《塑料拉伸性能的测定》对地膜拉伸强度和拉伸断裂率进行力学性能测试。
表1可降解地膜力学性能检测数据
项目 厚度（μm） 拉伸强度（MPa） 拉伸断裂率（%）
国标标准 10 ≥15 ≥250
实施例1 10 18.3 513
实施例2 10 19.0 540
实施例3 10 18.1 510
实施例4 10 19.6 561
实施例5 10 20.1 574
实施例6 10 19.8 564
实施例7 10 19.7 562
实施例8 10 20.3 576
实施例9 10 20.0 572
实施例10 10 19.3 553
实施例11 10 19.9 568
实施例12 10 19.1 550
对比例1 10 16.9 451
对比例2 10 17.2 458
对比例3 10 16.3 447
对比例4 10 15.8 442
对比例5 10 15.5 432
由表1可以得出：
本发明中，实施例1-12中的可降解地膜的拉伸强度和拉伸断裂率均优于国家标准，符合国家标准的要求。
本发明中，实施例1-12与对比例1-5相比，实施例1-12中的可降解地膜的拉伸强度和拉伸断裂率均优于对比例1-5，说明本发明的可降解地膜配方之间的相互关系科学合理，能够有效改善可降解地膜的拉伸强度和拉伸断裂率，而地膜的拉伸断裂率代表地膜的韧性，即采用本发明的原料和制备方法能够提高地膜的拉伸强度和韧性，提高可降解地膜的力学性能，增加地膜的耐用性。
本发明中，实施例4-6与实施例2相比，实施例4-6中的可降解地膜的拉伸强度和拉伸断裂率均优于实施例2，说明丙三醇的加入能够有效增加硅烷水解液的稳定性，使得改性液能够更好的对聚乳酸进行改性，并较好地连接聚乳酸与植物纤维混合物，增加聚乳酸与植物纤维混合物的连接强度，进而提高可降解地膜的拉伸强度和拉伸断裂率，即提高了可降解地膜的拉伸强度和韧性。
本发明中，实施例7-9与实施例2，并结合对比例1-2可知，实施例7-9中可降解地膜的拉伸强度和拉伸断裂率均优于实施例2和对比例1-2，说明乙醇和去离子水的重量比在0.15-0.25范围内时，硅烷偶联剂的水解效果较佳，从而使得制备的地膜的力学性能较好。
本发明中，实施例10-12与实施例2，并结合对比例3-4可知，实施例10-12中可降解地膜的拉伸强度和拉伸断裂率均优于实施例2和对比例3-4，说明植物纤维混合物中，蔗渣纤维与玉米秸秆纤维的重量比为2.5-4.5时，蔗渣纤维与玉米秸秆纤维之前的配合更加合理，玉米秸秆纤维既能够弥补蔗渣纤维存在的不足，又能够避免玉米秸秆纤维发生团聚，使得制备的地膜结构较均匀，从而提高可降解地膜的拉伸强度和韧性。
本具体实施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，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种可降解地膜，其特征在于，所述地膜包含以下重量份的原料：聚乳酸60-100份、植物纤维混合物9-21份、粘合剂3-10份、改性液2-6份，
其中，植物纤维混合物包括7-15份蔗渣纤维和2-6份的玉米秸秆纤维；
改性液的制备方法包含以下步骤：按重量份计，
a：将5-15份的硅烷偶联剂、10-20份的醇和60-100份的去离子水混合，调节PH值至3.5-4.3，得到硅烷水解液；
b：向硅烷水解液中加入1-5份纳米二氧化硅混合均匀得改性液。
2.根据权利要求1所述的一种可降解地膜，其特征在于，按重量份计，所述在制备改性液的步骤b中，加入纳米二氧化硅之前，向硅烷水解液中加入0.5-1.0份的丙三醇。
3.根据权利要求1所述的一种可降解地膜，其特征在于：所述在制备改性液的步骤b中，醇和去离子水的重量比为0.15-0.25。
4.根据权利要求1所述的一种可降解地膜，其特征在于：所述植物纤维混合物中蔗渣纤维与玉米秸秆纤维的重量比为2.5-4.5。
5.根据权利要求1所述的一种可降解地膜，其特征在于，所述蔗渣纤维的制备方法包含以下步骤：按重量份计，
（1）对蔗渣进行破碎、筛分得蔗渣粉；
（2）将8-12份蔗渣粉加入50-80份质量浓度为3-6%的碱溶液中蒸煮，蒸煮温度为85-95℃，蒸煮时间为3.5-4.5h，得蔗渣浆；
（3）对蔗渣浆过滤、洗涤后烘干得到蔗渣纤维。
6.根据权利要求1所述的一种可降解地膜，其特征在于，所述玉米秸秆纤维的制备方法包含以下步骤：按重量份计，
1）将玉米秸秆切碎后进行干燥处理；
2）将8-10份步骤1）中处理后的玉米秸秆加入45-75份质量浓度为3-7%的碱溶液中蒸煮，蒸煮温度为70-90℃，蒸煮时间为1-2h得玉米秸秆浆，
3）将玉米秸秆浆过滤、洗涤后烘干得到玉米秸秆纤维。
