CN115304894A - 一种全生物降解地膜及其制备方法 - Google Patents
一种全生物降解地膜及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115304894A CN115304894A CN202210994468.1A CN202210994468A CN115304894A CN 115304894 A CN115304894 A CN 115304894A CN 202210994468 A CN202210994468 A CN 202210994468A CN 115304894 A CN115304894 A CN 115304894A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- zinc oxide
- mulching film
- polylactic acid
- mixing
- preparation
- 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
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 229920000747 poly(lactic acid) Polymers 0.000 claims abstract description 33
- 239000004626 polylactic acid Substances 0.000 claims abstract description 33
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 32
- 229940063534 starch / zinc oxide Drugs 0.000 claims abstract description 26
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 25
- 229920000881 Modified starch Polymers 0.000 claims abstract description 20
- 239000004368 Modified starch Substances 0.000 claims abstract description 20
- 235000019426 modified starch Nutrition 0.000 claims abstract description 20
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 claims abstract description 15
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 15
- 229920001896 polybutyrate Polymers 0.000 claims abstract description 9
- 229910017059 organic montmorillonite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000004611 light stabiliser Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 5
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 28
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 14
- 238000010096 film blowing Methods 0.000 claims description 13
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims description 11
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims description 11
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 11
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 11
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 claims description 10
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 claims description 10
- 239000008107 starch Substances 0.000 claims description 10
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 claims description 10
- -1 hydroxypropyl Chemical group 0.000 claims description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 9
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims description 8
