一种可拉伸型有机废渣基可降解地膜及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种可拉伸型有机废渣基可降解地膜及其制备方法。该地膜由有机废渣、酸处理剂、氧化剂以及任选的粘合剂和/或增塑剂，任选地在酯化反应催化剂条件下进行酯化反应制得。本发明专利技术的地膜制备方法操作简单，反应效率高，制备得到地膜具有优良的拉伸性能，断裂伸长率(％E)≥120％-250％，拉伸负荷≥1.3-2.8N，均满足国标对地膜物理机械性能指标要求(GB 13735-92)；所制得的地膜降解周期稳定，且120天降解率≥50％-80％(质量)，降解周期为180天-1年。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于生物材料
，具体设及一种可拉伸型有机废渣基可降解地膜及 其制备方法。
技术介绍
地膜覆盖技术是一种通过将塑料薄膜覆盖于±地表面，从而保护植物根系生长发 育的栽培技术。由于其主要作用是通过保护±壤溫度及湿度从而达到保护根系的作用，因 此地膜覆盖技术又被称之为促根栽培技术。相较欧美及日本地区，我国地膜覆盖技术使用 时间较晚，然而自20世纪80年代农用地膜覆盖技术引入我国后，因其特有的保溫、保湿、 保肥、防寒等显著优点，再加之我国特殊的地理环境：地处季风地带，80%W上耕地存在干 旱、低法和盐碱等障碍因素，特别是在广阔的西北地区，±壤沙化、±壤盐溃化等现象十分 严重，急需进行调理和改良，使得地膜的需求量日益增长。目前，我国已成为农用地膜生产 和使用量最多的国家。 然而，由于现阶段农业中使用地膜仍W人工合成的石油基高分子聚合物为主，其 存在结构紧密、分子量大，结构中缺乏可W被微生物利用的功能基团，因此其降解难度极 大，可在自然界中稳定存在几百年W上。加之地膜回收难度大，使用后大量散落田间，随着 使用量及年限的增加，残膜对±壤及环境的危害越来越严重。农业部调查结果表明，我国± 壤中残膜量达到60-90kg/hm2,连续覆膜20年，±壤中平均残膜量可高达300.化g/hm2。相 关测定发现，残膜量58.SkgAm2时，蔬菜产量下降14. 6 % -59. 2 %，小麦下降9 % -16 %，大 豆下降5. 5% -9%。此外，残膜也会由于对河流的堵塞，被牲畜误食W及不恰当处理，如焚 烧等，对环境及生态带来严重影响及破坏。因此，可降解地膜研究成为了当前国内外研究的 重点。 专利CN20396010抓提供了一种黑白双色可降解地膜，在W线性低密度聚乙締为 原料的条件下，通过添加氧化生物可降解母粒，达到完全降解的目的。然而，由于原料仍为 不可降解的线性低密度聚乙締，地膜降解为小片段后残留在±壤中，无法从根本上解决白 色污染。 阳0化]专利CN1445275提供了一种W聚乙締醇为主要原料的可降解地膜，该地膜可完全 生物降解，避免白色污染。然而，由于石油不可再生资源的日益匿乏，W石化材料为生产原 料的地膜价格昂贵，不适用于农业生产。 专利CN102329435A提供了一种W玉米淀粉为主要原料的复合全降解地膜材料， 通过淀粉与聚乙締醇、甘油、尿素等组分共混，挤出造粒制备而成。该地膜W淀粉为原料，在 全球存在粮食危机的背景下，与民争粮，不利于其推广及应用。 专利CN1217351提供了一种农用植物纤维地膜，利用传统造纸工艺，制备得到可 完全降解的地膜，然而由于覆盖40-50天便可自行降解，降解速度快，无法满足农作物生长 期对±壤保溫保墙的需求。 专利CN101333774提供了一种用农作物賴杆制作农用全降解纸地膜方法，采用静 置氧化催解制浆法制备得到农用全降解纸地膜，代替塑料地膜用于农田覆盖，不仅经济效 益好，而且完全消除塑料地膜对±壤造成的严重污染。然而，W上地膜均存在降解周期短， 脆性大，易破碎，不宜机械铺膜等问题，导致其在实际农业生产中极少使用。 因此，目前急需研究开发一种成本低廉，机械性能优良，可机械铺膜，降解周期稳 定，满足农作物生长需求的非粮食基非石油基的可拉伸型有机废渣基可降解地膜及其制备 方法。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种可拉伸型有机 废渣基可降解地膜及其制备方法。