7.根据权利要求1所述的一种可降解地膜，其特征在于：所述粘合剂为硅酸钠、环氧树脂和聚乙烯醇中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的一种可降解地膜，其特征在于：所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷的一种或多种。
9.一种权利要求1-8任一可降解地膜的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：
S1：将改性液加入聚乳酸中并搅拌均匀，得混合液；
S2：将植物纤维混合物和粘合剂依次加入步骤S1中的混合液中，搅拌得混合浆，然后进行取浆抄膜得到可降解地膜。
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112390970A (zh) * 2020-11-28 2021-02-23 安徽实友电力金具有限公司 一种耐热电工用聚酯可降解薄膜的制备方法
CN112592501A (zh) * 2020-12-15 2021-04-02 黑龙江边外香农业有限责任公司 一种可降解地膜及其制备方法
CN113372635A (zh) * 2021-04-12 2021-09-10 昆山金盟塑料薄膜有限公司 可降解超薄塑料薄膜的制备方法
CN113789685A (zh) * 2021-09-29 2021-12-14 西北师范大学 一种防蒸发可降解复合材料及其制备方法和在沙漠化治理中的应用
CN114292505A (zh) * 2022-02-23 2022-04-08 枣庄学院 一种包膜材料的制备方法及其包膜和应用
CN114921073A (zh) * 2022-05-25 2022-08-19 上海大觉包装制品有限公司 一种可降解农用地膜及其制备方法
CN114933743A (zh) * 2022-05-31 2022-08-23 杜英杰 一种可降解地膜及其制备方法
KR102649458B1 (ko) * 2023-07-14 2024-03-19 신장균 멀칭 필름용 액상 조성물 및 그 제조방법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110016217A (zh) * 2019-04-30 2019-07-16 封金财 一种可降解农用复合塑料地膜的制备方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110016217A (zh) * 2019-04-30 2019-07-16 封金财 一种可降解农用复合塑料地膜的制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
徐鼐: "《通用级聚乳酸的改性与加工成型》", 31 January 2016, 中国科学技术大学出版社 *
李莺: ""常压等离子体改性苎麻增强热塑性树脂基复合材料界面性能的研究"", 《中国博士学位论文全文数据库 工程科技I辑》 *

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112390970A (zh) * 2020-11-28 2021-02-23 安徽实友电力金具有限公司 一种耐热电工用聚酯可降解薄膜的制备方法
CN112592501A (zh) * 2020-12-15 2021-04-02 黑龙江边外香农业有限责任公司 一种可降解地膜及其制备方法
CN113372635A (zh) * 2021-04-12 2021-09-10 昆山金盟塑料薄膜有限公司 可降解超薄塑料薄膜的制备方法
CN113789685A (zh) * 2021-09-29 2021-12-14 西北师范大学 一种防蒸发可降解复合材料及其制备方法和在沙漠化治理中的应用
CN114292505A (zh) * 2022-02-23 2022-04-08 枣庄学院 一种包膜材料的制备方法及其包膜和应用
CN114921073A (zh) * 2022-05-25 2022-08-19 上海大觉包装制品有限公司 一种可降解农用地膜及其制备方法
CN114921073B (zh) * 2022-05-25 2024-03-26 上海大觉包装制品有限公司 一种可降解农用地膜及其制备方法
CN114933743A (zh) * 2022-05-31 2022-08-23 杜英杰 一种可降解地膜及其制备方法
KR102649458B1 (ko) * 2023-07-14 2024-03-19 신장균 멀칭 필름용 액상 조성물 및 그 제조방법

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