CN116285253B - 一种保温可生物降解渗水地膜及其制备方法 - Google Patents

一种保温可生物降解渗水地膜及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN116285253B
CN116285253B CN202310278810.2A CN202310278810A CN116285253B CN 116285253 B CN116285253 B CN 116285253B CN 202310278810 A CN202310278810 A CN 202310278810A CN 116285253 B CN116285253 B CN 116285253B
Authority
CN
China
Prior art keywords
water
permeable
parts
heat
mulching film
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.)
Active
Application number
CN202310278810.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN116285253A (zh
Inventor
孙静
李剑
李娟�
罗珊珊
黄安荣
石敏
黄绍文
单艳茹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guizhou Material Industrial Technology Research Institute
Original Assignee
Guizhou Material Industrial Technology Research Institute
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guizhou Material Industrial Technology Research Institute filed Critical Guizhou Material Industrial Technology Research Institute
Priority to CN202310278810.2A priority Critical patent/CN116285253B/zh
Publication of CN116285253A publication Critical patent/CN116285253A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN116285253B publication Critical patent/CN116285253B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

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
    • 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
    • C08J2369/00—Characterised by the use of polycarbonates; Derivatives of polycarbonates
    • 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
    • C08J2439/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a single or double bond to nitrogen or by a heterocyclic ring containing nitrogen; Derivatives of such polymers
    • C08J2439/04—Homopolymers or copolymers of monomers containing heterocyclic rings having nitrogen as ring member
    • C08J2439/06—Homopolymers or copolymers of N-vinyl-pyrrolidones
    • 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
    • C08J2467/02—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
    • C08J2469/00—Characterised by the use of polycarbonates; Derivatives of polycarbonates
    • 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
    • C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
    • C08K7/22—Expanded, porous or hollow particles
    • C08K7/24—Expanded, porous or hollow particles inorganic
    • C08K7/26—Silicon- containing compounds
    • 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
    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Biological Depolymerization Polymers (AREA)
  • Protection Of Plants (AREA)

Abstract

本发明公开了一种保温可生物降解渗水地膜及其制备方法，按重量份数计，包括PBAT为30～70份、PPC为1～30份、PBS为1～20份、功能性渗水助剂为10～45份、相容剂为1～7份、润滑剂为0.5～5份、抗老化剂为0.1～1份、开口剂为0.1～1份。本发明将一定比例的改性多孔填料作为功能性渗水助剂，所制得渗水地膜具有调温、调湿、调气和全生物降解等功能，同时比传统地膜具有更好的保温功效，更有利于农作物生长。

Description

一种保温可生物降解渗水地膜及其制备方法
技术领域
本发明属于塑料薄膜技术领域，具体涉及到一种保温可生物降解渗水地膜及其制备方法。
背景技术
地膜覆盖在农作物生长中使用非常广泛，地膜覆盖最重要的作用是增温保墒，抑制杂草生长，普通地膜在农作物生长初期，能很好满足农作物生长要求，但到了中期，因地膜的透气功能非常弱，往往采用人工的方法，通过划破地膜来增加地膜的透气功能。到了后期，传统普通地膜被作物根系缠绕的地膜和其他小块残膜，无法有效回收，会造成土壤白色污染。可降解地膜因具有优异的降解性能近年来在农业中得到广泛应用，但仍存在较多问题。
目前应用在农业中的可降解薄膜的气密性强，在夏天温度较高时，薄膜内部的温度会过高，容易导致在育苗阶段的植株烧苗；地膜覆盖后能减少土壤水分蒸发，但现有的可降解地膜大多不具备渗水功能，在天气下雨时，雨水均不能透过薄膜进入土壤中，使得地膜覆盖中生长的植物不能有效地利用雨水来对其所需水分进行补充，而必需进行人工浇灌；另外，为了降解成本，地膜中会添加大量的无机填料，导致地膜的导热系数增大，从而会在一定程度降低地膜的保温性能。
中国专利CN108513844A公开了一种单向渗水自粉碎地膜生产及使用方法，在低密度线性聚乙烯中加入一定质量分数的十二碳醇酯、α-环糊精，通过定量输送器按照一定比例加入螺杆挤出机通过上牵引由模口中部通风吹出，模口温度控制在250℃～260℃，温度超过250℃时十二碳醇酯沸腾，扩张环糊精从而在膜内形成空穴，这种地膜使用的低密度线性聚乙烯是不可降解塑料，会污染环境，同时，由于加工温度较高从而浪费能源，另外所制备得到的地膜内的空穴尺寸较大，会使材料的整体力学性能下降。
中国专利CN110079070A公开了一种降解渗水农田覆盖薄膜的加工工艺及其应用，采用马铃薯粉、乳酸钙、贝壳粉等生物钙先制备亲水性渗水助剂，然后将制备的亲水性渗水助剂再与可降解材料吹膜，采用分段式钢芯外浇注聚氨酯弹性体砂面摩擦浮辊将坯膜和坯膜中的亲水性渗水助剂粒子两面的膜挤轧和摩擦后，形成了形成纵横交错的微米级线性微孔透气膜，但这种物理挤轧的方法会导致膜内产生较多的裂纹，影响膜的整体性能，同时这种物理挤轧的压力有限，不能使膜内的所有亲水性渗水助剂都被有效的挤轧产生微裂纹，其渗水效果不理想。
因此，开发一种渗水效果好且具有调温、调湿、调气和全生物降解等功能的地膜具有极大的现实意义与价值。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于上述和/或现有技术中存在的问题，提出了本发明。
本发明的其中一个目的是提供一种保温可生物降解渗水地膜，该地膜比传统地膜具有更好的增温保墒功能，同时该地膜通过均匀分散在材料内部的多孔结构材料形成的渗水通道，具有长期渗水功能，可有效解决半干旱地区地膜内植物缺水的问题；另外，该地膜具有优异的生物降解性，可通过自然降解为水和二氧化碳，在土壤中残留的有害物质为零，完全无毒。
为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种保温可生物降解渗水地膜，按重量份数计，包括PBAT为30～70份、PPC为1～30份、PBS为1～20份、功能性渗水助剂为10～45份、相容剂为1～7份、润滑剂为0.5～5份、抗老化剂为0.1～1份、开口剂为0.1～1份。
作为本发明保温可生物降解渗水地膜的一种优选方案，其中：所述相容剂为PBAT-GMA、PBAT-MAH中的一种或两种的混合物。
作为本发明保温可生物降解渗水地膜的一种优选方案，其中：所述润滑剂为芥酸酰胺、硬酯酸中的一种或两种的混合物。
作为本发明保温可生物降解渗水地膜的一种优选方案，其中：所述抗老化剂为UV-531、UV-770、UV-3030中的一种或多种的混合物。
作为本发明保温可生物降解渗水地膜的一种优选方案，其中：所述开口剂为二氧化硅、EBS衍生物中的一种或多种的混合物。
作为本发明保温可生物降解渗水地膜的一种优选方案，其中：所述功能性渗水助剂由多孔填料和填充多孔填料的亲水剂组成；
所述多孔填料为硅藻土、海泡石中的一种或两种，其粒径范围为50～500μm；
所述亲水剂为聚乙烯吡络烷酮；
所述多孔填料与所述亲水剂的质量比为5:1～20:1。
本发明的另一个目的是提供如上述所述的保温可生物降解渗水地膜的制备方法，包括，
提供功能性渗水助剂；
将所需原料进行干燥处理；
称取PBAT、PBS、PPC、功能性渗水助剂、相容剂、润滑剂、抗老化剂、开口剂，将混合原料在室温条件下放入高混机中进行搅拌；
将得到的所述混合物加入双螺杆挤出机中进行熔融挤出、切粒，得到母粒；
将所得到的母粒进行干燥、经过吹膜机进行吹膜，即得到保温可生物降解渗水地膜。
作为本发明保温可生物降解渗水地膜的制备方法的一种优选方案，其中：所述进行熔融挤出，挤出机长径比为20:1～60:1，挤出机温度为一区温度80～100℃、二区温度140～180℃、三区温度140～180℃、四区温度140～180℃、五区温度160～170℃。
作为本发明保温可生物降解渗水地膜的制备方法的一种优选方案，其中：所述提供功能性渗水助剂，包括，
将多孔填料热处理；
在蒸馏水中加入经热处理过的多孔填料和聚乙烯吡络烷酮，搅拌均匀后经过超声处理，最后干燥。
作为本发明保温可生物降解渗水地膜的制备方法的一种优选方案，其中：所述将多孔填料热处理，在600～700℃下热处理30min～120min。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明将一定比例的改性多孔填料作为功能性渗水助剂，制备得到的地膜在遇到降水时，经改性后填料的多孔材料中聚乙烯吡络烷酮会溶解在雨水中，从而利用多孔填料内部的多孔通道以及多孔填料之间形成的网络结构，最终在地膜中形成一个高效的渗水通道。所制得渗水地膜具有调温、调湿、调气和全生物降解等功能，同时比传统地膜具有更好的保温功效，更有利于农作物生长。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
如无特别说明，实施例中所采用的原料均为商业购买。
实施例1
(1)将硅藻土在650℃下热处理60min后冷却，然后在2000mL蒸馏水中加入500g经热处理过的硅藻土、50g聚乙烯吡络烷酮，搅拌均匀后经过超声处理30min，最后干燥，得到功能性渗水助剂；
(2)按质量百分含量称取经干燥处理的物料，分别是PBAT为40份，PPC为10份，PBS为10份、功能性渗水助剂为35份，相容剂为4份，润滑剂为0.5份，抗老化剂为0.5份，开口剂为0.3份；
(3)将所称取干燥物料在室温条件下放入高混机中进行搅拌，搅拌时间持续8min；
(4)干燥混合物料加入到双螺杆挤出机中进行熔融挤出，挤出机长径比为：40:1，挤出机温度设置为：一区温度为100℃，二区温度为150℃，三区温度为170℃，四区温度为170℃，五区温度为165℃；
(5)通过双螺杆挤出机挤出的物料经冷却后，再通过切割机切粒；
(6)所得到的母粒进行干燥、经过吹膜机进行吹膜，即得到保温可生物降解渗水地膜。
对实施例1所制得可缓释施肥生物降解渗水地膜进行水蒸气透过测试，测试方法参考GB/T 1037-1988塑料薄膜和片材透水蒸气性试验方法-杯式法，测试结果显示其水蒸气透过量为913g/(m2·24h)，说明渗水地膜具有较好的调温、调湿和调气等性能。
为了测试该薄膜的保温性能，在贵阳冬季选择一块宽阔且日照相同的地进行覆膜实验，将该地膜垒成10垅，每垅长度5米，每垅地膜中分别均匀放置5个电子温度测量仪，24h后对地膜内部的温度进行读数，取其平均值。
渗水性能试验：室温23℃±2℃下，将样品平放在100mm布氏漏斗芯上加入计量好的100g蒸馏水，记录在1h内从布氏漏斗渗水烧杯中的质量。
对实施例1所制得可缓释施肥生物降解渗水地膜进行力学性能测试，测试方法参考GB/T 1040.3-2006塑料拉伸性能的测定。
上述测试结果如表1所示。
表1
所制得渗水地膜具有调温、调湿、调气和全生物降解等功能，同时具有较好的保温功效，有利于农作物生长。
实施例2
与实施例1的区别在于，功能性渗水助剂的添加量不同。按质量百分含量称取经干燥处理的物料，分别是PBAT为40份，PPC为10份，PBS为10份、功能性渗水助剂为15、35、55份，相容剂为4份，润滑剂为0.5份，抗老化剂为0.5份，开口剂为0.3份。其他步骤与实施例1相同。
实施例2所制得可缓释施肥生物降解渗水地膜进行水蒸气透过测试，测试方法参考GB/T 1037-1988塑料薄膜和片材透水蒸气性试验方法-杯式法，测试结果显示添加功能性渗水助剂为15、35、55份时，其水蒸气透过量为535g/(m2·24h)、913g/(m2·24h)、1031g/(m2·24h)，说明渗水地膜具有较好的调温、调湿和调气等性能。
该薄膜的保温性能测试方法与实施例1相同，且是同时进行。渗水性能试验和力学性能测试方法参考实施例1，测试结果如表2所示。
表2
由表2可知，随着功能性渗水助剂含量的增加，力学性能方面，地膜的拉伸强度逐渐增加，断裂伸长率则逐渐降低；保温性能方面，地膜内温度也随功能性渗水助剂含量的增加而升高；渗水性能方面，地膜渗水量也随功能性渗水助剂含量的增加而升高。从增长趋势来看，功能性渗水助剂含量从15份增加至35份时，地膜内温度、地膜渗水量增长趋势较为明显，而含量从35份增加至55份时，地膜内温度、地膜渗水量增长趋势放缓。综合以上性能参数，优选功能性渗水助剂含量为35份为最佳添加量。
实施例3
与实施例1的区别在于，功能性渗水助剂中多孔填料与亲水剂的质量比不同。将硅藻土与聚乙烯吡络烷酮的质量比调整为5：1、10：1、20：1。其他步骤与实施例1相同。
实施例3所制得可缓释施肥生物降解渗水地膜进行水蒸气透过测试，测试方法参考GB/T 1037-1988塑料薄膜和片材透水蒸气性试验方法-杯式法，测试结果显示硅藻土与聚乙烯吡络烷酮的质量比调整为5：1、10：1、20：1时，其水蒸气透过量为942g/(m2·24h)、913g/(m2·24h)、635g/(m2·24h)，说明渗水地膜具有较好的调温、调湿和调气等性能。
该薄膜的保温性能测试方法与实施例1相同，且是同时进行。渗水性能试验和力学性能测试方法参考实施例1，测试结果如表3所示。
表3
由表3可知，随着硅藻土与聚乙烯吡络烷酮的质量比增加，保温性能和渗水性能方面，硅藻土与聚乙烯吡络烷酮的质量比从5:1增加至10:1时，地膜内温度有所提高，地膜渗水量略有降低；当硅藻土与聚乙烯吡络烷酮的质量比达到20:1时，地膜内温度反而降低，而地膜渗水量则大幅度降低。
力学性能方面，随着硅藻土与聚乙烯吡络烷酮的质量比增加，薄膜的拉伸强度逐渐增加，薄膜的横向断裂伸长率先增加后降低，薄膜的纵向断裂伸长率逐渐增加；对于硅藻土与聚乙烯吡络烷酮的质量比为5:1时，可能是由于添加的聚乙烯吡络烷酮量更多，这样会影响硅藻土与基体材料的相容性，进而会影响整个材料的力学性能。
实施例4
与实施例1的区别在于，组分配比不同。按质量百分含量称取经干燥处理的物料，分别是PBAT为70份，PPC为5份，PBS为5份、功能性渗水助剂为35份，相容剂为4份，润滑剂为0.5份，抗老化剂为0.5份，开口剂为0.3份。其他步骤与实施例1相同。
实施例4所制得可缓释施肥生物降解渗水地膜进行水蒸气透过测试，测试方法参考GB/T 1037-1988塑料薄膜和片材透水蒸气性试验方法-杯式法，测试结果显示其水蒸气透过量为535g/(m2·24h)，说明渗水地膜具有较好的调温、调湿和调气等性能。
该薄膜的保温性能测试方法与实施例1相同，且是同时进行。渗水性能试验和力学性能测试方法参考实施例1，测试结果如表4所示。
表4
由表4可知，所制得渗水地膜具有调温、调湿、调气和全生物降解等功能，同时具有较好的保温功效，有利于农作物生长。
实施例5
与实施例1的区别在于，组分配比不同。按质量百分含量称取经干燥处理的物料，分别是PBAT为30份，PPC为30份，PBS为20份、功能性渗水助剂为35份，相容剂为4份，润滑剂为0.5份，抗老化剂为0.5份，开口剂为0.3份。其他步骤与实施例1相同。
实施例5所制得可缓释施肥生物降解渗水地膜进行水蒸气透过测试，测试方法参考GB/T 1037-1988塑料薄膜和片材透水蒸气性试验方法-杯式法，测试结果显示其水蒸气透过量为515g/(m2·24h)，说明渗水地膜具有较好的调温、调湿和调气等性能。
该薄膜的保温性能测试方法与实施例1相同，且是同时进行。渗水性能试验和力学性能测试方法参考实施例1，测试结果如表5所示。
表5
由表5可知，所制得渗水地膜具有调温、调湿、调气和全生物降解等功能，同时具有较好的保温功效，有利于农作物生长。
对比例1
与实施例1的区别在于，不添加功能性渗水助剂。按质量百分含量称取经干燥处理的物料，分别是PBAT为40份，PPC为10份，PBS为10份、相容剂为4份，润滑剂为0.5份，抗老化剂为0.5份，开口剂为0.3份。其他步骤与实施例1相同。
将对比例1所制得地膜进行水蒸气透过测试，测试方法参考GB/T1037-1988塑料薄膜和片材透水蒸气性试验方法-杯式法，测试结果显示其水蒸气透过量为135g/(m2·24h)，说明渗水地膜具有较差的调温、调湿和调气等性能。
该薄膜的保温性能测试方法与实施例1相同，且是同时进行。渗水性能试验和力学性能测试方法参考实施例1，测试结果如表6所示。
表6
由表6可以看出，与实施例1相比，发现对比例1所制得地膜经过水浸泡之后，地膜不渗水，同时冬天地膜内温度比实施例1的要低1.2度，对比例1所制得地膜覆盖的农作物生长速度较慢。
对比例2
与实施例1的区别在于，采用多孔填料直接替代功能性渗水助剂。按质量百分含量称取经干燥处理的物料，分别是PBAT为40份，PPC为10份，PBS为10份、硅藻土为35份，相容剂为4份，润滑剂为0.5份，抗老化剂为0.5份，开口剂为0.3份。其他步骤与实施例1相同。
对比例2所制得地膜进行水蒸气透过测试，测试方法参考GB/T 1037-1988塑料薄膜和片材透水蒸气性试验方法-杯式法，测试结果显示其水蒸气透过量为185g/(m2·24h)，说明渗水地膜具有较差的调温、调湿和调气等性能。
该薄膜的保温性能测试方法与实施例1相同，且是同时进行。渗水性能试验和力学性能测试方法参考实施例1，测试结果如表7所示。
表7
与实施例1相比，本对比例2所制得地膜不渗水，显然可见，对多孔填料进行改性制备得到的功能性渗水助剂对地膜具有良好的渗水效果。
对比例3
与实施例1的区别在于，功能性渗水助剂中亲水剂的种类不同。将亲水剂调整为聚乙二醇、淀粉。其他步骤与实施例1相同。
对比例3所制得地膜进行水蒸气透过测试，测试方法参考GB/T 1037-1988塑料薄膜和片材透水蒸气性试验方法-杯式法，测试结果显示亲水剂调整为聚乙二醇、淀粉时，其水蒸气透过量为225g/(m2·24h)、315g/(m2·24h)，说明渗水地膜具有较差的调温、调湿和调气等性能。
该薄膜的保温性能测试方法与实施例1相同，且是同时进行。渗水性能试验和力学性能测试方法参考实施例1，测试结果如表8所示。
表8
由表8可知，亲水剂选用聚乙二醇或淀粉所制得地膜不渗水，无法实现本发明的预期目的。
本发明在传统渗水地膜中主要是利用加入的亲水剂溶解于雨水中后形成渗水通道，然而这种直接将亲水剂加入到PBAT等基体材料中，亲水剂容易在基体材料中团聚形成较大的渗水颗粒，当这种较大的颗粒全部溶解在雨水中后会形成较大的孔，从而影响地膜的力学性能及保温功能，同时，渗水通道在PBAT等基体材料中分散也不均匀，会影响渗水效果。本专利将一定比例的改性多孔填料作为功能性渗水助剂，当在PBAT等基体材料中添加改性多孔填料含量达到一定比例后，多孔填料间互相搭接形成一定的连续网络结构；制备得到的地膜在遇到降水时，经改性后土多孔填料中的聚乙烯吡络烷酮会溶解在雨水中，从而利用填料内部的多孔通道以及填料之间的网络结构，最终在地膜中形成一个高效的渗水通道。与传统技术相比，本技术利用多孔填料内部的多孔通道以及填料之间的网络结构形成的渗水通道对雨水有很好的渗水性能，不会在地膜中形成孔洞，另外，该技术所形成的渗水通道较均匀，更有利于地膜下植物的生长。
传统的地膜为了降解成本，会添加大量的无机填料，导致地膜的导热系数增大，从而会在一定程度降低地膜的保温性能，另外，传统地膜在温度较高时会引起烧苗或闷坏种子。本技术添加的填料为多孔结构，多孔结构会使材料具有很好的保温性能，更重要的是，当地膜下温度过高时，由于膜内外存在压差，地膜内的气体可通过硅藻土的多孔结构形成的通道缓慢排放出地膜外，从而避免膜内温度过高引起烧苗或闷坏种子现象。
如果采用未经改性的多孔填料直接加入到PBAT等基体材料中制备地膜，在熔融加工过程中，熔融的PBAT等基体材料会进入填料的多孔结构中，使多孔结构封闭，导致地膜不具备渗水性能。在本技术中，由于聚乙烯吡络烷酮能溶解在水中，多孔填料经改性后多孔结构中会有聚乙烯吡络烷酮的存在，在熔融加工过程中，聚乙烯吡络烷酮的存在会阻碍熔融的PBAT等基体材料进入多孔填料的多孔结构内部，另外，多孔结构中的聚乙烯吡络烷酮在后期使用过程中遇雨水时会溶解在雨水中，从而使制备得到的地膜具有较好的渗水性能。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种保温可生物降解渗水地膜，其特征在于：按重量份数计，包括PBAT为30～70份、PPC为1～30份、PBS为1～20份、功能性渗水助剂为10～45份、相容剂为1～7份、润滑剂为0.5～5份、抗老化剂为0.1～1份、开口剂为0.1～1份；所述功能性渗水助剂由多孔填料和填充多孔填料的亲水剂组成；所述多孔填料为硅藻土、海泡石中的一种或两种，其粒径范围为50～500μm；所述亲水剂为聚乙烯吡络烷酮；所述多孔填料与所述亲水剂的质量比为5:1～20:1。
2.如权利要求1所述的保温可生物降解渗水地膜，其特征在于：所述相容剂为PBAT-GMA、PBAT-MAH中的一种或两种的混合物。
3.如权利要求1或2所述的保温可生物降解渗水地膜，其特征在于：所述润滑剂为芥酸酰胺、硬酯酸中的一种或两种的混合物。
4.如权利要求3所述的保温可生物降解渗水地膜，其特征在于：所述抗老化剂为UV-531、UV-770、UV-3030中的一种或多种的混合物。
5.如权利要求1、2、4中任一项所述的保温可生物降解渗水地膜，其特征在于：所述开口剂为二氧化硅、EBS衍生物中的一种或两种的混合物。
6.如权利要求5所述的保温可生物降解渗水地膜，其特征在于：所述多孔填料与所述亲水剂的质量比为10:1。
7.如权利要求1～6中任一项所述的保温可生物降解渗水地膜的制备方法，其特征在于：包括，
提供功能性渗水助剂；
将所需原料进行干燥处理；
称取PBAT、PBS、PPC、功能性渗水助剂、相容剂、润滑剂、抗老化剂、开口剂，将混合原料在室温条件下放入高混机中进行搅拌；
将得到的所述混合物加入双螺杆挤出机中进行熔融挤出、切粒，得到母粒；
将所得到的母粒进行干燥、经过吹膜机进行吹膜，即得到保温可生物降解渗水地膜。
8.如权利要求7所述的保温可生物降解渗水地膜的制备方法，其特征在于：所述进行熔融挤出，挤出机长径比为20:1～60:1，挤出机温度为一区温度80～100℃、二区温度140～180℃、三区温度140～180℃、四区温度140～180℃、五区温度160～170℃。
9.如权利要求7或8所述的保温可生物降解渗水地膜的制备方法，其特征在于：所述提供功能性渗水助剂，包括，
将多孔填料热处理；
在蒸馏水中加入经热处理过的多孔填料和聚乙烯吡络烷酮，搅拌均匀后经过超声处理，最后干燥。
10.如权利要求9所述的保温可生物降解渗水地膜的制备方法，其特征在于：所述将多孔填料热处理，在600～700℃下热处理30min～120min。
CN202310278810.2A 2023-03-21 2023-03-21 一种保温可生物降解渗水地膜及其制备方法 Active CN116285253B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310278810.2A CN116285253B (zh) 2023-03-21 2023-03-21 一种保温可生物降解渗水地膜及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310278810.2A CN116285253B (zh) 2023-03-21 2023-03-21 一种保温可生物降解渗水地膜及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN116285253A CN116285253A (zh) 2023-06-23
CN116285253B true CN116285253B (zh) 2024-04-26

Family

ID=86814678

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310278810.2A Active CN116285253B (zh) 2023-03-21 2023-03-21 一种保温可生物降解渗水地膜及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116285253B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117362942A (zh) * 2023-09-26 2024-01-09 山东天一生物降解塑业有限公司 一种旱作农业区专用全生物降解渗水地膜

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101798449A (zh) * 2010-04-16 2010-08-11 东北林业大学 多孔介质/生物降解聚合物共混材料及其制备方法
CN102936400A (zh) * 2012-11-21 2013-02-20 武汉华丽生物材料有限公司 全降解驱虫地膜及其制备方法
CN105001493A (zh) * 2015-07-23 2015-10-28 安徽德琳环保发展（集团）有限公司 一种由纳米海泡石负载交联淀粉改性的能吸附重金属的低密度聚乙烯降解地膜及其制备方法
CN112210198A (zh) * 2020-10-26 2021-01-12 苏州和塑美科技有限公司 一种生物降解复合材料及其制备方法和在生产地膜中的应用
CN113528094A (zh) * 2021-07-06 2021-10-22 塔里木大学 一种常温无渗漏的有机无机耦合相变材料
CN113841551A (zh) * 2021-08-06 2021-12-28 青岛润兴塑料新材料有限公司 一种花生种植用全生物降解地膜
CN114685955A (zh) * 2022-04-29 2022-07-01 贵州省材料产业技术研究院 一种可缓释施肥生物降解渗水地膜及其制备方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101798449A (zh) * 2010-04-16 2010-08-11 东北林业大学 多孔介质/生物降解聚合物共混材料及其制备方法
CN102936400A (zh) * 2012-11-21 2013-02-20 武汉华丽生物材料有限公司 全降解驱虫地膜及其制备方法
CN105001493A (zh) * 2015-07-23 2015-10-28 安徽德琳环保发展（集团）有限公司 一种由纳米海泡石负载交联淀粉改性的能吸附重金属的低密度聚乙烯降解地膜及其制备方法
CN112210198A (zh) * 2020-10-26 2021-01-12 苏州和塑美科技有限公司 一种生物降解复合材料及其制备方法和在生产地膜中的应用
CN113528094A (zh) * 2021-07-06 2021-10-22 塔里木大学 一种常温无渗漏的有机无机耦合相变材料
CN113841551A (zh) * 2021-08-06 2021-12-28 青岛润兴塑料新材料有限公司 一种花生种植用全生物降解地膜
CN114685955A (zh) * 2022-04-29 2022-07-01 贵州省材料产业技术研究院 一种可缓释施肥生物降解渗水地膜及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN116285253A (zh) 2023-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104311253B (zh) 一种壳聚糖缓释肥料微球及其制备方法
CN116285253B (zh) 一种保温可生物降解渗水地膜及其制备方法
CN114685955B (zh) 一种可缓释施肥生物降解渗水地膜及其制备方法
CN106543667A (zh) 一种可生物降解塑料树脂及其制备工艺
CN102924855A (zh) 一种可控呼吸保鲜膜及其制备方法
CN111471464B (zh) 一种用于沙漠戈壁地区的土壤调理剂及其应用方法
CN106883501A (zh) 一种旱作农业区增强型生态降解地膜及其制备方法
CN109161173A (zh) 一种可控淀粉基生物降解农用地膜
CN111154166A (zh) 一种油页岩半焦基多功能地膜及其制备方法
CN102295934B (zh) 一种液体农用地膜及其生产方法
CN113207600B (zh) 全生物降解地膜覆膜的花生种植方法
CN109233079A (zh) 一种渗水型降解地膜及其制备方法
CN112980167A (zh) 一种可降解农用地膜及其制备方法
CN107162862A (zh) 一种水稻育秧用保湿增肥块及制备方法
CN106982683A (zh) 一种旱作农业区生物全降解材料及其制备方法
CN107674684A (zh) 一种土壤酸碱度调节剂
CN106587692A (zh) 一种可降解骨料的制备方法
CN103373879A (zh) 一种烟草专用可降解固体地膜及其制备方法
CN107987345A (zh) 一种可控透水透气塑料薄膜及其制备方法
CN109082059B (zh) 一种砂梨种植用地面覆盖材料及其制备方法
CN115124779B (zh) 花生种植用聚乙烯改性新型可控复合降解地膜
CN106336567A (zh) 蓝色可降解地膜及其制备方法
EP0746534B1 (en) Process for producing a compost material of high water absorbing and retaining capacity obtained especially from wood cutting industry wastes
Wang et al. Biodegradable and multifunctional black mulch film decorated with darkened lignin induced by iron ions for “green” agriculture
CN117511557B (zh) 一种复合型土壤保水抗渗剂及其应用

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
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant