一种保水环保木质素-淀粉-红麻复合地膜及制备方法技术

本发明专利技术属于农用薄膜的技术领域，提供了一种保水环保木质素‑淀粉‑红麻复合地膜及制备方法。该方法通过将木质素磺化，然后与淀粉溶液混合后流延成膜，制得木质素‑淀粉复合膜，进一步与红麻纸地膜压制复合，制得木质素‑淀粉‑红麻复合地膜。与传统方法相比，本发明专利技术制备的复合地膜，生物降解性好，环保性能优异，并且薄膜强度较高，耐水性好，具有良好的保水性能，可根据不同需求得到不同透气性和不同保温性能的复合薄膜，以满足不同地区及不同季节的使用需求，同时原料来源广，成本低，产品性价比高。

【技术实现步骤摘要】
一种保水环保木质素-淀粉-红麻复合地膜及制备方法
本专利技术属于农用薄膜的
，提供了一种保水环保木质素-淀粉-红麻复合地膜及制备方法。
技术介绍
农用薄膜是继种子、化肥、农药之后的农业重要生产资料，它的应用为我国农业生产带来了一场革命，对农业增效、农民增收作出了重要贡献。主要是棚膜和地膜、饲草用膜、遮阳网、防虫网等现代农用覆盖材料。常使用的薄膜为普通聚氯乙烯薄膜、聚氯乙烯无滴膜、普通聚乙烯薄膜、聚乙烯无滴膜、聚乙烯多功能复合膜以及EVA多功能复合膜等。随着农业科学技术的迅速发展，对地膜的需求量将会继续增长。在农用地膜的功能中，保水性是非常重要的一项，保水性也是评价土壤的重要指标。水分是植物生长的基本要素，而我国作为世界上水资源缺乏的国家之一，对于农用灌溉水利用率的提高至关重要，不仅可以提高农业生产效益，而且也可以缓和水资源供需紧张的局面。因此，提高地膜的保水性能成为农用地膜发展的重要内容。与此同时，由于地膜的一次性使用，每年都会有大量的残膜留在土壤里。塑料地膜多为分子量数万至数十万的聚乙烯，它们在自然界中很难降解。这些地膜碎片可在土壤中形成阴隔层，使土壤中的水、气、肥等流动受阻，造成土壤结构板结，严重危害生态环境，造成白色污染。因此，解决残膜污染土壤问题已成为地膜覆盖栽培技术的当务之急，为了解决这一问题，可降解地膜的研究应运而生。中国专利技术专利申请号201510041925.5公开了一种可降解的保水地膜，该保水地膜包括解淀粉芽孢杆菌IAE发酵味精废渣为主的发酵培养基形成的发酵液、木质纤维素和木质素磺酸钙，其中，发酵液、木质纤维素和木质素磺酸钙按照体积质量比为2L：3~5kg：0.05~0.1kg。但存在保水效果不理想，强度较差的缺点。中国专利技术专利申请号201710626450.5公开了一种保水增肥可生物降解农用地膜及其制备方法，制备过程包括：（1）将研磨后的低阶煤与KOH溶液加热至40~90℃，反应后趁热抽滤得滤液，冷却，调节pH值至酸性，静置至无固定物析出，然后进行减压抽滤，将滤饼干燥，得到低阶煤基腐殖酸；（2）将低阶煤基腐殖酸与亲水性单体、引发剂、交联剂反应制备低阶煤基腐殖酸高吸水树脂；（3）取可生物降解材料和低阶煤基腐殖酸高吸水树脂，混合造粒、吹膜，制得保水增肥可生物降解农用地膜。但存在生物降解性不理想，强度较差等缺点。综上所述，目前常用的农用地膜中，保水性能有待提升，并且普遍存在降解性较差的问题，残膜的累计对于土壤质量和肥力的影响较大，制约了农用地膜的可持续发展，因此开发一种保水性能优异的可降解复合底膜有着重要的意义。
技术实现思路
