CN114232377A - 一种利用农作物秸秆生产可降解地膜的方法 - Google Patents
一种利用农作物秸秆生产可降解地膜的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114232377A CN114232377A CN202111511180.6A CN202111511180A CN114232377A CN 114232377 A CN114232377 A CN 114232377A CN 202111511180 A CN202111511180 A CN 202111511180A CN 114232377 A CN114232377 A CN 114232377A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pulp
- degradable
- mulching film
- paper
- mixed
- 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.)
- Pending
Links
- 239000010902 straw Substances 0.000 title claims abstract description 99
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 229920001131 Pulp (paper) Polymers 0.000 claims abstract description 61
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 27
- 238000004513 sizing Methods 0.000 claims abstract description 26
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 22
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 22
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 19
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 claims description 13
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 claims description 13
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 claims description 13
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 claims description 13
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 claims description 13
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 claims description 13
- 241000209140 Triticum Species 0.000 claims description 12
- 235000021307 Triticum Nutrition 0.000 claims description 12
- 235000017166 Bambusa arundinacea Nutrition 0.000 claims description 11
- 235000017491 Bambusa tulda Nutrition 0.000 claims description 11
- 235000015334 Phyllostachys viridis Nutrition 0.000 claims description 11
- 239000011425 bamboo Substances 0.000 claims description 11
- 240000000111 Saccharum officinarum Species 0.000 claims description 10
- 235000007201 Saccharum officinarum Nutrition 0.000 claims description 10
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 claims description 9
- 244000025254 Cannabis sativa Species 0.000 claims description 5
- 235000012766 Cannabis sativa ssp. sativa var. sativa Nutrition 0.000 claims description 5
- 235000012765 Cannabis sativa ssp. sativa var. spontanea Nutrition 0.000 claims description 5
- 235000009120 camo Nutrition 0.000 claims description 5
- 235000005607 chanvre indien Nutrition 0.000 claims description 5
- 239000011487 hemp Substances 0.000 claims description 5
- 239000002362 mulch Substances 0.000 claims description 5
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 claims 1
- 244000082204 Phyllostachys viridis Species 0.000 claims 1
