一种可降解农用地膜的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种可降解农用地膜的制备方法，属于环保领域。本发明专利技术由于石墨化碳存在大π共轭结构，与苯乙烯单体的芳香环之间存在较强的π‑π作用力，增大了光催化剂和多嵌段聚合物基体之间的粘结强度，因此可承担一定的载荷，从而使地膜的拉伸强度得以提高，同时在光照条件下能生成无机小分子，最终以二氧化碳等挥发性气体形式释放，利于地膜的分解。本发明专利技术解决了目前地膜为一次性使用，大量残膜会留在土壤中难以降解的问题。

Preparation method of degradable agricultural film

The invention discloses a degradable agricultural film preparation method, which belongs to the environmental protection field. Because graphitized carbon has a large-pion conjugated structure, there is a strong interaction between graphitized carbon and aromatic ring of styrene monomer, and the adhesion strength between photocatalyst and multi-block polymer matrix is increased, so the tensile strength of the plastic film can be increased, and at the same time, the tensile strength of the plastic film can be increased under light condition. It can produce small inorganic molecules, and eventually release them in the form of volatile gases such as carbon dioxide, which is conducive to the decomposition of the film. The present invention solves the problem that the plastic film is used for one-time, and a large number of residual film will remain in the soil and is difficult to be degraded.

【技术实现步骤摘要】
一种可降解农用地膜的制备方法
本专利技术属于环保领域，具体涉及一种可降解农用地膜的制备方法。
技术介绍
农膜又称农用地膜，主要成分是聚乙烯。主要用于覆盖农田，起到提高地温、保质土壤湿度、促进种子发芽和幼苗快速增长的作用，还有抑制杂草生长的作用。随着塑料工业的迅速发展，在农业方面，由于农用地膜的使用，有效的控制了土壤的温度和湿度，减少了水分和营养物质的流失，促进了农作物的高产和稳定，从而增加了农业生产的效益。农用塑料地膜在20世纪中叶开始应用。1955年日本首次应用于草莓生产，并进行推广。60年代初，法国、意大利、美国等国家开始在蔬菜、水果、咖啡、烟草、棉花等作物生产上应用农用塑料地膜，均获得良好效果。我国自1978年从日本引进塑料农用地膜覆盖技术以来，地膜覆盖技术在国内农业生产中得到了迅速推广，极大地提高了我国农作物产量。目前使用的农业地膜多用高分子PE、PVC聚合物，塑料地膜以化纤作原料，其主要成分为聚丙烯、聚氯乙烯，可以达到一定的保温保湿效果，但是地膜的一次性使用，降解时间长达二三百年，用后易破碎在农田中并夹杂了大量的沙土，很难回收利用。每年都会有大量的残膜留在土壤中。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，解决残留地膜污染土壤问题，已经成为地膜覆盖栽培技术的当务之急。