CN112322006A - 碳纤维改性聚乳酸农地膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于生态农业新材料技术领域，具体涉及一种碳纤维改性聚乳酸农地膜及其制备方法。所述的碳纤维改性聚乳酸农地膜，由以下重量份数的原料制成：聚乳酸80‑90份，淀粉10‑15份，碳纤维1‑3份，本发明采用碳纤维改性聚乳酸，碳纤维自身有导电性，所以农地膜具有良好的防静电性，防止农地膜吸附灰尘，农地膜自身清洁性高，碳纤维有吸收阳光的能力，农地膜内的温度较普通农地膜能提高2‑3℃，有利于禾苗的快速生长，聚乳酸和淀粉都是降解材料，300天左右能100％降解成二氧化碳和水，本碳纤维改性聚乳酸农地膜绿色环保，属生态农业，是每年500万吨聚乙烯农地膜的换代产品。
Description
技术领域
本发明属于生态农业新材料技术领域，具体涉及一种碳纤维改性聚乳酸农地膜及其制备方法。
背景技术
聚乙烯农地膜具有保湿、除草、防虫、保温等优点，广泛的用于育苗育秧行业，聚乙烯农地膜是高分子材料，聚乙烯农地膜每年用量约500万吨，育苗后不能回收，年年育苗，聚乙烯农地膜500年不能降解，对环境造成污染，影响土壤土质。本发明碳纤维改性聚乳酸农地膜，在聚乙烯农地膜的基础上，还有防静电，防灰尘，吸收阳光，提高温度，自然降解，绿色环保的优点，有新旧动能转化的价值，有生态农业的优势。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种碳纤维改性聚乳酸农地膜，既有良好的育苗育秧作用，又有绿色环保生态平衡的优点，同时本发明还提供其制备方法，科学合理，简单易操作。
本发明所述的碳纤维改性聚乳酸农地膜，由以下重量份数的原料制成：
聚乳酸 80-90份
淀粉 10-15份
碳纤维 1-3份。
优选地，所述的碳纤维改性聚乳酸农地膜，由以下重量份数的原料制成：
聚乳酸 85份
淀粉 13.5份
碳纤维 1.5份。
其中，所述的聚乳酸采用以下步骤制得：以玉米淀粉为源头基料→水解葡萄糖→乳化为乳酸→丙交酯→聚合为聚乳酸。这种聚乳酸加工性好，透明度高，300天左右能够全部降解。
本发明所述的碳纤维改性聚乳酸农地膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)配料
将聚乳酸、淀粉和碳纤维，按比例混合均匀后，得到混料，备用；
(2)造粒
将制得的混料经双螺杆挤出造粒机，拉丝造粒，得到母粒；
(3)吹膜成型
将制得的母粒经吹膜机吹膜成型，即得碳纤维改性聚乳酸农地膜。
步骤(1)中混合搅拌转速为100-150转/分钟，搅拌温度为30-50℃，搅拌时间为20-40min。
步骤(2)中挤出拉丝温度为210-220℃，水冷温度为10-20℃，切粒温度为20-30℃。
步骤(3)中吹膜挤出温度为200-220℃，风机功率为2.2kW，吹膜风量为200立方/分钟。
优选地，本发明所述的碳纤维改性聚乳酸农地膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)配料：将聚乳酸、淀粉和碳纤维，按比例配料，采用不锈钢混料器，在40℃，120转/分钟，搅拌30分钟，得到混料，备用；
(2)造粒：采用平行双螺杆挤出机，配双级真空泵，真空度达到-0.9，配5孔模具，孔径5mm，经拉丝→水冷→风干→切粒，得到母粒；
(3)吹膜：采用吹膜机，加工温度215℃，智能风机功率2.2kW，吹膜风量200立方/分钟，旋转吹膜模头，直径800mm，吹膜风量200立方/分钟，吹膜高度50m，吹膜的宽度1000mm，吹膜成型得到农地膜厚度0.015mm，长度300m一卷，卷芯45mm，方便使用。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、本发明碳纤维改性聚乳酸农地膜，采用聚乳酸、淀粉、碳纤维为原料，采用碳纤维对聚乳酸进行改性制得的农地膜有保湿、吸热、保温、除草、防虫等优点，碳纤维自身具有导电性，使得农地膜具有良好的防静电性，防止农地膜吸附灰尘，农地膜自身清洁性高，碳纤维有吸收阳光的能力，农地膜内的温度较普通农地膜能提高2-3℃，有利于禾苗的快速生长，可作为传统聚乙烯农地膜的换代产品；
2、本发明碳纤维改性聚乳酸农地膜，聚乳酸和淀粉均为降解材料，300天左右可100％降解成二氧化碳和水，每年为自然减少500万吨塑料农地膜的污染，绿色环保维护生态平衡。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的说明。
实施例中用到的所有原料若无特殊说明，均为市购。
实施例1
所述的碳纤维改性聚乳酸农地膜，由以下重量份数的原料制成：
聚乳酸 85份
淀粉 13.5份
碳纤维 1.5份。
所述的聚乳酸采用以下步骤制得：以玉米淀粉为源头基料→水解葡萄糖→乳化为乳酸→丙交酯→聚合为聚乳酸。