- 239000002362 mulch Substances 0.000 claims description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- QZCLKYGREBVARF-UHFFFAOYSA-N Acetyl tributyl citrate Chemical compound CCCCOC(=O)CC(C(=O)OCCCC)(OC(C)=O)CC(=O)OCCCC QZCLKYGREBVARF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229940068918 polyethylene glycol 400 Drugs 0.000 claims description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 5
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 5
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 5
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 5
- 238000013329 compounding Methods 0.000 claims description 4
- 239000007822 coupling agent Substances 0.000 claims description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 4
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims description 3
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims description 3
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 claims description 3
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims 4
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract description 15
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 abstract description 15
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 2
- 238000007664 blowing Methods 0.000 abstract 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 13
- 240000008564 Boehmeria nivea Species 0.000 description 10
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 9
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 9
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 7
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 5
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 4
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 4
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 4
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 4
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 4
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 4
- 239000002361 compost Substances 0.000 description 3
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 description 2
- BGYHLZZASRKEJE-UHFFFAOYSA-N [3-[3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoyloxy]-2,2-bis[3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoyloxymethyl]propyl] 3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoate Chemical compound CC(C)(C)C1=C(O)C(C(C)(C)C)=CC(CCC(=O)OCC(COC(=O)CCC=2C=C(C(O)=C(C=2)C(C)(C)C)C(C)(C)C)(COC(=O)CCC=2C=C(C(O)=C(C=2)C(C)(C)C)C(C)(C)C)COC(=O)CCC=2C=C(C(O)=C(C=2)C(C)(C)C)C(C)(C)C)=C1 BGYHLZZASRKEJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- SFMPLSNCCXLXBZ-UHFFFAOYSA-N ethyl 2-[2-(2-chlorophenyl)hydrazinyl]-2-(oxolan-2-ylmethylimino)acetate Chemical group C1CCOC1CN=C(C(=O)OCC)NNC1=CC=CC=C1Cl SFMPLSNCCXLXBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 2