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题：针对目前地膜为一次性使用，大量残膜会留在土壤中难以降解的问题，提供一种可降解农用地膜的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下所述的技术方案是：一种可降解农用地膜的制备方法，该制备方法包括如下步骤：（1）按质量份数计，取2~5份二水合醋酸锌、50~60份无水乙醇、10~15份聚乙二醇-400、5~8份氢氧化钠、100~150份蒸馏水混合，于四氟乙烯反应釜中，升温至110~120℃保温，冷却至室温，过滤，取沉淀干燥，得干燥物；（2）取干燥物按质量比1~3：500~600加入质量分数为10%的苯酚水溶液，于石英反应器中超声，并搅拌混，通入氮气保护，再于300W氙灯照射4~6h，抽滤，取抽滤渣干燥，升温至650~700℃保温，冷却至室温，研磨粉碎，过200目筛，收集过筛颗粒，备用；（3）取棉秆按质量比1：10~20加入蒸馏水，于95~100℃搅拌混合1~2h，冷却至室温，取出棉秆按质量比1：20~30加入硫酸，于50~55℃搅拌混合，过滤，取滤渣先经85~90℃的蒸馏水洗涤再经5~10℃蒸馏水洗涤，得洗涤物，按质量份数计，取20~30份洗涤物、100~150份氢氧化钠溶液、2~5份磷酸三钠、2~4份硅酸钠、3~5份脂肪醇聚氧乙烯醚，于40~50℃搅拌混合2~3h，打纤，调节pH至7~7.3，得预处理基料；（4）取硝酸按质量比1：4加入无水乙醇混合，得混合液，取预处理基料按质量比1：20~25加入混合液，于95~100℃搅拌混合，抽滤，取抽滤渣A，取质量分数为5%的硫酸铜溶液按质量比1：2加入氨水，再加入硫酸铜溶液2~6%的氢氧化钠和1~3%的葡萄糖搅拌混合，得搅拌混合物；（5）按质量份数计，取50~60份搅拌混合物、300~400份抽滤渣A、100~120份添加物、40~60份步骤（2）备用的过筛颗粒、120~150份乙酸乙酯、60~70份三氯甲烷、100~120份丙酮、20~30份醋酸溶液、30~50份海藻酸钠、30~40份丙三醇、20~30份水，超声分散5~10min，搅拌混合1~2h，于玻璃板上成膜，干燥，即得可降解农用地膜。所述步骤（5）中添加物的制备方法，包括如下步骤：A.取双（2-甲基丙酸）三硫代碳酸酯按质量比1：4~6加入N,N-二甲基甲酰胺，于-4~-2℃加入N,N-二甲基甲酰胺质量10~15%的四甲基胍搅拌混合，再加入四甲基胍质量2~3倍的1,3-二碘甲基-2-硝基苯，于20~25℃搅拌混合，得混合物，取混合物按质量比1：5加入甲醇，静置，取沉淀a；B.按质量份数计，取20~25份苯乙烯、10~16份沉淀a、1~3份偶氮二异丁腈、80~90份N,N-二甲基甲酰胺，通入氮气保护，于95~100℃搅拌混合，得混合物a，取混合物a按质量比1：5~8加入甲醇，静置，取沉淀b干燥，即得添加物。本专利技术与其他方法相比，有益技术效果是：（1）本专利技术利用二水合硫酸锌、苯酚溶液为原料，经光聚合反应制备聚苯酚化合物包覆的氧化锌纳米物质，然后再以氧化锌纳米物质表面均匀包覆的聚苯酚化合物作为碳源，通过热解反应制备了复合光催化剂，并通过1,3-二碘甲基-2-硝基苯和双（2-甲基丙酸）三硫代碳酸酯的高效酯化聚合反应，合成了在主链中含有邻硝基苄酯和三硫代碳酸酯基团的聚合物，邻硝基苄酯的衍生物及其聚合物在紫外光的照射下会发生裂解，生成邻亚硝基苯甲醛和羧酸，另一方面，三硫代碳酸酯基团在紫外辐照条件下也可以发生断裂反应，从而达到降解性能的提高，将其与苯乙烯聚合形成多嵌段聚合物，氧化锌纳米物质能够较好地分散在亲油性多嵌段聚合物基体中，另外，由于石墨化碳存在大π共轭结构，与苯乙烯单体的芳香环之间存在较强的π-π作用力，增大了光催化剂和多嵌段聚合物基体之间的粘结强度，因此可承担一定的载荷，从而使地膜的拉伸强度得以提高，同时在光照条件下能生成无机小分子，最终以二氧化碳等挥发性气体形式释放，利于地膜的分解；（2）本专利技术加入棉秆为主要原料，经过酸浸碱煮的过程预处理后，经硝酸、乙醇混合液提取纤维素，保证纤维素的配糖键部分不发生断裂，使得纤维素的聚合度和强力得到提高，再加入硫酸铜和氨水，使得纤维素中位于2、3位碳原子上的羟基与之反应，进行纤维素的溶解，加入葡萄糖进行保护防止发生氧化反应，加入丙三醇处理丙三醇渗透到聚合物大分子内部，使得分子之间的间隙变大，从而使膜的紧密性降低，透光率有所提高，提高了上述光催化剂的催化活性，并促进了植物的光合作用，同时利用纤维素结构，增加了地膜的透气性和吸湿性，能较好的吸附土壤表层的水汽，保证了土壤表面的水汽和土壤表面向外蒸发的水汽达到平衡，有利于农田保水保温，促进植物生长，降解后被土壤中的微生物分解成有机质，有利于农田保肥。具体实施方式棉秆：取自棉秆韧皮部，产自新疆阿克苏。添加物：A.