所述的碳纤维改性聚乳酸农地膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)配料：将聚乳酸、淀粉、碳纤维，按比例配料，用500升不锈钢混料器，在40℃，120转/分钟，搅拌30分钟备用；
(2)造粒：75型平行双螺杆挤出机，配双级真空泵，真空度达到-0.9，配5孔模具，孔径5mm，经拉丝→水冷→风干→切粒，得到母粒，挤出拉丝温度为215℃，水冷温度为20℃，切粒温度为25℃；
(3)吹膜：采用60型吹膜机，加工温度215℃，智能风机功率2.2kW，吹膜风量200立方/分钟，旋转吹膜模头，直径800mm，吹膜风量200立方/分钟，吹膜高度50m，吹膜的宽度1000mm，农地膜厚度0.015mm，长度300m一卷，卷芯45mm，制得碳纤维改性聚乳酸农地膜。
实施例2
所述的碳纤维改性聚乳酸农地膜，由以下重量份数的原料制成：
聚乳酸 83份
淀粉 15份
碳纤维 2.0份。
所述的聚乳酸采用以下步骤制得：以玉米淀粉为源头基料→水解葡萄糖→乳化为乳酸→丙交酯→聚合为聚乳酸。
所述的碳纤维改性聚乳酸农地膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)配料：将聚乳酸、淀粉、碳纤维，按比例配料，用500升不锈钢混料器，在40℃，120转/分钟，搅拌30分钟备用；
(2)造粒：75型平行双螺杆挤出机，配双级真空泵，真空度达到-0.9，配5孔模具，孔径5mm，经拉丝→水冷→风干→切粒，得到母粒，挤出拉丝温度为215℃，水冷温度为20℃，切粒温度为25℃；
(3)吹膜：采用60型吹膜机，加工温度215℃，智能风机功率2.2kW，吹膜风量200立方/分钟，旋转吹膜模头，直径800mm，吹膜风量200立方/分钟，吹膜高度50m，吹膜的宽度1000mm，农地膜厚度0.015mm，长度300m一卷，卷芯45mm，制得碳纤维改性聚乳酸农地膜。
对比例
以现有的聚乙烯农地膜为对比例。
性能测试
将实施例1-2和对比例的农地膜产品在相同条件下进行降解性能测试，将农地膜产品均埋于地下，深埋1年后检测样品降解程度，性能测试结果见表1。
表1实施例1-2和对比例制品降解性能
| 项目 | 实施例1 | 实施例2 | 对比例 |
| 降解程度 | 100％降解 | 100％降解 | 完全没降解 |
采用透氧仪8001测定氧气透过系数，利用透湿仪Permatrn-w3/61，测定水蒸气透过系数，将实施例1-2和对比例的农地膜产品在常温干燥条件下进行氧气透过系数检测，在常温与相对湿度60±5％环境下检测水蒸气透过系数，检测结果见表2。
表2实施例1-2和对比例制品性能
从上述表1-2可见，本发明制备的碳纤维改性聚乳酸农地膜，与传统的聚乙烯农地膜相比，不仅能够完全降解，还更好的保温、保湿。
当然，上述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定对本发明的实施例范围。本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的均等变化与改进等，均应归属于本发明的专利涵盖范围内。
Claims (8)
1.一种碳纤维改性聚乳酸农地膜，其特征在于：由以下重量份数的原料制成：
聚乳酸 80-90份
淀粉 10-15份
碳纤维 1-3份。
2.根据权利要求1所述的碳纤维改性聚乳酸农地膜，其特征在于：由以下重量份数的原料制成：
聚乳酸 85份
淀粉 13.5份
碳纤维 1.5份。
3.根据权利要求1所述的碳纤维改性聚乳酸农地膜，其特征在于：所述的聚乳酸采用以下步骤制得：以玉米淀粉为源头基料→水解葡萄糖→乳化为乳酸→丙交酯→聚合为聚乳酸。
4.一种权利要求1-3所述的碳纤维改性聚乳酸农地膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)配料
将聚乳酸、淀粉和碳纤维，按比例混合均匀后，得到混料，备用；
(2)造粒
将制得的混料经双螺杆挤出造粒机，拉丝→水冷→风干→切粒，得到母粒；
(3)吹膜成型
将制得的母粒经吹膜机吹膜成型，即得碳纤维改性聚乳酸农地膜。
5.根据权利要求4所述的碳纤维改性聚乳酸农地膜的制备方法，其特征在于：步骤(1)中混合搅拌转速为100-150转/分钟，搅拌温度为30-50℃，搅拌时间为20-40min。
6.根据权利要求4所述的碳纤维改性聚乳酸农地膜的制备方法，其特征在于：步骤(2)中挤出拉丝温度为210-220℃，水冷温度为10-20℃，切粒温度为20-30℃。
7.根据权利要求4所述的碳纤维改性聚乳酸农地膜的制备方法，其特征在于：步骤(3)中吹膜挤出温度为200-220℃，风机功率为2.2kW，吹膜风量为200立方/分钟。
8.根据权利要求4所述的碳纤维改性聚乳酸农地膜的制备方法，其特征在于：碳纤维改性聚乳酸农地膜厚度0.015mm，宽度1000mm，长度300m。
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