CN115197580A - 一种复合液体地膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复合液体地膜及其制备方法，复合液体地膜为溶有壳聚糖的酸性废液和溶有可得然胶的碱性废液共混，并加入明胶和交联剂，再加入丙三醇，充分反应，制备得到壳聚糖/可得然胶/明胶三元复合液体地膜材料，具体包括以下重量份的原料：酸性废液20～50份、碱性废液20～50份、壳聚糖1～4份，可得然胶1～4份，明胶2～8份、丙三醇1～3份、交联剂1～2份、水0～54份。本发明生产的复合液体地膜在农业生产中应用，具有可降解的特点，减少土地污染，同时具有生理活性，提高作物产量，制作简便，使用方便。
Description
技术领域
本发明涉及农业生产技术领域，特别是涉及一种复合液体地膜及其方法。
背景技术
地膜覆盖是一种以减少农药使用，抑制杂草生长，减少土壤水分流失，稳定土壤温度，促进农作物快速生长为目的的农业栽培技术。目前，聚乙烯塑料地膜使用最广泛，该类地膜具有不透水特性，水蒸汽在塑料地膜内表面凝结后滴落于表层土壤，避免土壤基质结痂，维持土壤结构。然而，聚乙烯相对分子质量大、结晶度高，在自然条件下极难完全降解。使用后大量地膜碎片长期残留于农田土壤中形成“白色污染”，破坏土壤结构，阻碍土壤水分和养分运移，加速土壤中碳、氮流失，增加霉菌毒素形成的风险，给土壤环境造成了极大的危害，从而影响农作物生长发育，降低农产品产量与品质。同时，塑料地膜使用时需要人工铺设，使用后需要人工收集回收，人力成本较高，使用残废后被随意弃置或焚烧将会对生态系统造成破坏。
如何破解塑料地膜污染难题，成为全球研究的焦点。其中，液态地膜是近年来农业生产中研发应用的一种以生物质基为原料合成的新型可降解土壤覆盖产品。该产品可通过机器喷洒于土壤表面，在土壤表面形成高分子网状膜，限制土壤水分的蒸发且不影响水分渗入，起到保温增墒作用。同时，其对土壤有较强的黏结力，可胶结分散土壤颗粒，起到改良土壤结构、固定表土及保护耕层的作用。生物液体地膜在消除白色污染改善农业生产环境的同时，又有集农药、肥料和农膜于一身的特点。
目前公开的部分专利中液体地膜成膜成分单一，导致成膜性差和膜功能存在缺陷，如申请号202011573994.8公开了题目为一种半焦液体地膜及其制备方法，申请号201810564807.6公开了题目为一种液体地膜及其制备工艺，这些液体地膜的成膜剂仅为聚乙烯醇或聚乙烯吡咯烷酮；一部分液体地膜制备方法复杂、费时，如申请号为201710159176.5公开了题目为秸秆复合液体地膜的生产方法和申请号201910712320.2公开了题为一种降解型蛋白基液体地膜的制备方法，这些液体地膜的原料需要复杂繁琐的预处理过程；一部分液体地膜成膜成分中含有强碱或强酸，如申请号为201110440063.5公开了题目为“一种液体地膜及其制备方法，这一液体地膜含有强碱成分，容易引起土壤酸碱失衡。
甲壳素生产主要采用酸碱法由虾壳、蟹壳中提取，在甲壳素提取过程中，会出现大量的酸碱废液。目前，针对废液的处理方法通常直接倒掉，由于废液中富含大量的钙盐、蛋白质、有机质等，倒掉不但造成浪费，同时也会对环境产生一定的污染，利用甲壳素生产废液制备多成分复合的液体地膜尚无研究和公开报道。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种复合液体地膜及其方法。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种复合液体地膜，具体包括以下重量份的原料：酸性废液20～50份、碱性废液20～50份、壳聚糖1～4份，可得然胶1～4份，明胶2～8份、丙三醇1～3 份、交联剂1～2份、水0～54份。