- 238000010009 beating Methods 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 45
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 30
- 238000004537 pulping Methods 0.000 description 14
- 241000209094 Oryza Species 0.000 description 12
- 241001330002 Bambuseae Species 0.000 description 10
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 8
- 239000011087 paperboard Substances 0.000 description 8
- 238000007791 dehumidification Methods 0.000 description 7
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 7
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 7
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 7
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 6
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 6
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 6
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 5
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 5
- 241000132092 Aster Species 0.000 description 4
- 241000490229 Eucephalus Species 0.000 description 4
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 4
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 4
- 238000003703 image analysis method Methods 0.000 description 4
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 4
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 4
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 4
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 3
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 3
- RSWGJHLUYNHPMX-UHFFFAOYSA-N Abietic-Saeure Natural products C12CCC(C(C)C)=CC2=CCC2C1(C)CCCC2(C)C(O)=O RSWGJHLUYNHPMX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 2
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 2
- KHPCPRHQVVSZAH-HUOMCSJISA-N Rosin Natural products O(C/C=C/c1ccccc1)[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O1 KHPCPRHQVVSZAH-HUOMCSJISA-N 0.000 description 2
- 238000012271 agricultural production Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 238000000748 compression moulding Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 239000004200 microcrystalline wax Substances 0.000 description 2
- 235000019808 microcrystalline wax Nutrition 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 2
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- KHPCPRHQVVSZAH-UHFFFAOYSA-N trans-cinnamyl beta-D-glucopyranoside Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OCC=CC1=CC=CC=C1 KHPCPRHQVVSZAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001993 wax Substances 0.000 description 2
- 241001391944 Commicarpus scandens Species 0.000 description 1
