一种土壤修复用覆膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种土壤修复用覆膜的制备方法，包括如下步骤：(一)苯并三唑基聚合型离子化单体的制备，(二)含氟硅苯并三唑基离子型聚合物的制备，(三)改性富勒烯类微纳米纤维/纳米硼纤维复合物的制备，(四)膜的成型。本发明专利技术还公开了根据所述制备方法制备得到的土壤修复用覆膜。本发明专利技术公开的土壤修复用覆膜具有极低的渗透系数，较好的柔性，更加优异的抗穿刺性能、耐腐性能及抗撕裂性能，更佳的稳定性、抗静电和阻燃性能，使用安全环保，且寿命更长。

A film mulching method for soil restoration and its preparation

【技术实现步骤摘要】
一种土壤修复用覆膜及其制备方法
本专利技术涉及土壤修复
，尤其涉及一种土壤修复用覆膜及其制备方法。
技术介绍
土壤是人类赖以生存的主要自然资源之一，也是人类生态环境的重要组成部分。随着全球经济的快速发展，含重金属的污染物通过各种途径进入土壤，造成土壤中相应重金属元素的富集。土壤污染不但影响农产品产量与品质，还可通过食物链的传递和富集作用危害人类健康，也就是说，土壤污染影响到整个人类生存环境的质量。根据国家相关规定，这些污染土壤需要进行环境评估并根据污染情况进行修复之后才能重新投入使用。因此，开展污染土壤的修复研究、发展污染土壤修复的关键技术在我国已十分紧迫。现有技术中对土壤进行修复的方法主要包括添加土壤修复剂修复法和覆膜隔离固封处理法。加入土壤修复剂进行修复的方法由于修复成本较高，使用容易导致二次污染，土壤修复效果不佳等因素限制了其广泛应用。覆膜隔离法由于成本较低，效果较好，成为实际中应用较广，重点发展和推广的主流修复技术之一，这种修复技术对土壤进行修复的修复效果取决于覆膜的性能。理想的土壤修复用覆膜需要具备优异的防渗抗渗性能、机械力学性能、抗穿刺性能、耐腐性能、抗撕裂性能、耐候性、抗静电和阻燃性能。现有技术中用于土壤修复的覆膜主要是高密度聚乙烯膜，这类膜具有极低渗透系数，较好柔性，给工程带来了很大的方便，但是在应用中发现其存在抗穿刺性能、耐腐性能及抗撕裂性能弱，稳定性、抗静电、阻燃性能不佳、使用稳定性不高的问题，在长期的使用过程中，由于本身材料的限制，长期处在较大湿度的环境中，易导致土工膜本身老化、发霉，在微生物作用下分解，从而抗渗能力下降，而且膜中的有毒有害物质进入土壤，还会对土壤造成二次污染。因此，开发一种综合性能更佳的土壤修复用覆膜，是保证良好土壤修复效果的有效措施，是业内的当务之急。
技术实现思路
为了克服现有技术中的缺陷，本专利技术提供一种土壤修复用覆膜及其制备方法，该制备方法简单易行，原料易得，对设备依赖性不高，价格低廉，适合规模化生产；制备得到的土壤修复用覆膜对土壤修复效果显著，具有极低的渗透系数，较好的柔性，更加优异的抗穿刺性能、耐腐性能及抗撕裂性能，更佳的稳定性、抗静电和阻燃性能，使用安全环保，且寿命更长。为达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案是，一种土壤修复用覆膜的制备方法，包括如下步骤：Ⅰ苯并三唑基聚合型离子化单体的制备：将(E)-4-(2-(二甲基氨基)乙烯基)烟腈、1-氯甲基苯并三唑溶于有机溶剂中，在30-40℃下搅拌反应6-8小时，后旋蒸除去溶剂，并用乙醚洗3-5次，再旋蒸除去乙醚，得到苯并三唑基聚合型离子化单体；Ⅱ含氟硅苯并三唑基离子型聚合物的制备：将经过步骤Ⅰ制备得到的苯并三唑基聚合型离子化单体、2-三甲基硅基-1,1,1,5,5,5-六氟-2-戊烯-4-酮、N-[(4-磺酰胺)苯基]丙烯酰胺、引发剂溶于高沸点溶剂中，在惰性气体或氮气氛围70-80℃下搅拌反应4-6小时，后在水中沉出，并用乙醇洗涤析出的聚合物3-5次，再置于真空干燥箱中80-90℃下干燥至恒重；Ⅲ改性富勒烯类微纳米纤维/纳米硼纤维复合物的制备：将富勒烯微纳米纤维、纳米硼纤维混合均匀，再分散于异丙醇中，超声15-25分钟，后加入乙烯基三甲氧基硅烷，在30-40℃下搅拌反应4-6小时，再用乙醇离心洗涤3-5次，旋蒸除去乙醇，得到改性富勒烯类微纳米纤维/纳米硼纤维复合物；Ⅳ膜的成型：将经过步骤Ⅱ制备得到的含氟硅苯并三唑基离子型聚合物、经过步骤Ⅲ制备得到的改性富勒烯类微纳米纤维/纳米硼纤维复合物、马来酸酐接枝聚乙烯、丙烯酸铁(Ⅲ)、偶氮二异丁腈混合均匀形成混合料，再将混合料加入到双螺杆挤出机中，在200-220℃下经压延、牵引、收卷成型后得到土壤修复用覆膜。优选地，步骤Ⅰ中所述(E)-4-(2-(二甲基氨基)乙烯基)烟腈、1-氯甲基苯并三唑、有机溶剂的质量比为1:1:(6-10)。优选地，所述有机溶剂选自乙醚、乙酸乙酯、丙酮、四氢呋喃中的一种或几种。