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 2
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 2
- 239000010902 straw Substances 0.000 description 2
- 238000004448 titration Methods 0.000 description 2
- 241001391944 Commicarpus scandens Species 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 241000607479 Yersinia pestis Species 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 230000034303 cell budding Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000004992 fission Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229920006255 plastic film Polymers 0.000 description 1
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 description 1
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
- C08J5/18—Manufacture of films or sheets
-
- 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
- A01G13/0256—Ground coverings
- A01G13/0268—Mats or sheets, e.g. nets or fabrics
- A01G13/0275—Films
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
- B29D7/00—Producing flat articles, e.g. films or sheets
- B29D7/01—Films or sheets
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2367/00—Characterised by the use of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Derivatives of such polymers
- C08J2367/02—Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2403/00—Characterised by the use of starch, amylose or amylopectin or of their derivatives or degradation products
- C08J2403/04—Starch derivatives
- C08J2403/08—Ethers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2467/00—Characterised by the use of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Derivatives of such polymers
- C08J2467/04—Polyesters derived from hydroxy carboxylic acids, e.g. lactones
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/20—Oxides; Hydroxides
- C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
- C08K2003/2296—Oxides; Hydroxides of metals of zinc
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K2201/00—Specific properties of additives
- C08K2201/011—Nanostructured additives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/34—Silicon-containing compounds
- C08K3/346—Clay
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K9/00—Use of pretreated ingredients
- C08K9/02—Ingredients treated with inorganic substances
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K9/00—Use of pretreated ingredients
- C08K9/04—Ingredients treated with organic substances