取双（2-甲基丙酸）三硫代碳酸酯按质量比1：4~6加入N,N-二甲基甲酰胺，于-4~-2℃加入N,N-二甲基甲酰胺质量10~15%的四甲基胍，搅拌混合3~5min，再加入四甲基胍质量2~3倍的1,3-二碘甲基-2-硝基苯，于20~25℃搅拌混合10~12h，得混合物，取混合物按质量比1：5加入甲醇，静置3~5h，取沉淀a；B.按质量份数计，取20~25份苯乙烯、10~16份沉淀a、1~3份偶氮二异丁腈、80~90份N,N-二甲基甲酰胺，通入氮气保护，于95~100℃搅拌混合2~3h，得混合物a，取混合物a按质量比1：5~8加入甲醇，静置40~50min，取沉淀b干燥，即得添加物。一种可降解农用地膜的制备方法，包括如下步骤：（1）按质量份数计，取2~5份二水合醋酸锌、50~60份无水乙醇、10~15份聚乙二醇-400、5~8份氢氧化钠、100~150份蒸馏水混合，于四氟本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可降解农用地膜的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：（1）按质量份数计，取2~5份二水合醋酸锌、50~60份无水乙醇、10~15份聚乙二醇‑400、5~8份氢氧化钠、100~150份蒸馏水混合，于四氟乙烯反应釜中，升温至110~120℃保温，冷却至室温，过滤，取沉淀干燥，得干燥物；（2）取干燥物按质量比1~3：500~600加入质量分数为10%的苯酚水溶液，于石英反应器中超声，并搅拌混，通入氮气保护，再于300W氙灯照射4~6h，抽滤，取抽滤渣干燥，升温至650~700℃保温，冷却至室温，研磨粉碎，过200目筛，收集过筛颗粒，备用；（3）取棉秆按质量比1：10~20加入蒸馏水，于95~100℃搅拌混合1~2h，冷却至室温，取出棉秆按质量比1：20~30加入硫酸，于50~55℃搅拌混合，过滤，取滤渣先经85~90℃的蒸馏水洗涤再经5~10℃蒸馏水洗涤，得洗涤物，按质量份数计，取20~30份洗涤物、100~150份氢氧化钠溶液、2~5份磷酸三钠、2~4份硅酸钠、3~5份脂肪醇聚氧乙烯醚，于40~50℃搅拌混合2~3h，打纤，调节pH至7~7.3，得预处理基料；（4）取硝酸按质量比1：4加入无水乙醇混合，得混合液，取预处理基料按质量比1：20~25加入混合液，于95~100℃搅拌混合，抽滤，取抽滤渣A，取质量分数为5%的硫酸铜溶液按质量比1：2加入氨水，再加入硫酸铜溶液2~6%的氢氧化钠和1~3%的葡萄糖搅拌混合，得搅拌混合物；（5）按质量份数计，取50~60份搅拌混合物、300~400份抽滤渣A、100~120份添加物、40~60份步骤（2）备用的过筛颗粒、120~150份乙酸乙酯、60~70份三氯甲烷、100~120份丙酮、20~30份醋酸溶液、30~50份海藻酸钠、30~40份丙三醇、20~30份水，超声分散5~10min，搅拌混合1~2h，于玻璃板上成膜，干燥，即得可降解农用地膜。...

【技术特征摘要】
1.一种可降解农用地膜的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：（1）按质量份数计，取2~5份二水合醋酸锌、50~60份无水乙醇、10~15份聚乙二醇-400、5~8份氢氧化钠、100~150份蒸馏水混合，于四氟乙烯反应釜中，升温至110~120℃保温，冷却至室温，过滤，取沉淀干燥，得干燥物；（2）取干燥物按质量比1~3：500~600加入质量分数为10%的苯酚水溶液，于石英反应器中超声，并搅拌混，通入氮气保护，再于300W氙灯照射4~6h，抽滤，取抽滤渣干燥，升温至650~700℃保温，冷却至室温，研磨粉碎，过200目筛，收集过筛颗粒，备用；（3）取棉秆按质量比1：10~20加入蒸馏水，于95~100℃搅拌混合1~2h，冷却至室温，取出棉秆按质量比1：20~30加入硫酸，于50~55℃搅拌混合，过滤，取滤渣先经85~90℃的蒸馏水洗涤再经5~10℃蒸馏水洗涤，得洗涤物，按质量份数计，取20~30份洗涤物、100~150份氢氧化钠溶液、2~5份磷酸三钠、2~4份硅酸钠、3~5份脂肪醇聚氧乙烯醚，于40~50℃搅拌混合2~3h，打纤，调节pH至7~7.3，得预处理基料；（4）取硝酸按质量比1：4加入无水乙醇混合，得混合液，取预处理基料按质量比1：20~25加入混合液，于95~100℃搅拌混合，抽滤，取抽滤渣A，取...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞小峰，庄文琴，刘红妹，
申请(专利权)人：俞小峰，
类型：发明
国别省市：江苏,32