该地膜由有机废渣、酸处理剂、氧化剂W及任选的粘合剂 和/或增塑剂任选地在醋化反应催化剂存在条件下反应后获得的成膜混合浆液制得。该地 膜属于非粮食基非石油基地膜，制备成本低廉，机械性能优良，可机械铺膜，降解周期稳定， 且可完全降解，能够满足农作物生长需求。 为此，本专利技术第一方面提供了一种可拉伸型有机废渣基可降解地膜，其由W下基 于有机废渣重量计的组分在醋化反应催化剂存在条件下反应后获得的成膜混合浆液制 得： 组分a,有机废渣 100%; 组分b，酸处理剂 0.5%-5%; 组分C，氧化剂 組分d，粘合剂 过0%; 组分6，增塑剂 邹％; 其中，基于有机废渣重量计，所述醋化反应催化剂的添加量《1%。 根据本专利技术，所述有机废渣包括农业废渣和/或发酵残渣。所述农业废渣包括小 麦教皮、稻壳、玉米賴杆和苹果渣中的一种或多种。所述发酵残渣包括玉米油渣、玉米淀粉 渣、酱油渣、巧樣酸渣、酒糟和抗生素菌渣中的一种或多种。所述抗生素菌渣包括四环素渣、 鄉霉素渣、庆大霉素渣、头抱霉素菌渣和青霉素菌渣中的一种或多种。 根据本专利技术，所述酸处理剂为无机酸和/或有机酸。所述无机酸包括硝酸、憐酸、 盐酸和硫酸中的一种或多种。所述有机酸包括醋酸、草酸、巧樣酸、顺下締二酸和顺下締二 酸酢中的一种或多种。 根据本专利技术，所述氧化剂包括过氧化氨、高舰酸钟、过氧乙酸、过硫酸钟和过硫酸 锭中的一种或多种。 根据本专利技术，所述醋化反应催化剂包括硫酸盐、无机氯化物和有机酸盐中的一 种或多种。所述硫酸盐包括硫酸铁锭（NH4Fe(S〇4)2, 12&0)、硫酸氨钟（KHS04)、硫酸锋 狂nS〇4)、硫酸侣钟（A化(S〇4) 2 ? 9&0)和硫酸侣（Alz(S〇4) 3)中的一种或多种。所述无 机氯化物包括氯化侣（AlCU和/或氯化铁（FeCls? 6&0)。所述有机酸盐包括乙酸锋 ((CHsCOO)ZZn)和 / 或乙酸钢（CHsCOONa)。 本专利技术中，所述地膜的断裂伸长率> 120%-250%;拉伸负荷> 1.3-2. 8N; 120 天降解率>50%-80% (质量）；降解周期为180天-I年。优选所述地膜的断裂伸长率 > 159% ;拉伸负荷> 3N;120天降解率> 55% -70% (质量）。 本专利技术第二方面提供了一种如本专利技术第一方面所述地膜的制备方法，包括： 步骤A，将有机废渣与自来水混合配制有机废渣预处理液； 步骤B，向有机废渣预处理液中加入酸处理剂和氧化剂，采用揽拌处理得到有机废 渣混合液； 步骤C，将有机废渣混合液在揽拌的条件下进行醋化反应，得到成膜混合浆液； 步骤D，将成膜混合浆液制成地膜。 在本专利技术的一些实施例中，在步骤C中，向所述有机废渣混合液中加入粘合剂溶 液、增塑剂和醋化反应催化剂中的至少一种进行醋化反应。 阳0巧]本专利技术中所述粘合剂溶液为粘合剂与自来水按固液质量比为1: (10-25)配制而 成的溶液。 根据本专利技术的一些【具体实施方式】，在步骤C中，所述醋化反应的溫度为40-120°C。 所述醋化反应的时间为20-480min。优选所述醋化反应的时间为20-240min。所述揽拌的 转速为 5〇-350;rpm。 在本专利技术的一些实施例中，在步骤A中，所述有机废渣与自来水的固液质量比为 1:(2-15)。 根据本专利技术的一些【具体实施方式】，在步骤B中，所述揽拌处理的溫度为30-120°C。 所述揽拌处理的时间为15-360min。优选所述揽拌处理的时间为15-180min。所述揽拌的 转速为50-350巧m。 根据本专利技术，在步骤D中，还包括使用中和剂调节成膜混合浆液的抑值为中性； 所述中和剂包括氧化物、弱碱和碳酸盐中的一种或多本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可拉伸型有机废渣基可降解地膜，其由以下基于有机废渣重量计的组分在酯化反应催化剂存在条件下反应后获得的成膜混合浆液制得：其中，基于有机废渣重量计，所述酯化反应催化剂的添加量≤1％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：苏海佳，马泽峰，马彧博，秦丽珍，谭天伟，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11