可见，现有技术的农用地膜普遍存在降解性差，并且保水性能不理想的缺点。针对这种情况，我们提出一种保水环保木质素-淀粉-红麻复合地膜及制备方法，可有效改善地膜的保水性能，并且生物降解性好，应用前景佳。为实现上述目的，本专利技术涉及的具体技术方案如下：一种保水环保木质素-淀粉-红麻复合地膜的制备方法，所述复合地膜制备的具体步骤如下：（1）将木质素加入亚硫酸钠的水溶液中，加入氧化剂，并调节pH值至13~14，加热进行反应，制得磺化木质素；（2）将淀粉微粒糊化，加入聚乙烯醇溶液中，加热到92~96℃搅拌至完全溶解，然后加入步骤（1）制得的磺化木质素、交联剂、增塑剂、聚丙烯酰胺、纳米碳酸钙、十二烷基苯磺酸钠，搅拌混合均匀，流延成膜并干燥，制得木质素-淀粉复合膜；（3）将红麻杆通过秸秆粉碎机制成红麻杆粉，然后与羧甲基纤维素、甘油、明胶、水混合，制成浆液，经过打浆、抄造，制得红麻纸地膜；（4）在步骤（2）制得的木质素-淀粉复合膜的表面涂覆一层聚氨酯，再覆盖步骤（3）制得的红麻纸地膜，并压制复合，制得一种保水环保木质素-淀粉-红麻复合地膜。优选的，步骤（1）所述氧化剂为硫酸铁、溴化铁、氯化铁、硝酸铁中的至少一种。优选的，步骤（1）所述加热反应的温度为120~130℃，时间为3~4h。优选的，步骤（1）所述各原料的重量份为，木质素40~45重量份、亚硫酸钠3~5重量份、水48~56重量份、氧化剂1~2重量份。优选的，步骤（2）所述聚乙烯醇溶液的质量浓度为15~20%。优选的，步骤（2）所述交联剂为甲醛、乙二醛、丁二醛中的至少一种。优选的，步骤（2）所述增塑剂为乙二醇、丙二醇、异丁醇、异戊二醇、三乙醇胺中的至少一种。优选的，步骤（2）所述各原料的重量份为，糊化淀粉微粒20~22重量份、聚乙烯醇溶液28~43重量份、交联剂1~3重量份、增塑剂1~2重量份、磺化木质素20~24重量份、聚丙烯酰胺8~11重量份、纳米碳酸钙6~8重量份、十二烷基苯磺酸钠1~2重量份。优选的，步骤（3）所述各原料的重量份为，红麻杆粉33~36重量份、羧甲基纤维素8~12重量份、甘油4~8重量份、明胶5~8重量份、水36~50重量份。本专利技术还提供了一种上述制备方法制备得到的保水环保木质素-淀粉-红麻复合地膜。所述复合地膜是通过将木质素磺化，然后与淀粉溶液混合后流延成膜，制得木质素-淀粉复合膜，进一步与红麻纸地膜压制复合而制得。本专利技术提供了一种保水环保木质素-淀粉-红麻复合地膜及制备方法，与现有技术相比，其突出的特点和优异的效果在于：1.本专利技术制得的复合地膜中，木质素、淀粉、红麻杆粉、聚乙烯醇均为可生物降解材料，地膜无需回收，可直接与肥料混合埋入土壤中。2.本专利技术的制备过程中，淀粉、改性木质素在成膜过程中发生交联反应，一方面使复合薄膜的强度提高，另一方面使耐水性提高，具有良好的保水性能。3.本专利技术的方法可通过抄造工艺的调整制得不同密度的红麻纸地膜层，以制得不同透气性和不同保温性能的复合薄膜，以满足不同地区及不同季节的使用需求。4.本专利技术的原料来源广，成本低，产品性价比高。具体实施方式以下通过具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明，但不应将此理解为本专利技术的范围仅限于以下的实例。在不脱离本专利技术上述方法思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包含在本专利技术的范围内。