一种光和生物双降解地膜制造技术

本发明专利技术提供了一种光和生物双降解地膜，组分包括：包括改性玉米淀粉的第一组分，包括纳米二氧化钛、表面改性剂、复合烷基硫代氨基甲酸类光敏剂的第二组分，以及聚乙烯树脂；所述第一组分、第二组分和聚乙烯树脂的质量比为(20‑40):(2‑8):(50‑70)。本发明专利技术提供的光和生物双降解地膜，通过向含有纳米二氧化钛的地膜原料中加入复合烷基硫代氨基甲酸类光敏剂的方式，一方面无需再另行对原料组分进行处理，简化操作，降低成本，更适用于实际生产，另一方面该地膜还显示出了更好的力学性能，降解效率和降解程度也大大提高。实验数据显示，本发明专利技术提供的光和生物双降解地膜，在覆膜50天时降解率最高可达100％。

A Photobiodegradable Plastic Film

The invention provides a light and biodegradable plastic film, which comprises the first component of modified corn starch, including nano-titanium dioxide, surface modifier, second component of compound alkyl thiocarbamate photosensitizer, and polyethylene resin; the mass ratio of the first component, second component and polyethylene resin is (20 40): (2 8): (50 70). By adding compound alkyl thiocarbamate photosensitizer to film raw materials containing nano-titanium dioxide, the light and biodegradable film provided by the invention can simplify operation, reduce cost and be more suitable for actual production. On the other hand, the film also shows better mechanical properties, degradation efficiency and decrease. The degree of solution has also been greatly improved. The experimental data show that the light and biodegradable film provided by the invention can degrade up to 100% in 50 days.