优选地，步骤Ⅱ中所述苯并三唑基聚合型离子化单体、2-三甲基硅基-1,1,1,5,5,5-六氟-2-戊烯-4-酮、N-[(4-磺酰胺)苯基]丙烯酰胺、引发剂、高沸点溶剂的质量比为1:2:1:(0.02-0.04):(8-12)。优选地，所述引发剂选自偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过氧化二异丙苯、过氧化二碳酸二环己酯中的一种或几种；所述高沸点溶剂选自二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的一种或几种。优选地，所述惰性气体选自氦气、氖气、氩气中的一种。优选地，步骤Ⅲ中所述富勒烯微纳米纤维、纳米硼纤维、异丙醇、乙烯基三甲氧基硅烷的质量比为2:1:(10-12):0.5。优选地，步骤Ⅳ中所述含氟硅苯并三唑基离子型聚合物、改性富勒烯类微纳米纤维/纳米硼纤维复合物、马来酸酐接枝聚乙烯、丙烯酸铁(Ⅲ)、偶氮二异丁腈的质量比为1:(0.1-0.2):1:0.01:0.005。优选地，一种土壤修复用覆膜，采用上述土壤修复用覆膜的制备方法制备而成。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1)本专利技术提供的土壤修复用覆膜，制备方法简单易行，对设备依赖性不高，原料易得，价格低廉，适合规模化生产。2)本专利技术提供的土壤修复用覆膜，克服了传统高密度聚乙烯类土壤修复用覆膜存在的抗穿刺性能、耐腐性能及抗撕裂性能弱，稳定性、抗静电、阻燃性能不佳、使用稳定性不高、易霉变的问题；具有极低的渗透系数，较好的柔性，更加优异的抗穿刺性能、耐腐性能及抗撕裂性能，更佳的稳定性、抗静电和阻燃性能，使用安全环保，且寿命更长，对土壤修复效果显著的优点。3)本专利技术提供的土壤修复用覆膜，采用含氟硅苯并三唑基离子型聚合物与马来酸酐接枝聚乙烯共混作为基材，均为加聚物，相容性好，两者通过离子键连接，使得膜层结构更加紧凑，进一步提高共混物之间的相容性，有效地改善了聚乙烯机械性能、耐候性和稳定性，且使膜的综合性能优异，引入氟、硅、三唑及磺酰胺结构，起到协同阻燃防火、抗菌的作用；引入三唑结构又能起到抗紫外老化作用；添加改性富勒烯类微纳米纤维/纳米硼纤维复合物，能提高膜强度及耐热性；引入的富勒烯类微纳米纤维和基膜上的离子基团协同作用，起到抗静电的作用，防止在土壤隔离修复施工时发生的安全事故，也有利于检漏；膜上带有正电荷的基团在富勒烯类微纳米纤维作用下，与土壤中重金属离子相互排斥，有利于重金属离子的固封修复，减少重金属离子的渗透；在成型阶段，再加入丙烯酸铁(Ⅲ)，进一步形成交联结构，提高膜的综合性能；引入铁，进一步提高膜的抗穿刺性能抗静电性和抗撕裂性能，更有利于重金属离子的固封。具体实施方式为了使本
人员更好地理解本专利技术的技术方案，并使本专利技术的上述特征、目的以及优点更加清晰易懂，下面结合实施例对本专利技术做进一步的说明。实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。本专利技术下述实施例中所使用的富勒烯类纳微米纤维为事先制备，制备方法参考中国专利技术专利CN100本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种土壤修复用覆膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：/nⅠ苯并三唑基聚合型离子化单体的制备：将(E)-4-(2-(二甲基氨基)乙烯基)烟腈、1-氯甲基苯并三唑溶于有机溶剂中，在30-40℃下搅拌反应6-8小时，后旋蒸除去溶剂，并用乙醚洗3-5次，再旋蒸除去乙醚，得到苯并三唑基聚合型离子化单体；/nⅡ含氟硅苯并三唑基离子型聚合物的制备：将经过步骤Ⅰ制备得到的苯并三唑基聚合型离子化单体、2-三甲基硅基-1,1,1,5,5,5-六氟-2-戊烯-4-酮、N-[(4-磺酰胺)苯基]丙烯酰胺、引发剂溶于高沸点溶剂中，在惰性气体或氮气氛围70-80℃下搅拌反应4-6小时，后在水中沉出，并用乙醇洗涤析出的聚合物3-5次，再置于真空干燥箱中80-90℃下干燥至恒重；/nⅢ改性富勒烯类微纳米纤维/纳米硼纤维复合物的制备：将富勒烯微纳米纤维、纳米硼纤维混合均匀，再分散于异丙醇中，超声15-25分钟，后加入乙烯基三甲氧基硅烷，在30-40℃下搅拌反应4-6小时，再用乙醇离心洗涤3-5次，旋蒸除去乙醇，得到改性富勒烯类微纳米纤维/纳米硼纤维复合物；/nⅣ膜的成型：将经过步骤Ⅱ制备得到的含氟硅苯并三唑基离子型聚合物、经过步骤Ⅲ制备得到的改性富勒烯类微纳米纤维/纳米硼纤维复合物、马来酸酐接枝聚乙烯、丙烯酸铁(Ⅲ)、偶氮二异丁腈混合均匀形成混合料，再将混合料加入到双螺杆挤出机中，在200-220℃下经压延、牵引、收卷成型后得到土壤修复用覆膜。/n...

【技术特征摘要】
1.一种土壤修复用覆膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
Ⅰ苯并三唑基聚合型离子化单体的制备：将(E)-4-(2-(二甲基氨基)乙烯基)烟腈、1-氯甲基苯并三唑溶于有机溶剂中，在30-40℃下搅拌反应6-8小时，后旋蒸除去溶剂，并用乙醚洗3-5次，再旋蒸除去乙醚，得到苯并三唑基聚合型离子化单体；
Ⅱ含氟硅苯并三唑基离子型聚合物的制备：将经过步骤Ⅰ制备得到的苯并三唑基聚合型离子化单体、2-三甲基硅基-1,1,1,5,5,5-六氟-2-戊烯-4-酮、N-[(4-磺酰胺)苯基]丙烯酰胺、引发剂溶于高沸点溶剂中，在惰性气体或氮气氛围70-80℃下搅拌反应4-6小时，后在水中沉出，并用乙醇洗涤析出的聚合物3-5次，再置于真空干燥箱中80-90℃下干燥至恒重；
Ⅲ改性富勒烯类微纳米纤维/纳米硼纤维复合物的制备：将富勒烯微纳米纤维、纳米硼纤维混合均匀，再分散于异丙醇中，超声15-25分钟，后加入乙烯基三甲氧基硅烷，在30-40℃下搅拌反应4-6小时，再用乙醇离心洗涤3-5次，旋蒸除去乙醇，得到改性富勒烯类微纳米纤维/纳米硼纤维复合物；
Ⅳ膜的成型：将经过步骤Ⅱ制备得到的含氟硅苯并三唑基离子型聚合物、经过步骤Ⅲ制备得到的改性富勒烯类微纳米纤维/纳米硼纤维复合物、马来酸酐接枝聚乙烯、丙烯酸铁(Ⅲ)、偶氮二异丁腈混合均匀形成混合料，再将混合料加入到双螺杆挤出机中，在200-220℃下经压延、牵引、收卷成型后得到土壤修复用覆膜。


2.根据权利要求1所述的一种土壤修复用覆膜的制备方法，其特征在于，步骤Ⅰ中所述(E)-4-(2-(二甲基氨基)乙烯基)烟腈、1-氯甲基苯并三唑、有机溶剂的质量比为1:1:(6-1...

【专利技术属性】
技术研发人员：王娟娟，
申请(专利权)人：王娟娟，
类型：发明
国别省市：山东;37