实施例1（1）将木质素加入亚硫酸钠的水溶液中，加入氧化剂，并调节pH值至13，加热进行反应，制得磺化木质素；氧化剂为硫酸铁；加热反应的温度为126℃，时间为3.5h；各原料的重量份为，木质素43重量份、亚硫酸钠4重量份、水52重量份、氧化剂1重量份；（2）将淀粉微粒糊化，加入聚乙烯醇溶液中，加热到93℃搅拌至完全溶解，然后加入步骤（1）制得的磺化木质素、交联剂、增塑剂、聚丙烯酰胺、纳米碳酸钙、十二烷基苯磺酸钠，搅拌混合均匀，流延成膜并干燥，制得木质素-淀粉复合膜；聚乙烯醇溶液的质量浓度为17%；交联剂为甲醛；增塑剂为乙二醇；各原料的重量份为，糊化淀粉微粒21重量份、聚乙烯醇溶液37重量份、交联剂2重量份、增塑剂1重量份、磺化木质素21重量份、聚丙烯酰胺9重量份、纳米碳酸钙7重量份、十二烷基苯磺酸钠2重量份；（3）将红麻杆通过秸秆粉碎机制成红麻杆粉，然后与羧甲基纤维素、甘油、明胶、水混合，制成浆液，经过打浆、抄造，制得红麻纸地膜；各原料的重量份为，红麻杆粉35重量份、羧甲基纤维素9重量份、甘油5重量份、明胶7重量份、水44重量份；（4）在步骤（2）制得的木质素-淀粉复合膜的表面涂覆一层聚氨酯，再覆盖步骤（3）制得的红麻纸地膜，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种保水环保木质素‑淀粉‑红麻复合地膜的制备方法，其特征在于，所述复合地膜制备的具体步骤如下：（1）将木质素加入亚硫酸钠的水溶液中，加入氧化剂，并调节pH值至13~14，加热进行反应，制得磺化木质素；（2）将淀粉微粒糊化，加入聚乙烯醇溶液中，加热到92~96℃搅拌至完全溶解，然后加入步骤（1）制得的磺化木质素、交联剂、增塑剂、聚丙烯酰胺、纳米碳酸钙、十二烷基苯磺酸钠，搅拌混合均匀，流延成膜并干燥，制得木质素‑淀粉复合膜；（3）将红麻杆通过秸秆粉碎机制成红麻杆粉，然后与羧甲基纤维素、甘油、明胶、水混合，制成浆液，经过打浆、抄造，制得红麻纸地膜；（4）在步骤（2）制得的木质素‑淀粉复合膜的表面涂覆一层聚氨酯，再覆盖步骤（3）制得的红麻纸地膜，并压制复合，制得一种保水环保木质素‑淀粉‑红麻复合地膜。

【技术特征摘要】
1.一种保水环保木质素-淀粉-红麻复合地膜的制备方法，其特征在于，所述复合地膜制备的具体步骤如下：（1）将木质素加入亚硫酸钠的水溶液中，加入氧化剂，并调节pH值至13~14，加热进行反应，制得磺化木质素；（2）将淀粉微粒糊化，加入聚乙烯醇溶液中，加热到92~96℃搅拌至完全溶解，然后加入步骤（1）制得的磺化木质素、交联剂、增塑剂、聚丙烯酰胺、纳米碳酸钙、十二烷基苯磺酸钠，搅拌混合均匀，流延成膜并干燥，制得木质素-淀粉复合膜；（3）将红麻杆通过秸秆粉碎机制成红麻杆粉，然后与羧甲基纤维素、甘油、明胶、水混合，制成浆液，经过打浆、抄造，制得红麻纸地膜；（4）在步骤（2）制得的木质素-淀粉复合膜的表面涂覆一层聚氨酯，再覆盖步骤（3）制得的红麻纸地膜，并压制复合，制得一种保水环保木质素-淀粉-红麻复合地膜。2.根据权利要求1所述一种保水环保木质素-淀粉-红麻复合地膜的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述氧化剂为硫酸铁、溴化铁、氯化铁、硝酸铁中的至少一种。3.根据权利要求1所述一种保水环保木质素-淀粉-红麻复合地膜的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述加热反应的温度为120~130℃，时间为3~4h。4.根据权利要求1所述一种保水环保木质素-淀粉-红麻复合地膜的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述各原料的重量份为，木质素40~45重量...

【专利技术属性】
技术研发人员：张玉英，
申请(专利权)人：张玉英，
类型：发明
国别省市：四川,51