|
本发明涉及农用地膜技术领域。更具体地说，本发明涉及一种剑麻纤维增强淀粉环保地膜及其制备方法。
目前，地膜覆盖技术在农业中得到了广泛推广，应用到了小麦、水稻、玉米、大豆、高粱、棉花等作物的种植中，增产效果明显。由于现在大量使用的地膜是不可降解的高分子化合物，既不受微生物侵蚀，也不能自行分解。长此下去，必然会给后人带来难以解决的污染危害。因此，研究可降解地膜逐渐受到重视。淀粉是自然界丰富的可再生资源，无毒无害，可完全生物降解，然而较差的力学性能却限制了其应用。
本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。 本发明还有一个目的是提供一种剑麻纤维增强淀粉环保地膜及其制备方法，其能够很好地保持土壤水分，残留的地膜可完全降解，不会污染环境，且具有优异的力学性能和耐高温性。 为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种剑麻纤维增强淀粉环保地膜，包括以下重量份数的原料：淀粉40份、剑麻纤维100份、低熔指线形低密度聚乙烯树脂5份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂3份、远红外陶瓷粉3份、苯并三唑类紫外线吸收剂1份、麦饭石5份、酪蛋白酸钠5份、钛酸正丁酯25份、聚对苯二甲酸丁二酯20份、白炭黑15份、亚麻油籽5份、丝素蛋白20份、磷酸胍5份、山梨醇5份、滑石粉5份、鱼腥草提取物20份； 其中，低熔指线形低密度聚乙烯树脂的熔体流动速率mfr≤1； 所述鱼腥草提取物的制备方法为：将鱼腥草干燥、粉碎，与10倍质量的水混合，进行超声波处理，控制超声波功率为120w，保持30min，过滤，分离滤渣和滤液，滤液旋蒸至原有体积的1/10，得到浓缩液，将滤渣溶解于浓度为5g/l的茶多糖水溶液，超声分散后，加入浓缩液和聚乙烯醇，加热搅拌至稠状，烘干至含水量低于5％，即得。 优选的是，所述的剑麻纤维增强淀粉环保地膜，所述淀粉为木薯淀粉，其直链淀粉含量在20％以上，水含量在10％以下。 一种剑麻纤维增强淀粉环保地膜的制备方法，包括以下步骤： 步骤一、将质量比为10:1:2:0.2:1.5的所述淀粉、甘油、马来酸二辛酯、水混合，在150℃通过挤出机进行熔融共混接枝反应，即改性淀粉； 步骤二、将所述剑麻纤维粉碎、膨化，加入2倍质量的1wt.％的酸液，在120℃下保持1h，过滤、清洗、干燥、粉碎，得到第一混合物，向第一混合物中加入3倍质量的10wt.％的碱液，搅拌，在30℃下保持1h，过滤、清洗、干燥，控制含水量为10％，得到第二混合物，将质量比为5:10:1将第二混合物、丙烯酸甲酯、过硫酸钾混合，通入ar，控制压力为1mpa、温度为40℃，保持5h，加入10wt.％醋酸溶液中和ph至7，过滤、清洗、干燥，即得改性剑麻纤维； 步骤三、将步骤一制备的改性淀粉、步骤二制备的改性剑麻纤维导入高混机，并加入所述低熔指线形低密度聚乙烯树脂、所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂、所述远红外陶瓷粉、所述聚对苯二甲酸丁二酯，混合10min，再加入所述亚麻油籽、所述丝素蛋白、所述酪蛋白酸钠、所述鱼腥草浓缩物，混合10min，再加入所述麦饭石、所述苯并三唑类紫外线吸收剂、所述钛酸正丁酯所述磷酸胍，混合10min，最后加入剩余原料，混合10min，转移至吹膜机的料斗，熔融挤出吹塑，制成筒状地膜，切割、分卷、包装即得。 优选的是，所述的制备方法，制备的薄膜的厚度为0.01mm。 优选的是，所述的制备方法，吹膜机设置5个加热段，温度分别为190℃、195℃、200℃、205℃、210℃。 优选的是，所述的制备方法，酸液为硫酸溶液，碱液为氢氧化钠溶液。 本发明至少包括以下有益效果：本发明能够很好地保持土壤水分，残留的地膜可完全降解，不会污染环境，且具有优异的力学性能和耐高温性；采用剑麻纤维与淀粉复配，改善淀粉基地膜的力学性能，添加鱼腥草提取物，地膜降解后改善土质，提高抗菌性能，淀粉、剑麻纤维改性后得到以植物纤维为骨架的热塑性材料，相容性很好，能够达到热力学相容状态，避免产品的相分离现象，提高改性产品性能的稳定性，缓解大量非降解合成高分子材料废弃物造成的环境污染，远红外陶瓷粉能够提高地面温度，为农作物生长提供适宜的温度，利于农作物的生长，苯并三唑类紫外线吸收剂可强烈吸收波长280～340nm范围内的紫外光，提高地膜稳定性,低熔指聚乙烯树脂溶体流动速率小，数均分子量大、分子量分布窄、支链越少，所得制品初始力学强度高，耐用性好。 本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。 具体实施方式 下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。 需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。 <实施例1> 一种剑麻纤维增强淀粉环保地膜，包括以下重量份数的原料：淀粉40份、剑麻纤维100份、低熔指线形低密度聚乙烯树脂5份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂3份、远红外陶瓷粉3份、苯并三唑类紫外线吸收剂1份、麦饭石5份、酪蛋白酸钠5份、钛酸正丁酯25份、聚对苯二甲酸丁二酯20份、白炭黑15份、亚麻油籽5份、丝素蛋白20份、磷酸胍5份、山梨醇5份、滑石粉5份、鱼腥草提取物20份； 其中，低熔指线形低密度聚乙烯树脂的熔体流动速率mfr≤1； 所述鱼腥草提取物的制备方法为：将鱼腥草干燥、粉碎，与10倍质量的水混合，进行超声波处理，控制超声波功率为120w，保持30min，过滤，分离滤渣和滤液，滤液旋蒸至原有体积的1/10，得到浓缩液，将滤渣溶解于浓度为5g/l的茶多糖水溶液，超声分散后，加入浓缩液和聚乙烯醇，加热搅拌至稠状，烘干至含水量低于5％，即得； 所述淀粉为木薯淀粉，其直链淀粉含量在20％以上，水含量在10％以下。 一种剑麻纤维增强淀粉环保地膜的制备方法，包括以下步骤： 步骤一、将质量比为10:1:2:0.2:1.5的所述淀粉、甘油、马来酸二辛酯、水混合，在150℃通过挤出机进行熔融共混接枝反应，即改性淀粉； 步骤二、将所述剑麻纤维粉碎、膨化，加入2倍质量的1wt.％的硫酸溶液，在120℃下保持1h，过滤、清洗、干燥、粉碎，得到第一混合物，向第一混合物中加入3倍质量的10wt.％的氢氧化钠溶液，搅拌，在30℃下保持1h，过滤、清洗、干燥，控制含水量为10％，得到第二混合物，将质量比为5:10:1将第二混合物、丙烯酸甲酯、过硫酸钾混合，通入ar，控制压力为1mpa、温度为40℃，保持5h，加入10wt.％醋酸溶液中和ph至7，过滤、清洗、干燥，即得改性剑麻纤维； 步骤三、将步骤一制备的改性淀粉、步骤二制备的改性剑麻纤维导入高混机，并加入所述低熔指线形低密度聚乙烯树脂、所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂、所述远红外陶瓷粉、所述聚对苯二甲酸丁二酯，混合10min，再加入所述亚麻油籽、所述丝素蛋白、所述酪蛋白酸钠、所述鱼腥草浓缩物，混合10min，再加入所述麦饭石、所述苯并三唑类紫外线吸收剂、所述钛酸正丁酯所述磷酸胍，混合10min，最后加入剩余原料，混合10min，转移至吹膜机的料斗，吹膜机设置5个加热段，温度分别为190℃、195℃、200℃、205℃、210℃，熔融挤出吹塑，制成筒状地膜，切割、分卷、包装即得，制备的薄膜的厚度为0.01mm。 <对比例1> 一种剑麻纤维增强淀粉环保地膜，配方及制备方法同实施例1，不同的是，配方中的剑麻纤维替换为等量的淀粉，故也不包括步骤二的剑麻纤维改性处理。 <对比例2> 一种剑麻纤维增强淀粉环保地膜，配方及制备方法同实施例1，不同的是，不经过步骤一和步骤二，即不进行淀粉改性处理和剑麻纤维改性处理。 <对比例3> 一种剑麻纤维增强淀粉环保地膜，配方及制备方法同实施例1，不同的是，配方中不包括远红外陶瓷粉、苯并三唑类紫外线吸收剂、鱼腥草提取物。 <地膜物理强度测试实验> 根据gb/t1040.3进行测试，对实施例1、对比例1、2制备的地膜进行测试，结果如表1所示。 表1 表1说明，添加剑麻纤维后，制备的地膜拉伸强度得到大大提高，淀粉、剑麻纤维经改性处理后，断裂伸长率得到大大提高。 <地膜生物可降解性测试试验> 在3亩玉米地作试验，播种后，1亩覆盖实施例1制备的地膜，1亩覆盖对比例3制备的地膜，1亩不覆盖地膜，结果，实施例1制备的地膜覆盖的土地5天内发芽，对比例3制备的地膜覆盖的土地8天内发芽，未覆盖任何地膜的土地10天后陆续发芽。 在2亩废弃的田地，1亩覆盖实施例1制备的地膜，1亩覆盖对比例3制备的地膜，遇到雨水后，实施例1制备的地膜12天后即可降解，18天后明显闻到发酵分解出有机质肥料的味道，对比例3制备的地膜18天后既可降解，随后30天内未闻到有机质肥料的味道。 <地膜透光性能测试试验> 根据gb/t2410-2008进行测试，对实施例1、对比例2、3制备的地膜进行测试，结果如表2所示。 表2说明，淀粉、剑麻纤维改性后，吸释率大大提高，说明淀粉、剑麻纤维改性后相容性很好，制备的地膜渗水性优异，添加远红外陶瓷粉、苯并三唑类紫外线吸收剂、鱼腥草提取物后，制备的地膜可见光透光率、透气率大大提高。 这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。 尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。 |
|
|