- 108020005210 Integrons Proteins 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000001680 brushing effect Effects 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 1
- 239000010893 paper waste Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 239000010907 stover Substances 0.000 description 1
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H11/00—Pulp or paper, comprising cellulose or lignocellulose fibres of natural origin only
- D21H11/12—Pulp from non-woody plants or crops, e.g. cotton, flax, straw, bagasse
-
- 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
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H11/00—Pulp or paper, comprising cellulose or lignocellulose fibres of natural origin only
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H11/00—Pulp or paper, comprising cellulose or lignocellulose fibres of natural origin only
- D21H11/14—Secondary fibres
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H21/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
- D21H21/14—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties characterised by function or properties in or on the paper
- D21H21/16—Sizing or water-repelling agents
-
- 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
Abstract
本发明属于可降解材料技术领域，提供了一种利用农作物秸秆生产可降解地膜的方法，包括以下步骤：1)磨浆：对农作物秸秆进行磨浆，磨浆浓度为10％‑30％，获得秸秆浆；2)调浆：将秸秆浆与其他纸浆以1:9至9:1的比例混匀得混合纸浆，以混合纸浆干重:水为1:50‑500的重量比向所述混合纸浆中添加水，并基于所述混合纸浆干重，添加1％‑10％的浆内施胶剂，对所述混合纸浆进行解离；3)湿纸成型：将步骤2)的纸浆抄制成型得到湿纸；4)强化：在两页湿纸间添加可降解线，得到湿地膜；5)成膜：使所述湿地膜成型，然后施加表面施胶剂并干燥，从而得到所述可降解地膜。本发明实现了秸秆的资源化利用，本发明的地膜可完全天然降解。
Description
技术领域
本发明涉及可降解材料技术领域，特别是，涉及一种可降解地膜及其生产方法。
技术背景
地膜即地面覆盖薄膜，在农业中具有保持土壤水分、提高土壤温度和维持土壤结构等作用，在全国31个省市自治区广泛普及和应用，大量用于粮、棉、油、菜等40多种农作物种植期间，有利于作物生长发育，提高作物产量及农业效益。
目前，大面积推广使用的地膜为塑料地膜，以聚乙烯、聚丙烯等化学物质制成，这种薄膜耐用性差、强度不高、薄膜容易破碎、不容易收集，这些大量且难降解的薄膜散落在土地里，不仅会破坏土壤结构，影响作物生长而导致减产，还会造成严重的环境污染。随着塑料地膜的广泛应用，缺点越来越突出，已经成为干旱、半干旱地区农业发展的瓶颈。农业生产中急需一种既具有塑料地膜保温、减少土壤水分蒸发的功效，又不产生生态污染的可降解地膜替代品。
我国为农业大国，农作物秸秆年产量约10亿吨，工业纤维残渣也有上亿吨。农作物秸秆资源的有效利用不但可以避免因焚烧或弃置产生的环境污染，还可以实现秸秆本身价值达到经济与环保双赢的目标。
近年来，农作物秸秆在造纸行业的应用成为热点。在这种前提下，如果能使用秸秆生产可降解地膜，则可以在实现农作物秸秆资源化利用的同时，还可以减少塑料地膜产生的环境污染。
发明内容
有鉴于此，本发明的一个目的是，针对现有技术的技术缺陷，提供一种利用农作物秸秆生产可降解地膜的方法，避免因农作物秸秆焚烧或弃置产生的环境污染。
本发明的另一个目的是，提供一种绿色环保的可降解地膜，以解决现有塑料地膜难降解，从而破坏土壤结构，影响作物生长，造成严重环境污染的问题。
本发明的目的及其技术问题的解决是通过以下技术方案实现的。
在第一方面，本发明提供了一种利用农作物秸秆生产可降解地膜的方法，该方法包括以下步骤：
1)磨浆：对农作物秸秆进行磨浆，磨浆浓度为10％-30％，获得秸秆浆；
2)调浆：将秸秆浆与其他纸浆以1:9至9:1的比例混匀得混合纸浆，以混合纸浆干重:水为1:50-500的重量比向混合纸浆中添加水，并基于混合纸浆干重，添加1％-10％的浆内施胶剂，对混合纸浆进行解离；
3)湿纸成型：将步骤2)的解离纸浆抄制成型得到湿纸；
4)强化：在两页湿纸间添加可降解线，得到湿地膜；
5)成膜：使湿地膜成型，然后施加表面施胶剂并干燥，从而得到可降解地膜。
在第二方面，本发明提供了利用第一方面的方法制造的可降解地膜。
与现有技术相比，本发明具有有益的技术效果。根据上述内容可知，本发明提供的利用农作物秸秆生产可降解地膜的方法以农作物秸秆浆及其他纸浆为原料，不仅拓展了地膜的原料来源，而且在一定程度上缓解了木浆供应紧张的局面，并且生产的地膜可完全天然降解。具体而言，本发明的有益效果集中体现在以下方面：