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Biological Depolymerization Polymers (AREA)
Abstract
本发明提供一种全生物降解地膜及其制备方法，涉及地膜加工技术领域。所述全生物降解地膜由改性聚乳酸、PBAT、疏水改性淀粉/氧化锌、抗氧化剂、光稳定剂、有机蒙脱土、增塑剂、相容剂混炼制粒后吹膜制成。本发明克服了现有技术的不足，有效延长全降解材料初步降解的时间，防止地膜在短时间内产生崩解破裂，并在60天后具有较高的降解效率，防止后续地膜材料的残留，提升全降解地膜材料在农业种植中的实用性。
Description
技术领域
本发明涉及地膜加工技术领域，具体涉及一种全生物降解地膜的研发及其制备方法。
背景技术
地膜即地面覆盖薄膜，一般是农业种植使用，对农作物进行覆膜处理，能够有效提升农作物的生长过程中土壤的保湿、保温效果，同时还具有灭草、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。
一般来说地膜使对刚种植下的种苗进行覆盖，后续种苗刺破地膜持续生长，残余的地膜依然还具有一定的保温保水性能，但是随着种苗的生长和气温的变化，地膜基本不起作用，往往需要人工收膜，或者随着农作物收成后再清理地膜，在此情况下，地膜往往容易破碎，部分地膜残留在土壤中，由于传统地膜大多采用高分子材料制成，难降解，残留在土壤中造成大量的白色污染，同时严重影响土地后续的种植力。
为了有效防止地膜在土壤中的残留，采用全降解材料来制备地膜是可行的，一般来说地膜完整性保留时间需要有为60天左右，在60天后大多农作物已经破膜而出，且环境温度也比较适宜生长，所以一般来说需要全降解材料能够在前六十天保持较好的完整性，在后续实现快速降解，方便土地后续的循环种植，但是由于现有的前降解地膜材料其降解特性为持续性降解，由于地膜大多为较薄的薄膜状态，在前期降解过程中就容易造成薄膜的破裂，降低种植过程中的保温保湿效果，会对农作物的生长造成一定的影响，一定程度上造成农作物的减产，给实际的农业种植带来较大的困扰。
发明内容
针对现有技术不足，本发明提供一种全生物降解地膜的研发及其制备方法，有效延长全降解材料初步降解的时间，防止地膜在短时间内产生崩解破裂，并在60天后具有较高的降解效率，防止后续地膜材料的残留，提升全降解地膜材料在农业种植中的实用性。
为实现以上目的，本发明的技术方案通过以下技术方案予以实现：
一种全生物降解地膜，所述全生物降解地膜由以下重量份的原料制成：改性聚乳酸16-20份、PBAT30-40份、疏水改性淀粉/氧化锌15-20份、抗氧化剂0.5-0.7份、光稳定剂0.5-0.7份、有机蒙脱土2-4份、增塑剂0.8-1.2份、相容剂0.4-0.8份；
优选的，所述改性聚乳酸为将聚乳酸增塑改性后复合多孔植物纤维得到；
优选的，所述疏水改性淀粉/氧化锌为将羟丙基交联淀粉混合氧化锌预糊化后再进行疏水改性得到。
优选的，所述改性聚乳酸的制备方法包括以下步骤：
①多孔植物纤维的制备：将植物纤维采用酸液和碱液进行轮流浸泡，再清洗干燥后研磨制粉，得多孔植物纤维粉末备用；
②聚乳酸改性处理：将聚乳酸和乙酰柠檬酸三正丁酯进行混合改性后在加入上述多孔植物纤维粉末和偶联剂进行持续混合后得改性聚乳酸。
优选的，所述多孔植物纤维的制备过程中酸液浸泡的pH值为6，浸泡时间为20-30min，碱液浸泡的pH值为7.5，浸泡的时间为30-35min。
优选的，所述改性聚乳酸中聚乳酸、乙酰柠檬酸三正丁酯、多孔植物纤维粉末、偶联剂的质量比为100∶4∶18∶2。
优选的，所述疏水改性淀粉/氧化锌的制备方法包括以下步骤：
①羟丙基交联淀粉与氧化锌复合：将羟丙基交联淀粉混合纳米氧化锌与分散剂置于清水中升温预糊化，后冻干研磨粉碎，得淀粉/氧化锌粉体备用；
②疏水改性处理：采用12-环氧烷烃混合上述淀粉/氧化锌粉体进行疏水改性，得疏水改性淀粉/氧化锌。
优选的，所述疏水改性淀粉/氧化锌中羟丙基交联淀粉、纳米氧化锌的质量比为8∶1。
优选的，所述增塑剂为聚乙二醇400和甘油质量比1∶4的混合物。
全生物降解地膜的制备方法包括以下步骤：
(1)混料：将所有地膜材料加入至高速混料机进行搅拌均匀，得混合料备用；
(2)原料混炼：将上述混合料加入双螺杆挤出机中进行分区混炼，后挤出冷却，得冷却料备用；
(3)吹膜：将上述冷却料置于吹膜机中进行吹膜成型，得全生物降解地膜。
优选的，所述分区混炼为分为五个温区进行混炼，其中一区温度为165℃，二区温度为170℃，三区温度为170℃，四区温度为170℃，五区温度为165℃，机头挤出温度为175℃。
优选的，所述原料混炼过程中采用真空泵排除及机器中的空气。
本发明提供一种全生物降解地膜及其制备方法，与现有技术相比优点在于：
(1)本发明采用增韧改性聚乳酸、PBAT和疏水改性淀粉/氧化锌作为主要基料，其中聚乳酸和PBAT结合能够有效保证材料的吹膜效果，并且通过对聚乳酸的增韧改性能够进一步保证所得地膜的整体力学性能，并且疏水改性淀粉/氧化锌使得淀粉材料连接成致密的多孔结构与多孔的植物纤维成分在后续外层疏水结构破坏后能快速接触外界进行高效的降解，提升材料后续的交接效率，防止种植结束后于土壤中的残留；
(2)本发明向材料中添加光稳定剂和抗氧化剂，能够有效延缓聚合物(薄膜)的裂变、氧化时间，同时通过复合改性的聚乳酸和疏水改性淀粉/氧化锌的混合进一步提升地膜在前期的完整性，其中氧化锌具有一定的光稳定效果，并且通过有机蒙脱土的添加提升材料骨架结构强度，防止前期地膜的破损，保证地膜材料在60天左右时保持相对的完整性，给农作物种植提供良好的种植环境；
(3)本发明在地膜制备过程中采用分区温度混料，且抽真空处理，其中抽真空的作用是让颗粒在制作的过程中，密度达到更紧实，没有空气进入，这样就会在下一阶段的吹膜中，更加容易成膜，膜面也不易出现气泡。
附图说明：
图1为本发明4月4日采用实施例3地膜种植的试验田情况；
图2为本发明5月13日采用实施例3地膜种植的试验田情况；
图3为本发明6月5日采用实施例3地膜种植的试验田情况；
图4为本发明6月9日采用实施例3地膜种植的试验田情况。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
改性聚乳酸的制备：
(1)将苎麻纤维置于pH值为6的酸液中浸泡25min后取出，采用乙醇溶液进行清洗后干燥，再置于pH值为7.5的碱液中，继续浸泡35min，后取出采用乙醇溶液清洗至中性后干燥后研磨粉碎过180目筛，得多孔植物纤维粉末备用；
(2)按照质量比100∶4∶18∶2进聚乳酸、乙酰柠檬酸三正丁酯、多孔植物纤维粉末、硅烷偶联剂KH560进行备料，并将聚乳酸和乙酰柠檬酸三正丁酯混合捏合改性后再加入多孔植物纤维粉末、硅烷偶联剂KH560热熔混合得改性聚乳酸。
实施例2：
疏水改性淀粉/氧化锌的制备：
(1)将羟丙基交联淀粉与纳米氧化锌按照质量比8∶1进行混合后加入清水中，再添加分散剂进行搅拌分散后升温至65℃保温搅拌30min进行预糊化，后低温冻干再粉碎过200目筛，得淀粉/氧化锌粉体备用；
(2)在3mo/lL氢氧化钠水溶液和12-环氧烷烃的混合液中，加入上述淀粉/氧化锌粉体和硫酸钠，在搅拌加热至140℃并调节压强为0.385MPa，反应5h，得疏水改性淀粉/氧化锌。
实施例3：
全生物降解地膜的制备：
(1)按照以下质量份进行备料：18份的上述实施例1制备的改性聚乳酸、35份的PBAT、18份的上述实施例2制备的疏水改性淀粉/氧化锌、0.6份的抗氧剂1010份、0.6份的光稳定剂UV531、3份的有机蒙脱土、0.2份的聚乙二醇400和0.8份的甘油；
(2)将上述所有原料至高速混料机进行搅拌均匀30min，得混合料置于双螺杆挤出机中，并且把挤出机一区温度调到165℃，二区温度调到170℃，三区温度调到170℃，四区温度调到170℃，五区温度调到165℃，机头温度调到175℃后，待机器温度达到设定温度后，主机运转并且打开抽真空泵，开始下料出料后用8米的风冷式传送带，给料条冷却，降温，再用自动切粒机把料条切成2毫米的圆柱形颗粒，然后把制作好的颗粒直接放入吹膜机进行吹膜即可得到全生物降解地膜。
对比例1：
全生物降解地膜的制备：
(1)按照以下质量份进行备料：18份的聚乳酸、53份的PBAT、0.6份的抗氧剂1010份、0.6份的光稳定剂UV531、3份的有机蒙脱土、0.2份的聚乙二醇400和0.8份的甘油；
(2)将上述所有原料至高速混料机进行搅拌均匀30min，得混合料置于双螺杆挤出机中，并且把挤出机一区温度调到165℃，二区温度调到170℃，三区温度调到170℃，四区温度调到170℃，五区温度调到165℃，机头温度调到175℃后，待机器温度达到设定温度后，主机运转并且打开抽真空泵，开始下料出料后用8米的风冷式传送带，给料条冷却，降温，再用自动切粒机把料条切成2毫米的圆柱形颗粒，然后把制作好的颗粒直接放入吹膜机进行吹膜即可得到全生物降解地膜。
对比例2：
全生物降解地膜的制备：
(1)按照以下质量份进行备料：18份的上述实施例1制备的改性聚乳酸、35份的PBAT、18份的上述实施例2制备的疏水改性淀粉/氧化锌、3份的有机蒙脱土、0.2份的聚乙二醇400和0.8份的甘油；
(2)将上述所有原料至高速混料机进行搅拌均匀30min，得混合料置于双螺杆挤出机中，并且把挤出机一区温度调到165℃，二区温度调到170℃，三区温度调到170℃，四区温度调到170℃，五区温度调到165℃，机头温度调到175℃后，待机器温度达到设定温度后，主机运转并且打开抽真空泵，开始下料出料后用8米的风冷式传送带，给料条冷却，降温，再用自动切粒机把料条切成2毫米的圆柱形颗粒，然后把制作好的颗粒直接放入吹膜机进行吹膜即可得到全生物降解地膜。
对比例3：
全生物降解地膜的制备：
(1)按照以下质量份进行备料：18份的聚乳酸、53份的PBAT、3份的有机蒙脱土、0.2份的聚乙二醇400和0.8份的甘油；
(2)将上述所有原料至高速混料机进行搅拌均匀30min，得混合料置于双螺杆挤出机中，并且把挤出机一区温度调到165℃，二区温度调到170℃，三区温度调到170℃，四区温度调到170℃，五区温度调到165℃，机头温度调到175℃后，待机器温度达到设定温度后，主机运转并且打开抽真空泵，开始下料出料后用8米的风冷式传送带，给料条冷却，降温，再用自动切粒机把料条切成2毫米的圆柱形颗粒，然后把制作好的颗粒直接放入吹膜机进行吹膜即可得到全生物降解地膜。
检测：
1、对上述实施例3和对比例1-3所制得的地膜料(即挤出冷却切粒得到的原料)，采用GB/T 19277.1-2011标准进行生物分解率的检测：(测定二氧化碳的方法：用滴定法测定氢氧化钠吸收液中溶解无机碳，以确定释放出的二氧化碳量。)，具体的检测条件为每个堆肥容器内的堆肥和试验材料的干重比约为6∶1；用脱CO2的空气给试验体系曝气，使各堆肥容器排出的氧气浓度不低于6％，并在58℃±2℃和黑暗条件下进行试验；采用滴定法测定二氧化碳释放量，检测不同时间的生物分解率，结果如下表1所示：
表1
由上表1可知，实施例3所制备的材料在60天的降解率为21.3％组，而改性聚乳酸、疏水改性淀粉/氧化锌、光稳定剂、抗氧化剂的添加能够有效降低前期的降解效率，并且改性聚乳酸、疏水改性淀粉/氧化锌的添加能够有效促进后续的降解效率，便于实际应用。
2、将上述实施例3和对比例1-3所制得地膜(厚度为0.006mm，规格为8cm×8cm)，于室内模拟安徽芜湖市于每年3-7月的气候环境和温度，并采用紫外光模拟日常光照，将地膜覆盖在土壤上，及时补充水分保持土壤中含水量与外界土壤含水量相近(含水量为18％-20％)，分别在10d、30d、60d、90d、120d和150d取出地膜，以清洗称重的方式计算前后地膜的质量变化，计算出降解率，具体结果如下表2所示：
表2
由上表2可知，在实际模拟外界气候和光照的情况下，实施例3在前60d降解率整体低于10％，且后续降解效率相较于对比例1-3的地膜来说，降解效率提升快，且由于在植物种植初期外界温度较低，后续温度升高，则前期降解效率相对较低，后续随着光照和温度上升交接效率大幅度提升。
3、采用实施例3所制备的地膜材料于芜湖市南陵县进行田间种植实验，采用玉米为种植作物，于2022年三月底四月初进行种植，并辅助以实施例3制备的地膜材料：通过连续的种植观察可知，在4月4日时(见图1)，地膜除玉米出芽处，其余地方完整，无分解现象，能达到良好的保温保湿效果；在5月13日时(见图2)，地膜依旧完整，表面平整度降低，无降解裂缝出现；在6月5日(图3)和6月9日(图4)时，地膜大幅度降解(且长期光照处的地膜降解效果优于玉米秸秆下阴影处，后续收获玉米移除秸秆后，地膜均匀光照能高效降解无残留，便于后续继续种植)，满足实际使用的需求。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种全生物降解地膜，其特征在于，所述全生物降解地膜由以下重量份的原料制成：改性聚乳酸16-20份、PBAT30-40份、疏水改性淀粉/氧化锌15-20份、抗氧化剂0.5-0.7份、光稳定剂0.5-0.7份、有机蒙脱土2-4份、增塑剂0.8-1.2份、相容剂0.4-0.8份；
所述改性聚乳酸为将聚乳酸增塑改性后复合多孔植物纤维得到；
所述疏水改性淀粉/氧化锌为将羟丙基交联淀粉混合氧化锌预糊化后再进行疏水改性得到。
2.根据权利要求1所述的一种全生物降解地膜，其特征在于：所述改性聚乳酸的制备方法包括以下步骤：
①多孔植物纤维的制备：将植物纤维采用酸液和碱液进行轮流浸泡，再清洗干燥后研磨制粉，得多孔植物纤维粉末备用；
②聚乳酸改性处理：将聚乳酸和乙酰柠檬酸三正丁酯进行混合改性后在加入上述多孔植物纤维粉末和偶联剂进行持续混合后得改性聚乳酸。
3.根据权利要求2所述的一种全生物降解地膜，其特征在于：所述多孔植物纤维的制备过程中酸液浸泡的pH值为6，浸泡时间为20-30min，碱液浸泡的pH值为7.5，浸泡的时间为30-35min。
4.根据权利要求2所述的一种全生物降解地膜，其特征在于：所述改性聚乳酸中聚乳酸、乙酰柠檬酸三正丁酯、多孔植物纤维粉末、偶联剂的质量比为100∶4∶18∶2。
5.根据权利要求1所述的一种全生物降解地膜，其特征在于：所述疏水改性淀粉/氧化锌的制备方法包括以下步骤：
①羟丙基交联淀粉与氧化锌复合：将羟丙基交联淀粉混合纳米氧化锌与分散剂置于清水中升温预糊化，后冻干研磨粉碎，得淀粉/氧化锌粉体备用；
②疏水改性处理：采用12-环氧烷烃混合上述淀粉/氧化锌粉体进行疏水改性，得疏水改性淀粉/氧化锌。
6.根据权利要求5所述的一种全生物降解地膜，其特征在于：所述疏水改性淀粉/氧化锌中羟丙基交联淀粉、纳米氧化锌的质量比为8∶1。
7.根据权利要求1所述的一种全生物降解地膜，其特征在于：所述增塑剂为聚乙二醇400和甘油质量比1∶4的混合物。
8.一种全生物降解地膜的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：
(1)混料：将所有地膜材料加入至高速混料机进行搅拌均匀，得混合料备用；
(2)原料混炼：将上述混合料加入双螺杆挤出机中进行分区混炼，后挤出冷却，得冷却料备用；
(3)吹膜：将上述冷却料置于吹膜机中进行吹膜成型，得全生物降解地膜。
9.根据权利要求8所述的一种全生物降解地膜的制备方法，其特征在于：所述分区混炼为分为五个温区进行混炼，其中一区温度为165℃，二区温度为170℃，三区温度为170℃，四区温度为170℃，五区温度为165℃，机头挤出温度为175℃。
10.根据权利要求8所述的一种全生物降解地膜的制备方法，其特征在于：所述原料混炼过程中采用真空泵排除及机器中的空气。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210994468.1A CN115304894A (zh) | 2022-08-18 | 2022-08-18 | 一种全生物降解地膜及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210994468.1A CN115304894A (zh) | 2022-08-18 | 2022-08-18 | 一种全生物降解地膜及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115304894A true CN115304894A (zh) | 2022-11-08 |
Family
ID=83863124
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210994468.1A Pending CN115304894A (zh) | 2022-08-18 | 2022-08-18 | 一种全生物降解地膜及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115304894A (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008028356A1 (fr) * | 2006-08-28 | 2008-03-13 | Yunda Dong | Granulés de mélange-maître biodégradables et résistants à la chaleur renforcés par une combinaison de matières inorganiques et préparation de ces granulés |
| CN106221142A (zh) * | 2016-08-11 | 2016-12-14 | 苏州柯创电子材料有限公司 | 高阻隔抗紫外聚酯胶带基材 |
| CN108219396A (zh) * | 2017-12-27 | 2018-06-29 | 杨红梅 | 一种生物可降解的聚酯组合物及其应用 |
| CN109054317A (zh) * | 2018-06-07 | 2018-12-21 | 正业包装（中山）有限公司 | 一种新型环保纤维包装材料及其制备方法 |
| CN109535670A (zh) * | 2018-11-16 | 2019-03-29 | 广东众塑降解材料有限公司 | 一种全降解仿真材料及其制备方法 |
| CN114854186A (zh) * | 2022-06-02 | 2022-08-05 | 苏州博大永旺新材股份有限公司 | 一种餐具用耐热改性聚乳酸全降解材料 |
-
2022
- 2022-08-18 CN CN202210994468.1A patent/CN115304894A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008028356A1 (fr) * | 2006-08-28 | 2008-03-13 | Yunda Dong | Granulés de mélange-maître biodégradables et résistants à la chaleur renforcés par une combinaison de matières inorganiques et préparation de ces granulés |
| CN106221142A (zh) * | 2016-08-11 | 2016-12-14 | 苏州柯创电子材料有限公司 | 高阻隔抗紫外聚酯胶带基材 |
| CN108219396A (zh) * | 2017-12-27 | 2018-06-29 | 杨红梅 | 一种生物可降解的聚酯组合物及其应用 |
| CN109054317A (zh) * | 2018-06-07 | 2018-12-21 | 正业包装（中山）有限公司 | 一种新型环保纤维包装材料及其制备方法 |
| CN109535670A (zh) * | 2018-11-16 | 2019-03-29 | 广东众塑降解材料有限公司 | 一种全降解仿真材料及其制备方法 |
| CN114854186A (zh) * | 2022-06-02 | 2022-08-05 | 苏州博大永旺新材股份有限公司 | 一种餐具用耐热改性聚乳酸全降解材料 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111165242B (zh) | 一种肥料型生物降解地膜及其制备方法 | |
| CN112980153A (zh) | 全生物降解塑料地膜及其制备方法及其应用 | |
| CN106046725A (zh) | 一种高阻隔性生物可降解地膜及其制备方法 | |
| CN1088225A (zh) | 植物纤维素薄膜制品及其工艺 | |
| KR101031365B1 (ko) | 생분해성 액상 멀칭용 조성물, 이의 제조 방법 및 이를 이용한 멀칭 방법 | |
| CN102942770A (zh) | 一种可完全生物降解的农用地膜 | |
| KR20130116481A (ko) | 액상의 멀칭비닐용 성막조성물과 그 제조방법 | |
| EP3056078B1 (en) | Medium for plant cultivation, and apparatus and method for plant cultivation including the same | |
| TW201831077A (zh) | 農用地膜調配物、農用地膜及其製造方法 | |
| Vox et al. | Biodegradable films and spray coatings as eco-friendly alternative to petro-chemical derived mulching films | |
| CN111944205A (zh) | 一种抗菌厚纤维素板的制备方法 | |
| CN103483661A (zh) | 可降解地膜及其制备方法 | |
| Santagata et al. | An overview of biodegradable films and spray coatings as sustainable alternative to oil-based mulching films | |
| CN113207600B (zh) | 全生物降解地膜覆膜的花生种植方法 | |
| CN115304894A (zh) | 一种全生物降解地膜及其制备方法 | |
| CN113278262A (zh) | 一种银黑双色生物降解农膜及其制备方法 | |
| CN114854215B (zh) | 一种生物降解农用地膜改性材料及其制备方法 | |
| CN102295934A (zh) | 一种液体农用地膜及其生产方法 | |
| CN110862602A (zh) | 一种可生物降解远红外太赫兹农用地膜 | |
| CN115124779B (zh) | 花生种植用聚乙烯改性新型可控复合降解地膜 | |
| AU2021102212A4 (en) | Full-biodegradable Water-saving Mulching Film for Arid Soil and Preparation Method Thereof | |
| CN114292424A (zh) | 纳米改性的高阻隔生物降解地膜 | |
| CN107815050A (zh) | 一种生物可降解薄膜、其制备方法和包含其的地膜 | |
| KR101757910B1 (ko) | Sam과 펄프가 포함되어 수분흡수능력이 향상된 다목적용 시트 및 이의 제조방법 | |
| CN113754994A (zh) | 一种可降解材料及其制备方法 |
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 |