进一步的，所述酸性废液为运用8％(w/v)的盐酸、醋酸或硝酸溶液浸泡虾蟹壳8小时、洗脱虾蟹壳的钙盐后、过滤收集滤液、再用清水清洗一遍虾蟹壳、过滤收集滤液、合并两次洗液得到酸性废液，其含酸量为2％～5％(w/v)。
进一步的，所述碱性废液为运用8％(w/v)的KOH或NaOH溶液浸泡权利2中所述酸浸泡后的虾蟹壳浸泡8小时、洗脱虾蟹壳的蛋白质后、过滤收集滤液、再用清水清洗一遍虾蟹壳、过滤收集滤液、合并两次洗液得到碱性废液，其含碱量为2％～5％(w/v)。
进一步的，所述壳聚糖的脱乙酰度为75～95％。
进一步的，所述交联剂为柠檬酸或硼酸中的其中一种。
还包括有一种用于制备该复合液体地膜的制备方法，步骤如下：
步骤(1)、将酸性废液进行稀释调配成酸浓度为1％～2％(w/v)的酸性溶液，然后按比例加入壳聚糖，40～60℃下搅拌溶解30～90分钟，得到壳聚糖酸性溶液；
步骤(2)、将碱性废液进行稀释调配成碱浓度为1％～2％(w/v)的碱性溶液，然后按比例加入可得然胶，40～60℃下搅拌溶解30～90分钟，得到可得然胶碱性溶液；
步骤(3)、按照可得然胶碱性溶液与壳聚糖酸性溶液的体积比为1:0.25～4 的比例，将可得然胶碱性溶液缓慢加入壳聚糖酸性溶液中，50～70℃下混匀，然后按比例加入明胶，再加入交联剂，溶解，搅拌交联反应60～120分钟，制备得到壳聚糖/可得然胶/明胶三元复合材料；
步骤(4)、按比例将丙三醇加入壳聚糖/可得然胶/明胶三元复合材料中，搅拌均匀，自然降温至自然温度即可，制备得到复合液体地膜材料。
本发明的有益效果在于：本发明生产的液体地膜在农业生产中应用，具有可降解的特点，减少土地污染，同时具有生理活性，提高作物产量，制作简便，使用方便。
具体实施方式
为了是本发明的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本例。
下面结合及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。
实施例一：
一种复合液体地膜及其制备方法，包括将酸性废液进行稀释调配成酸浓度为2％(w/v)的酸性溶液，然后加入4％(w/v)壳聚糖，60℃下搅拌溶解90分钟，得到壳聚糖酸性溶液；将碱性废液进行稀释调配成碱浓度为2％(w/v)的碱性溶液，然后加入4％(w/v)可得然胶，60℃下搅拌溶解90分钟，得到可得然胶碱性溶液；按照可得然胶碱性溶液与壳聚糖酸性溶液的体积比为1:1的比例，将可得然胶碱性溶液缓慢加入壳聚糖酸性溶液中，70℃下混匀，然后加入 8％(w/v)明胶，再加入2％(w/v)柠檬酸，溶解，搅拌交联反应120分钟，制备得到壳聚糖/可得然胶/明胶三元复合材料；将2％(w/v)丙三醇加入壳聚糖/ 可得然胶/明胶三元复合材料中，搅拌均匀，自然降温至自然温度即可，制备得到复合液体地膜材料。
使用时，将该液体地膜加水稀释至20倍体积，使用喷雾器喷洒至播种后土地表面即可，喷洒量为10kg/亩。
实施例二：
一种复合液体地膜及其制备方法，包括将酸性废液进行稀释调配成酸浓度为2％(w/v)的酸性溶液，然后加入2％(w/v)壳聚糖，60℃下搅拌溶解90分钟，得到壳聚糖酸性溶液；将碱性废液进行稀释调配成碱浓度为2％(w/v)的碱性溶液，然后加入2％(w/v)可得然胶，60℃下搅拌溶解90分钟，得到可得然胶碱性溶液；按照可得然胶碱性溶液与壳聚糖酸性溶液的体积比为1:1的比例，将可得然胶碱性溶液缓慢加入壳聚糖酸性溶液中，70℃下混匀，然后加入6％(w/v)明胶，再加入2％(w/v)硼酸，溶解，搅拌交联反应120分钟，制备得到壳聚糖/可得然胶/明胶三元复合材料；将2％(w/v)丙三醇加入壳聚糖/可得然胶/明胶三元复合材料中，搅拌均匀，自然降温至自然温度即可，制备得到复合液体地膜材料。