(1)本发明的原料为农作物秸秆和其他纸浆，拓宽了秸秆资源化利用的途径。
(2)在可降解地膜中间添加可降解线，可增强可降解地膜的强度，减小了对原料纤维强度的要求。
(3)本发明的方法及其产品符合国家绿色生态经济发展的理念，有利于生态环保与市场经济的协调发展。
附图说明
图1为实施例1得到的可降解地膜的示意图；
图2为实施例1对照1得到的可降解地膜的示意图；
图3为实施例2得到的可降解地膜的示意图；
图4为实施例2对照1得到的可降解地膜的示意图；
图5为实施例3得到的可降解地膜的示意图；
图6为实施例4得到的可降解地膜的示意图；
图7为实施例4对照1得到的可降解地膜的示意图；
图8为实施例4对照2得到的可降解地膜的示意图。
具体实施方式
以下对各种实施方案的详细描述并非旨在限制本发明的范围，而是为了充分阐述本发明。应当理解，为了简化本发明，有时将各种特征组合在单个实施例或其描述中。许多这些特征可以单独使用和/或彼此组合使用。此外，在不脱离本发明的范围的情况下，本领域技术人员可以改变本文公开的方法的步骤或动作的顺序。换句话说，除非为了实施方案的正确操作需要特定的步骤或动作顺序，否则可以修改特定步骤或动作的顺序或使用。此外，本文所述方法的子程序或仅其一部分在本发明的范围内可以是单独方法。换句话说，一些方法可以仅包括在更详细的方法中描述的步骤的一部分。
如背景技术部分所述，地膜为塑料地膜，以聚乙烯、聚丙烯等化学物质制成，这种薄膜耐用性差、强度不高，且还会造成严重环境污染。另一方面，我国农作物秸秆和工业纤维残渣资源丰富，如果能使用秸秆生产可降解地膜，则在可以实现秸秆资源化利用的同时，还可以减少地膜产生的环境污染。本发明人意外地发现，农作物秸秆浆与其他纸浆的组合可以用来生产可降解地膜，且所得的地膜能够满足农业生产的需要。
因此，本发明的第一方面涉及一种利用农作物秸秆生产可降解地膜的方法，该方法包括以下步骤：
1)磨浆：对农作物秸秆进行磨浆，磨浆浓度为10％-30％，获得秸秆浆；
2)调浆：将秸秆浆与其他纸浆以1:9至9:1的比例混匀得混合纸浆，以混合纸浆干重:水为1:50-500的重量比向混合纸浆中添加水，并基于混合纸浆干重，添加1％-10％的浆内施胶剂，对混合纸浆进行解离；
3)湿纸成型：将步骤2)的解离纸浆抄制成型得到湿纸；
4)强化：在在两页湿纸间添加可降解线，得到湿地膜；
5)成膜：使湿地膜成型，然后施加表面施胶剂并干燥，从而得到可降解地膜。
1)磨浆
磨浆通常通过磨浆机进行。在本发明方法的步骤1)中，磨浆机磨浆时的转速可以为1000-5000r/min，例如1100-4900r/min、1200-4800r/min、1300-4700r/min、1400-4600r/min、1500-4500r/min、1600-4400r/min、1700-4300r/min、1800-4200r/min、1900-4100r/min、2000-4000r/min、2100-3900r/min、2200-3800r/min、2300-3700r/min、2400-3600r/min、2500-3500r/min、2600-3400r/min、2700-3300r/min、2800-3200r/min或2900-3100r/min。在本发明方法的步骤1)中，磨浆持续时间可以为2-7min，例如2min、2.5min、3min、3.5min、4min、4.5min、5min、5.5min、6min、6.5min或7min。
在本发明方法的步骤1)中，磨浆机磨浆池内的刀片与磨浆池的间距可以为0.08-0.24mm，例如0.09mm、0.10mm、0.11mm、0.12mm、0.13mm、0.14mm、0.15mm、0.16mm、0.17mm、0.18mm、0.19mm、0.20mm、0.21mm、0.22mm、0.23mm或0.24mm。
在本发明方法的实施方案中，磨浆浓度可以为10％-30％，在本发明的具体实施方案中，磨浆浓度可以为10％-25％、11％-24％、12％-23％、13％-22％、14％-21％、15％-20％、16％-19％、17％-28％，以及上述范围内的任何数值，例如10.5％、11.5％、、12.5％、、13.5％、14.5％、15.5％、16.5％、17.5％、18.5％、19.5％、20.5％、21.5％、22.5％、23.5％、24.5％等。此上述浓度下的磨浆为高浓磨浆，能有效减少在造纸过程中产生的废水，使纤维形态呈现内外细纤维化显著，纤维变软，纤维扭结卷曲明显的状态。
在本发明的实施方案中，农作物秸秆可以为但不限于玉米秸秆、水稻秸秆、小麦秸秆等作物秸秆，或其混合物。在本发明的具体实施方案中，农作物秸秆为玉米秸秆。在本发明的具体实施方案中，农作物秸秆为水稻秸秆。在本发明的具体实施方案中，农作物秸秆为小麦秸秆。在本发明的具体实施方案中，农作物秸秆为玉米秸秆和水稻秸秆。在本发明的具体实施方案中，农作物秸秆为玉米秸秆和小麦秸秆。在本发明的具体实施方案中，农作物秸秆为水稻秸秆和小麦秸秆。在本发明的具体实施方案中，农作物秸秆为玉米秸秆、水稻秸秆和小麦秸秆。在混合秸秆的情况下，各秸秆之间可以以任意比例组合，并无特别限制。
2)调浆
农作物秸秆制浆用于生产地膜，有利于农作物秸秆资源的高值化利用，但由于农作物秸秆中木质素含量高，一定厚度下，其强度可能达不到生产地膜得相求，所以需要与其他纸浆混合以形成混合纸浆，这样可以提高纸浆内的纤维长度及纤维含量。
在本发明的实施方案中，其他纸浆可以为回收纸浆、甘蔗浆、竹浆或木浆或其组合。回收纸浆是使用过的老旧废纸、纸壳等回收后制成的浆。在本发明的实施方案中，其他纸浆为回收纸浆。在本发明的实施方案中，其他纸浆为甘蔗浆。在本发明的实施方案中，其他纸浆为竹浆。在本发明的实施方案中，其他纸浆为木浆。在本发明的实施方案中，其他纸浆可以为回收纸浆、甘蔗浆、竹浆或木浆中至少两种的组合，例如回收纸浆和甘蔗浆、回收纸浆和竹浆、回收纸浆和木浆、甘蔗浆和竹浆、甘蔗浆和木浆、收纸浆、甘蔗浆、竹浆或回收纸浆、甘蔗浆、竹浆和木浆等。
在本发明的实施方案中，秸秆浆与其他纸浆可以以1:9至9:1的重量比混合。在本发明的具体实施方案中，秸秆浆与其他纸浆的比例可以为1:9、1:8、1:7、1:6、1:5、1:4、1:3、1:2、1:1、2:1、3:1、4:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1等，或者任意两个比例之间的比例，例如1:8.5、1:7.5、1:6.5、1:5.5、8.5:1、7.5:1、6.5:1等。