【技术实现步骤摘要】
一种光和生物双降解地膜
本专利技术涉及地膜
，具体涉及一种光和生物双降解地膜。
技术介绍
目前，国内大部分农村已采用地膜覆盖栽培技术，已为农业生产创造出巨大的经济效益，但在一定程度上也造成了“白色污染”，大量残留在田地里不能降解的地膜，既阻断了土壤的毛细作用，又妨碍作物的根系发育，给农业生产带来负面影响，对农业生态环境造成严重破坏，因此目前地膜覆盖栽培技术所带来的弊病已成为农业生产亟待解决的问题。可降解地膜通常分为生物降解地膜、光降解地膜以及光/生物双降解地膜，但上述地膜仍主要以聚乙烯等聚合物为基材，降解不够彻底，同时还存在降解效率低、力学性能较差的问题。研究表明，光/生物双降解地膜在降解过程中，前期主要以光降解为主，当聚合物基材的分子量下降至5000左右时，主要以生物降解为主。现有技术中，人们发现向地膜中加入纳米二氧化钛可以大大提高光降解效率，但未经处理的纳米二氧化钛在聚合物基材中溶解性差，不易成型，因此通常需要对纳米二氧化钛进行改性处理，使得地膜的制备步骤更加繁琐，提高了地膜成本。同时也没有解决地膜的力学性能差，降解不够彻底的问题。公告号CN103834086B的专利技术专利公开了一种高效可控光氧化-生物降解塑料薄膜及其制备方法，通过向聚合物基材中添加纳米二氧化钛和亲水改性剂，使得地膜可高效降解，但未能改善地膜的力学性能，使用过量的聚合物基材还存在降解不够彻底，地膜的残留碎片较多的问题。公布号CN103554589A的专利技术专利申请公开了一种快速降解地膜，通过在聚乙烯中加入聚丙二醇、聚乙烯醇、环氧树脂等聚合物以及纳米二氧化钛，达到使地膜快速降解的目的，但同样未能改善地膜的力学性能，仅光降解仍存在降解不够彻底，地膜的残留碎片较多的问题。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种光和生物双降解地膜，其中地膜组分包括：包括改性玉米淀粉的第一组分，包括纳米二氧化钛、表面改性剂、复合烷基硫代氨基甲酸类光敏剂的第二组分，以及聚乙烯树脂；所述第一组分、第二组分和聚乙烯树脂的质量比为(20-40):(2-8):(50-70)。优选的，地膜的组分中第一组分、第二组分和聚乙烯树脂的质量比为(25-45):(5-8):(55-65)。进一步地，所述第一组分、第二组分和聚乙烯树脂的质量比为30:8:61。进一步地，所述第二组分中，纳米二氧化钛、表面改性剂、复合烷基硫代氨基甲酸类光敏剂的质量比为5:2:1。优选的，纳米二氧化钛为锐钛矿型二氧化钛，粒径为20-50纳米。进一步地，在上述地膜中，表面改性剂选自聚丙烯酸钠、聚乙二醇、聚丙二醇、聚乙烯醇中的一种或多种，优选聚丙烯酸钠；表面改性剂的分子量为5k-10k，优选的，表面改性剂的分子量为10k。进一步地，在上述地膜中，复合烷基硫代氨基甲酸类光敏剂选自二甲基二硫代氨基甲酸铁(FeDMC)、二乙基二硫代氨基甲酸铁(FeDEC)、二丁基二硫代氨基甲酸铁(FeDBC)、二丁基二硫代氨基甲酸镍(NiDBC)、二丁基二硫代氨基甲酸铈(CeDBC)中至少两种的混合物。更进一步地，复合烷基硫代氨基甲酸类光敏剂为包括二乙基二硫代氨基甲酸铁(FeDEC)和二丁基二硫代氨基甲酸铈(CeDBC)的复合光敏剂，其中二乙基二硫代氨基甲酸铁和二丁基二硫代氨基甲酸铈的质量比为(3-4):(1-2)。进一步地，地膜组分中还包括增塑剂、抗氧化剂和光稳定剂。其中，增塑剂选自柠檬酸三丁酯、乙酰柠檬酸三丁酯、邻苯二甲酸二辛酯中的一种或多种；抗氧化剂可以是抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1076、抗氧剂126和抗氧剂DLTP中的一种或多种的组合；光稳定剂选自UV531、UV234、UV326、UV-P、UV371、SORB2020、UV5050中一种或多种的组合。优选地，增塑剂在地膜组分中的重量百分比为0.1％-2％，抗氧化剂在地膜组分中的重量百分比为0.5％-1％，光稳定剂在地膜组分中的重量百分比为0.2％-1.5％。进一步地，改性玉米淀粉通过将玉米淀粉在400r/min的转速下球磨1-5小时，再和有机硅氧烷共混获得，粒径小于300目。进一步地，上述地膜采用以下方法制备获得：将改性玉米淀粉和部分聚乙烯树脂充分混合后，造粒制得第一母料，将纳米二氧化钛、表面改性剂、复合烷基硫代氨基甲酸类光敏剂和部分聚乙烯树脂充分混合后，造粒制得第二母料，再按质量比例将第一母料、第二母料和余下聚乙烯树脂混合，同时还加入增塑剂、抗氧化剂、光稳定剂，充分混合后吹塑获得。优选的，使用LM/AH-55型吹塑机组将上述原料混合并吹制成光和生物双降解地膜。进一步地，采用上述方法制备获得的光和生物双降解地膜的厚度为10-20微米，宽度为700-1400mm。通过本专利技术提供的光和生物双降解地膜能够带来如下有益效果：本专利技术提供的光和生物双降解地膜，通过向含有纳米二氧化钛的地膜原料中加入复合烷基硫代氨基甲酸类光敏剂的方式，实现提高地膜降解能力的效果，一方面无需再另行对原料组分进行处理，简化操作，降低成本，更适用于实际生产，另一方面该地膜还显示出了更好的力学性能，降解效率和降解程度也大大提高。实验数据显示，本专利技术提供的光和生物双降解地膜，在覆膜50天时降解率最高可达100％，达到完全降解的目的。具体实施方式为了更清楚的阐释本申请的整体构思，下面以实施例的方式进行详细说明。在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本申请更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本申请可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本申请发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。需要说明的是，在以下实施例中，改性玉米淀粉优选自制，其余原料组分均通过商业途径购得；地膜的制备采用河北三庆公司提供的LM/AH-55型吹塑机组。在以下实施例中，改性玉米淀粉均为自制获得，具体步骤包括：将玉米淀粉在400r/min的转速下球磨1-5小时后，再和有机硅氧烷共混获得，所得的改性玉米淀粉的粒径小于300目。以下各示例获得的光和生物双降解地膜，均采用下述方法制备：将改性玉米淀粉和部分聚乙烯树脂充分混合后，造粒制得第一母料，将纳米二氧化钛、表面改性剂、复合烷基硫代氨基甲酸类光敏剂和部分聚乙烯树脂充分混合后，造粒制得第二母料，再按质量比例将第一母料、第二母料和余下聚乙烯树脂混合，同时还加入增塑剂、抗氧化剂、光稳定剂，充分混合后吹塑获得。采用上述方法获得的实施例1-4和对比例1中地膜的组分及含量如表1所示。其中，在表1所示的各示例地膜组分中，除第一组分、第二组分和聚乙烯树脂以外，还有其他组分未在表格中列出，包括：0.1％-2％增塑剂，0.5％-1％抗氧化剂，以及0.2％-1.5％光稳定剂。其中，增塑剂选自柠檬酸三丁酯、乙酰柠檬酸三丁酯、邻苯二甲酸二辛酯中的一种或多种；抗氧化剂可以是抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1076、抗氧剂126和抗氧剂DLTP中的一种或多种的组合；光稳定剂选自UV531、UV234、UV326、UV-P、UV371、SORB2020、UV5050中一种或多种的组合。其中，对比例1中的第二组分使用5％经γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷表面亲油改性处理的改性纳米TiO2，对比例2的第二组分中另添加0.8％硬脂酸铁作为光敏剂。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光和生物双降解地膜，其特征在于，所述地膜包括：包括改性玉米淀粉的第一组分，包括纳米二氧化钛、表面改性剂、复合烷基硫代氨基甲酸类光敏剂的第二组分，以及聚乙烯树脂；所述第一组分、第二组分和聚乙烯树脂的质量比为(20‑40):(2‑8):(50‑70)。

【技术特征摘要】
1.一种光和生物双降解地膜，其特征在于，所述地膜包括：包括改性玉米淀粉的第一组分，包括纳米二氧化钛、表面改性剂、复合烷基硫代氨基甲酸类光敏剂的第二组分，以及聚乙烯树脂；所述第一组分、第二组分和聚乙烯树脂的质量比为(20-40):(2-8):(50-70)。2.根据权利要求1所述的地膜，其特征在于，所述第一组分、第二组分和聚乙烯树脂的质量比为30:8:61。3.根据权利要求1所述的地膜，其特征在于，所述第二组分中，纳米二氧化钛、表面改性剂、复合烷基硫代氨基甲酸类光敏剂的质量比为5:2:1。4.根据权利要求1-3任一所述的地膜，其特征在于，所述表面改性剂选自聚丙烯酸钠、聚乙二醇、聚丙二醇、聚乙烯醇中的一种或多种，优选聚丙烯酸钠；所述表面改性剂的分子量为5k-10k。5.根据权利要求1-3任一所述的地膜，其特征在于，所述复合烷基硫代氨基甲酸类光敏剂选自二甲基二硫代氨基甲酸铁、二乙基二硫代氨基甲酸铁、二丁基二硫代氨基甲酸铁、二丁基二硫代氨基甲酸镍、二丁基二硫代氨基甲酸铈中至少两种的混合物。6.根据权利要求5所述的地膜，其特征在于，所述复合烷基硫代氨基甲酸类光敏剂至少包括二乙基二硫代氨基甲酸铁和二丁基二硫代氨基甲酸铈，优选，二乙基二硫代氨基甲酸铁和二丁基二硫代...

【专利技术属性】
技术研发人员：亓永，王爱刚，
申请(专利权)人：莱芜职业技术学院，
类型：发明
国别省市：山东,37