使用时，将该液体地膜加水稀释至10倍体积，使用喷雾器喷洒至播种后土地表面即可，喷洒量为15kg/亩。使用时，将该液体地膜加水稀释至15倍体积，使用喷雾器喷洒至播种后所需要覆盖地膜的土地表面即可，喷洒量为30kg/亩。
实施例三：
一种复合液体地膜及其制备方法，包括将酸性废液进行稀释调配成酸浓度为2％(w/v)的酸性溶液，然后加入4％(w/v)壳聚糖，60℃下搅拌溶解90分钟，得到壳聚糖酸性溶液；将碱性废液进行稀释调配成碱浓度为2％(w/v)的碱性溶液，然后加入6％(w/v)可得然胶，60℃下搅拌溶解90分钟，得到可得然胶碱性溶液；按照可得然胶碱性溶液与壳聚糖酸性溶液的体积比为1:2的比例，将可得然胶碱性溶液缓慢加入壳聚糖酸性溶液中，70℃下混匀，然后加入 8％(w/v)明胶，再加入2％(w/v)柠檬酸，溶解，搅拌交联反应120分钟，制备得到壳聚糖/可得然胶/明胶三元复合材料；将3％(w/v)丙三醇加入壳聚糖/ 可得然胶/明胶三元复合材料中，搅拌均匀，自然降温至自然温度即可，制备得到复合液体地膜材料。
使用时，将该液体地膜加水稀释至20倍体积，使用喷雾器喷洒至播种后土地表面即可，喷洒量为15kg/亩。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种复合液体地膜，其特征在于：具体包括以下重量份的原料：酸性废液20～50份、碱性废液20～50份、壳聚糖1～4份，可得然胶1～4份，明胶2～8份、丙三醇1～3份、交联剂1～2份、水0～54份。
2.根据权利要求1所述的复合液体地膜，其特征在于：所述酸性废液为运用8％(w/v)的盐酸、醋酸或硝酸溶液浸泡虾蟹壳8小时、洗脱虾蟹壳的钙盐后、过滤收集滤液、再用清水清洗一遍虾蟹壳、过滤收集滤液、合并两次洗液得到酸性的废液，其含酸量为2％～5％(w/v)。
3.根据权利要求2所述的复合液体地膜，其特征在于：所述碱性废液为运用8％(w/v)的KOH或NaOH溶液浸泡所述酸浸泡后的虾蟹壳浸泡8小时、洗脱虾蟹壳的蛋白质后、过滤收集滤液、再用清水清洗一遍虾蟹壳、过滤收集滤液、合并两次洗液得到碱性的废液，其含碱量为2％～5％(w/v)。
4.根据权利要求1所述的复合液体地膜，其特征在于：所述壳聚糖的脱乙酰度为75～95％。
5.根据权利要求1所述的复合液体地膜，其特征在于：所述交联剂为柠檬酸或硼酸中的其中一种。
6.还包括一种用于制备权利要求1所述的复合液体地膜的制备方法，其特征在于，制备步骤如下：
步骤(1)、将酸性废液进行稀释调配成酸浓度为1％～2％(w/v)的酸性溶液，然后按比例加入壳聚糖，40～60℃下搅拌溶解30～90分钟，得到壳聚糖酸性溶液；
步骤(2)、将碱性废液进行稀释调配成碱浓度为1％～2％(w/v)的碱性溶液，然后按比例加入可得然胶，40～60℃下搅拌溶解30～90分钟，得到可得然胶碱性溶液；
步骤(3)、将步骤(2)所述的可得然胶碱性溶液缓慢加入步骤(1)所述的壳聚糖酸性溶液中，50～70℃下混匀，然后按比例加入明胶，再加入交联剂，溶解，搅拌交联反应60～120分钟，制备得到壳聚糖/可得然胶/明胶三元复合材料；
步骤(4)、将步骤(3)中所述的可得然胶碱性溶液与壳聚糖酸性溶液的体积比为1:0.25～4；
步骤(5)、按比例将丙三醇加入步骤(3)中所述的复合材料中，搅拌均匀，自然降温至自然温度即可，制备得到复合液体地膜材料。
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