在本发明方法的步骤2)中，不同纸浆原料以不同比例混匀形成的混合物纸浆需要加水并添加1-10％的浆内施胶剂，以进行解离。解离有助于混合物纸浆的纤维充分分散，从而使所得可降解地膜的强度分布均匀。添加浆内施胶剂会有效增强可降解地膜的防水特性。
在本发明的实施方案中，混合纸浆干重与水的重量比可以为1:50-500。在本发明的具体实施方案中，混合纸浆干重与水的重量比可以为1:60、1:70、1:80、1:90、1:100、1:110、1:120、1:150、1:200、1:250、1:300、1:350、1:400、1:410、1:420、1:430、1:440、1:450、1:460、1:470、1:480或1:490。
浆内施胶剂作为一种造纸添加剂，在本领域中是众所周知的。在本发明的具体实施方案中，浆内施胶剂可以为松香施胶剂、合成施胶剂、石蜡施胶剂等。浆内施胶剂的用量可以为混合纸浆干重的1-10％。在本发明的具体实施方案中，浆内施胶剂的用量可以为混合纸浆干重的1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％、6％、6.5％、7％、7.5％、8％、8.5％、9％、9.5％或10％。
在本发明的实施方案中，混合纸浆的解离可以通过离心来进行，离心速度可以为2000-4000r/min，例如2100r/min、2200r/min、2300r/min、2400r/min、2500r/min、2600r/min、2700r/min、2800r/min、2900r/min、3000r/min、3100r/min、3200r/min、3300r/min、3400r/min、3500r/min、3600r/min、3700r/min、3800r/min或3900r/min，优选3000r/min。解离可以进行1-4min，例如1min、2min、3min、4min，以及中间的数值，例如1.5min、2.5min、3.5min，优选2min。
3)湿纸成型
在本步骤中，将接受调浆后的纸浆在例如压片机上抄制成型，经过吹气搅拌、快速脱水、真空抽湿，获得湿纸。
吹气搅拌、快速脱水以及真空抽湿是本领域技术人员众所周知的。
在本发明的实施方案中，吹气搅拌可以持续30s-90s。在本发明的具体实施方案中，吹气搅拌可以持续35s、40s、45s、50s、55s、60s、65s、70s、75s、80s、85s，也可以是中间的数值，例如37s、46s等。
在本发明的实施方案中，真空抽湿可以持续15s-35s。在本发明的具体实施方案中，真空抽湿可以持续16s、17s、18s、19s、20s、21s、22s、23s、24s、25s、26s、27s、28s、29s、30s、31s、32s、33s、34s或35s。
4)强化
为了增强可降解地膜的韧性和强度，需要对湿纸进行强化。在本发明的实施方案中，通过在两种湿纸之间添加可降解线来进行。在本发明的具体实施方案中，首先在一张湿纸上放置可降解线，然后将另一张湿纸覆盖在可降解线上面，可降解线位于两张湿纸之间，从而实现强化。
在本发明的实施方案中，可降解线可以为棉线、麻线或其组合。在本发明的实施方案中，可降解线的直径不超过1.0mm。在本发明的实施方案中，可降解线的直径可以为0.1mm-1.0mm，例如0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1.0mm，也可以是中间的数值，例如0.11mm、0.12mm、0.13mm等。
在本发明的实施方案中，可降解线在湿纸上可以纵横交错排列，横向和纵向的间距都不超过1.5cm，例如可以为1.5cm、1.4cm、1.3cm、1.2cm、1.1cm、1.0cm、0.9cm、0.8cm、0.7cm、0.6cm、0.5cm、0.4cm、0.3cm、0.2cm、0.1cm。
添加可降解线可以在保证绿色无污染、可降解的前提下，效提升可降解地膜的强度，并提高可降解地膜的耐久度。
5)成膜
在本发明方法的步骤5)中，使湿地膜成型，然后施加表面施胶剂并干燥，从而得到可降解地膜。
在本发明方法的实施方案中，湿地膜成型可以在例如压片机上来完成。在本发明的实施方案中，成型可以在压片机上在90-105℃进行5-10min，例如90℃，10min；100℃，8min；105℃，5min。也可以是其中的任意数值，例如93℃，9min等。在降低温度的同时需适当延长时间。
在本发明的具体实施方案中，表面施胶剂的施加可以通过喷涂来进行，或者通过本领域技术人员公知的其他方式，例如刷涂、喷洒等。表面施胶剂在本领域中是众所周知的。在本发明的具体实施方案中，表面施胶剂可以为淀粉及其改性物、聚丙烯酰胺(PAM)、聚乙烯醇(PVA)、羧甲基纤维素(CMC)、烷基烯酮二聚体(AKD)、微晶蜡高分子蜡复合乳液等。表面施胶剂的用量可以为混合纸浆干重的1-10％。在本发明的具体实施方案中，表面施胶剂的用量可以为混合纸浆干重的1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％、6％、6.5％、7％、7.5％、8％、8.5％、9％、9.5％或10％。通过施加表面施胶剂可以改善可降解地膜的防水性。
在另一方面，本发明提供了由上述方法生成的可降解地膜。本发明的可降解地膜在自然界中可以完全降解，其干度为8％-9％，定量为80-150g/m2，当依据GB/T453测定时，其抗张强度为31.8-37.4N，当依据GB/T 2679.8测定时，其环压指数为5.2-7.4N·m/g。
下面将结合实施例对本发明的优选实施方式进行详细说明。需要理解的是以下实施例的给出仅是为了起到说明的目的，并不是用来限制本发明的保护范围。本领域的技术人员在不背离本发明的宗旨和精神的情况下，可以对本发明进行各种修改和替换，所有这些修改和替换都落入了本发明权利要求书请求保护的范围内。
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可通过商业途径获得。
实施例1
将水稻秸秆使用磨浆机(东菀市英特耐森精密仪器有限公司，IMT-MJ01 FPI磨浆机)进行磨浆，通过添加水或滤水等形式将磨浆浓度调整为20％。研磨间隙(磨浆机磨浆池内的刀片与磨浆池的间距)为0.08mm，转速为1000r/min，时间为7min，获得水稻秸秆浆。依据GB/T28218-2011纸浆纤维长度的测定图像分析法测定水稻秸秆浆的纤维长度，纤维长度为400-1500μm。
将水稻秸秆浆与回收纸浆按照干重比例9:1混合，得到混合纸浆，将混合纸浆与水以1:500的比例(混合纸浆干重与水之重量比)混合，按照混合纸浆干重的10％添加石蜡施胶剂，经纤维解离器(东菀市英特耐森精密仪器有限公司IMT-SJ01标准纤维解离器)以3000r/min的速度解离2min，获得均匀的混合纸浆。将均匀的混合纸浆在压片机(东菀市英特耐森精密仪器有限公司IMT-CP0113纸页成型器)上抄制成型，经过吹气搅拌60s，快速脱水、真空抽湿25s，获得湿纸。
将两张湿纸中间添加纵横交错的棉线，横纵间隔皆为1cm，棉线直径为0.5mm。在压片机(东菀市英特耐森精密仪器有限公司IMT-CP0113纸页成型器)中高温105℃，5min压缩成型，并以混合纸浆干重1％的添加量，以喷涂的方式施加微晶蜡高分子蜡复合乳液，晾干后即可得到可降解地膜。
对照1：不添加棉线，其它步骤均与实施例1相同。
依据GB/T453纸和纸板抗张强度的测定(恒速加荷法)测定可降解地膜的抗张强度，依据GB/T 2679.8纸和纸板环压强度的测定测定可降解地膜的环压强度(环压指数＝环压强度/定量)。各指标如下表1所示。
表1：水稻秸秆浆与回收纸浆制成可降解地膜的性能测定
由表1可知，是否添加棉线对可降解地膜的强度影响较大，在不添加棉线的情况下，可降解地膜的强度明显降低。
实施例2
将小麦秸秆使用磨浆机(东菀市英特耐森精密仪器有限公司，IMT-MJ01 FPI磨浆机)进行磨浆，通过添加水或滤水等形式将磨浆浓度调整为10％，研磨间隙(磨浆机磨浆池内的刀片与磨浆池的间距为)为0.08mm，转速为5000r/min，时间为2min，获得小麦玉米秸秆浆。依据GB/T 28218-2011纸浆纤维长度的测定图像分析法测定小麦秸秆浆的纤维长度，纤维长度为300-1100μm。
将小麦秸秆浆与木浆按照干重比例1:1混合，得到混合纸浆，将混合纸浆与水以1:50的比例(混合纸浆干重与水之重量比)混合，按照混合纸浆干重的1％添加松香施胶剂，经纤维解离器(东菀市英特耐森精密仪器有限公司IMT-SJ01标准纤维解离器)以4000r/min的速度解离1min，获得均匀的混合纸浆。将均匀的混合纸浆在压片机(东菀市英特耐森精密仪器有限公司IMT-CP0113纸页成型器)上抄制成型，经过吹气搅拌90s，快速脱水、真空抽湿35s，获得湿纸。
将两张湿纸中间添加纵横交错的麻线，纵向间距为0.1cm，横向间距为1.5cm，麻线直径为0.1mm。在压片机(东菀市英特耐森精密仪器有限公司IMT-CP0113纸页成型器)中高温90℃，10min压缩成型，并以混合纸浆干重10％的添加量，以刷涂的方式施加羧甲基纤维素(CMC)，晾干后即可得到可降解地膜。
对照1：对于湿纸间添加麻线的间距，纵向间距1.6cm，横向间距3cm。其它步骤均与实施例2相同。
依据GB/T453纸和纸板抗张强度的测定(恒速加荷法)测定可降解地膜的抗张强度，依据GB/T 2679.8纸和纸板环压强度的测定测定可降解地膜的环压强度(环压指数＝环压强度/定量)。各指标如下表2所示。
表2：小麦秸秆浆与木浆制成可降解地膜的性能测定
由表2可知，在其他情况相同的情况下，当添加可降解线的间距过大时，可降解地膜的强度明显降低。
实施例3
将玉米秸秆使用磨浆机(东菀市英特耐森精密仪器有限公司，IMT-MJ01 FPI磨浆机)进行磨浆，通过添加水或滤水等形式将磨浆浓度调整为30％，研磨间隙(磨浆机磨浆池内的刀片与磨浆池的间距为)为0.24mm，转速为3000r/min，时间为4min，获得玉米秸秆浆。依据GB/T 28218-2011纸浆纤维长度的测定图像分析法测定玉米秸秆浆的纤维长度，纤维长度为300-1700μm。
将玉米秸秆浆与竹浆按照干重比例1:9混合，得到混合纸浆，将混合纸浆与水以1:250的比例(混合纸浆干重与水之重量比)混合，按照混合纸浆干重的5％添加石蜡施胶剂，经纤维解离器(东菀市英特耐森精密仪器有限公司IMT-SJ01标准纤维解离器)以2000r/min的速度解离4min，获得均匀的混合纸浆。将均匀的混合纸浆在压片机(东菀市英特耐森精密仪器有限公司IMT-CP0113纸页成型器)上抄制成型，经过吹气搅拌30s，快速脱水、真空抽湿15s，获得湿纸。
将两张湿纸中间添加纵横交错的麻线，纵向间距为1cm，横向间距为0.5cm，棉线直径为1mm。在压片机(东菀市英特耐森精密仪器有限公司IMT-CP0113纸页成型器)中高温100℃，8min压缩成型，并以混合纸浆干重5％的添加量，以刷涂的方式施加聚丙烯酰胺(PAM)，晾干后即可得可降解地膜。
依据GB/T453纸和纸板抗张强度的测定(恒速加荷法)测定可降解地膜的抗张强度，依据GB/T 2679.8纸和纸板环压强度的测定测定可降解地膜的环压强度(环压指数＝环压强度/定量)。各指标如下表3所示。
表3：玉米秸秆浆与竹浆制成可降解地膜的性能测定
实施例4
将小麦秸秆与水稻秸秆以干重1：1的比例构成混合秸秆，使用磨浆机(东菀市英特耐森精密仪器有限公司，IMT-MJ01 FPI磨浆机)对得到的混合秸秆进行磨浆，通过添加水或滤水等形式将磨浆浓度调整为18％，研磨间隙(磨浆机磨浆池内的刀片与磨浆池的间距为)为0.16mm，转速为2800r/min，时间为3.5min，获得混合秸秆浆。依据GB/T 28218-2011纸浆纤维长度的测定图像分析法测定混合秸秆浆的纤维长度，纤维长度为280-1700μm。
将混合秸秆浆与其他混合浆(竹浆：木浆以干重1：1混合)按照干重比例1：1混合，得到混合纸浆。将混合纸浆与水以1:200的比例(混合纸浆干重与水之重量比)混合，按照混合纸浆干重的7％添加石蜡施胶剂，经纤维解离器(东菀市英特耐森精密仪器有限公司IMT-SJ01标准纤维解离器)以3200r/min的速度解离2.5min，获得均匀的混合纸浆。将均匀的混合纸浆在压片机(东菀市英特耐森精密仪器有限公司IMT-CP0113纸页成型器)上抄制成型，经过吹气搅拌45s，快速脱水、真空抽湿23s，获得湿纸。
将两张湿纸中间添加纵横交错的麻线，横向和纵向间距皆为0.8cm，棉线直径为0.6mm。在压片机(东菀市英特耐森精密仪器有限公司IMT-CP0113纸页成型器)中高温92℃，9.5min压缩成型，并以混合纸浆干重5％的添加量，以刷涂的方式施加烷基烯酮二聚体(AKD)，晾干后即可得可降解地膜。
对照1：混合秸秆浆原料为玉米秸秆与水稻秸秆1：1混合，其它步骤均与实施例4相同。
对照2：其他混合浆为甘蔗浆与回收纸浆干重1:1混合，其它步骤均与实施例4相同。
依据GB/T453纸和纸板抗张强度的测定(恒速加荷法)测定可降解地膜的抗张强度，依据GB/T 2679.8纸和纸板环压强度的测定测定可降解地膜的环压强度(环压指数＝环压强度/定量)。各指标如下表4所示。
表4：混合秸秆浆与其他混合浆制成可降解地膜的性能测定
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (9)
1.一种利用农作物秸秆生产可降解地膜的方法，其特征在于包括以下步骤：
1)磨浆：对农作物秸秆进行磨浆，磨浆浓度为10％-30％，获得秸秆浆；
2)调浆：将秸秆浆与其他纸浆以1:9至9:1的比例混匀得混合纸浆，以混合纸浆干重:水为1:50-500的重量比向所述混合纸浆中添加水，并基于所述混合纸浆干重，添加1％-10％的浆内施胶剂，对所述混合纸浆进行解离；
3)湿纸成型：将步骤2)的解离纸浆抄制成型得到湿纸；
4)强化：在两页湿纸间添加可降解线，得到湿地膜；
5)成膜：使所述湿地膜成型，然后施加表面施胶剂并干燥，从而得到所述可降解地膜。
2.根据权利要求1所述的利用农作物秸秆生产可降解地膜的方法，其特征在于所述农作物秸秆为水稻秸秆、玉米秸秆、小麦秸秆或其组合。
3.根据权利要求1所述的利用农作物秸秆生产可降解地膜的方法，其特征在于所述其他纸浆为回收纸浆、甘蔗浆、竹浆、木浆或其组合。
4.根据权利要求1所述的利用农作物秸秆生产可降解地膜的方法，其特征在于所述混合纸浆的打浆度维持在30-60°SR。
5.根据权利要求1所述的利用农作物秸秆生产可降解地膜的方法，其特征在于所述可降解线的直径不超过1.0mm。
6.根据权利要求1所述的利用农作物秸秆生产可降解地膜的方法，其特征在于所述可降解线为棉线、麻线或其组合。
7.根据权利要求1所述的利用农作物秸秆生产可降解地膜的方法，其特征在于所述可降解线纵横交错，横向和纵向的间距都不超过1.5cm。
8.根据权利要求1所述的利用农作物秸秆生产可降解地膜的方法，其特征在于所述成型可以在90-105℃下进行5-10min。
9.由权利要求1-8中任一项所述方法生成的可降解地膜，当依据GB/T 453测定时，所述可降解地膜的抗张强度为31.8-37.4N，定量为80-150g/m2，当依据GB/T 2679.8测定时，所述可降解地膜的环压指数为5.2-7.4N·m/g。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111511180.6A CN114232377A (zh) | 2021-12-03 | 2021-12-03 | 一种利用农作物秸秆生产可降解地膜的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111511180.6A CN114232377A (zh) | 2021-12-03 | 2021-12-03 | 一种利用农作物秸秆生产可降解地膜的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114232377A true CN114232377A (zh) | 2022-03-25 |
Family
ID=80754986
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111511180.6A Pending CN114232377A (zh) | 2021-12-03 | 2021-12-03 | 一种利用农作物秸秆生产可降解地膜的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114232377A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117758534A (zh) * | 2023-12-25 | 2024-03-26 | 清远市腾皓生态农业有限公司 | 一种竹纤维生态环保地膜的制备方法 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101245573A (zh) * | 2008-03-28 | 2008-08-20 | 周浪 | 一种带有加强层的纸 |
| CN107687109A (zh) * | 2017-08-21 | 2018-02-13 | 广东省农业科学院植物保护研究所 | 一种环保可降解农用纸地膜及其制造方法 |
| CN108824073A (zh) * | 2018-06-21 | 2018-11-16 | 湖南双晟科技信息咨询有限公司 | 一种可降解纸地膜的制备方法 |
| CN109868684A (zh) * | 2017-12-04 | 2019-06-11 | 山东泉林纸业有限责任公司 | 一种玉米秸秆制备地膜纸的方法 |
| CN109868678A (zh) * | 2017-12-04 | 2019-06-11 | 山东泉林纸业有限责任公司 | 一种植物纤维地膜纸及其制备方法 |
| CN210283528U (zh) * | 2019-03-05 | 2020-04-10 | 欧牧尼贸易(嘉兴)有限责任公司 | 一种环保纸 |
| CN111501399A (zh) * | 2020-05-12 | 2020-08-07 | 昆明理工大学 | 基于玉米秸秆的纸复合保水性改性纤维素晶胶地膜的制备方法 |
| CN111730943A (zh) * | 2020-06-29 | 2020-10-02 | 新疆弘瑞达纤维有限公司 | 一种可降解生物塑料复合纸及其制备工艺 |
-
2021
- 2021-12-03 CN CN202111511180.6A patent/CN114232377A/zh active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101245573A (zh) * | 2008-03-28 | 2008-08-20 | 周浪 | 一种带有加强层的纸 |
| CN107687109A (zh) * | 2017-08-21 | 2018-02-13 | 广东省农业科学院植物保护研究所 | 一种环保可降解农用纸地膜及其制造方法 |
| CN109868684A (zh) * | 2017-12-04 | 2019-06-11 | 山东泉林纸业有限责任公司 | 一种玉米秸秆制备地膜纸的方法 |
| CN109868678A (zh) * | 2017-12-04 | 2019-06-11 | 山东泉林纸业有限责任公司 | 一种植物纤维地膜纸及其制备方法 |
| CN108824073A (zh) * | 2018-06-21 | 2018-11-16 | 湖南双晟科技信息咨询有限公司 | 一种可降解纸地膜的制备方法 |
| CN210283528U (zh) * | 2019-03-05 | 2020-04-10 | 欧牧尼贸易(嘉兴)有限责任公司 | 一种环保纸 |
| CN111501399A (zh) * | 2020-05-12 | 2020-08-07 | 昆明理工大学 | 基于玉米秸秆的纸复合保水性改性纤维素晶胶地膜的制备方法 |
| CN111730943A (zh) * | 2020-06-29 | 2020-10-02 | 新疆弘瑞达纤维有限公司 | 一种可降解生物塑料复合纸及其制备工艺 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117758534A (zh) * | 2023-12-25 | 2024-03-26 | 清远市腾皓生态农业有限公司 | 一种竹纤维生态环保地膜的制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FI72365C (fi) | Foerfarande och anordning foer framstaellning av hoegbulkigt papper. | |
| CN103103866B (zh) | 利用造纸污泥厌氧消化后的二次纤维配抄瓦楞原纸的方法 | |
| CN111501399A (zh) | 基于玉米秸秆的纸复合保水性改性纤维素晶胶地膜的制备方法 | |
| CN1454272A (zh) | 由玉米秆制备纸浆的方法 | |
| CN107687109A (zh) | 一种环保可降解农用纸地膜及其制造方法 | |
| CN107740305B (zh) | 一种秸秆制备高强度瓦楞原纸的方法 | |
| CN102475353A (zh) | 一种烟梗纤维物质及其制备方法和用途 | |
| CN114232377A (zh) | 一种利用农作物秸秆生产可降解地膜的方法 | |
| CN100424260C (zh) | 机械冷法制造纸浆的方法 | |
| CN112442922A (zh) | 一种利用竹浆生产可降解地膜纸的方法 | |
| CN111172802B (zh) | 一种轻量化绿色热封型茶叶滤纸及其制备方法 | |
| US3795575A (en) | Cellulosic sheet material and process for its preparation | |
| CN112411257A (zh) | 一种利用桉木废片材浆生产可降解地膜纸的方法 | |
| CN110924228B (zh) | 一种轻量化绿色非热封型茶叶滤纸及其制备方法 | |
| CN115787331A (zh) | 一种全稻草生物化学机械浆的制备方法 | |
| CN102283056A (zh) | 一种新型的造纸法多功能有机环保薄片地膜的制作方法 | |
| DE3223149C1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Papier oder dergleichen Werkstoffe | |
| CN108914660A (zh) | 一种钞票纸用干切棉纤维浆粕及其生产工艺 | |
| CN104005249B (zh) | 一种造纸用混合助剂的制备方法 | |
| CN106436404A (zh) | 一年生非木本生物质类纤维浆环保制浆系统及制浆方法 | |
| Dutt et al. | Studies on effect of growth factor on morphological, chemical and pulp and paper making characteristics and its impact on fluff generation | |
| Sannapapamma et al. | Development and quality assessment of handmade papers using underutilized agro based natural fibres | |
| Kema et al. | Potential utilization of empty fruit bunch (EFB) for paper making | |
| CN116770626B (zh) | 一种低保水值的草类纤维原生浆及其制备方法 | |
| CN1782221A (zh) | 以杂交狼尾草为原料的制浆造纸方法及产品 |
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 | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220325 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |