一种环境友好型全生物可降解地膜及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种环境友好型全生物可降解地膜及其制备方法，本发明专利技术先以玉米秸秆粉末为原料，经酯化处理，得到酯化秸秆粉末；再以市政废水污泥与白酒废水为原料混合制备富含聚羟基烷酸酯的污泥粉末；然后将土壤与偶联剂混合反应得到土壤粉末，接着将土壤粉末与酯化秸秆粉末、污泥粉末共混，挤出成膜，得到一种地膜。该地膜的原材料来源于自然界或废水，实现了废弃物再利用，自然环保，其为全生物可降解，降解周期短，是一种环境友好型地膜。并且，该地膜具有良好的力学性能和保温保湿效果，具有极好的推广价值。好的推广价值。

【技术实现步骤摘要】
一种环境友好型全生物可降解地膜及其制备方法


[0001]本专利技术涉及薄膜材料
，特别是涉及一种环境友好型全生物可降解地膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]近年来，为了改善农作物的生长环境，提高作物产量，高效保温保湿的地面覆盖薄膜被用于农业生产中。使用地膜可以满足作物保温保墒，防霜冻，保持肥力等需要，但经过多年的使用，塑料地膜因为在自然环境中难以分解，易破碎，难回收，散落在自然环境中，造成对土壤和环境严重的白色污染，并阻碍土壤毛管水、降水和灌溉水的渗透，影响土壤的吸湿性，对作物生长发育造成影响，导致土壤板结、农作物减产。因此，农业生产中急需一种既具有塑料地膜保温、减少土壤水分蒸发的功效又不产生生态污染的塑料地膜替代品。
[0003]随着现代科学技术的发展，生物降解性能较好的地膜成为研究热点。可降解地膜按其形态可分为固态地膜和液态地膜，在已报道的可降解固态地膜中，以淀粉为基础原料具有显著代表性，但普通淀粉与其它基材之间的相容性一直较难解决，其吹塑工艺也较为复杂，而且淀粉价格高，存在与人争粮食的问题；此外，以纤维素及甲壳质为基础原料制备可降解地膜存在塑化困难，不易成膜等缺点；也有以聚酯为基础原料制备可降解地膜的研究报道，对脂肪族聚酯来说，原料熔点低、力学性能差、成本高，而芳香族聚酯虽然能改善力学性能，但使用后较难降解。可降解液态地膜是近年来的新兴产品，大部分只处于实验研究阶段。
[0004]专利申请CN1459471A公开了一种多功能可降解黑色液态地膜，是将是将改性植物秸秆、煤、成膜剂、表面活 性剂、植物生长所需的化肥和微肥、农药、除草剂等原料制备得到，该地膜的力学性能较差，保温保湿效果不理想，降解周期也较长。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的就是要提供一种环境友好型全生物可降解地膜及其制备方法，本专利技术所制备的生物可降解地膜力学性能佳，保温保湿效果好，降解周期短。
[0006]为实现上述目的，本专利技术是通过如下方案实现的：一种环境友好型全生物可降解地膜的制备方法,具体步骤如下：（1）先以玉米秸秆粉末为原料，经酯化处理，得到酯化秸秆粉末；（2）再以市政废水污泥与白酒废水为原料混合制备富含聚羟基烷酸酯的污泥粉末；（3）然后将土壤与偶联剂混合反应得到土壤粉末，接着将土壤粉末与酯化秸秆粉末、污泥粉末共混，挤出成膜，即得地膜；其中，土壤在与偶联剂混合反应前先进行预处理，具体方法是：先将土壤剔除杂物并风干磨细，然后将土壤加入水中，搅拌混匀，调节pH=1～1.5，搅拌6～8小时，静置22～25小时，过滤取滤渣，自然风干即可。
[0007]优选的，在土壤的预处理过程中，土壤磨细至30～50目，土壤与水的质量比为1：10
～12，利用0.3～0.4mol/L盐酸溶液调节pH。
[0008]优选的，步骤（1）中，所述玉米秸秆粉末是将玉米秸秆烘干后粉碎至30～50目而得。
[0009]优选的，以重量份计，步骤（1）的具体方法为：先将1份玉米秸秆粉末依次经碱溶液、酸溶液处理得到预处理粉末，然后将预处理粉末加入1.3～1.5份水中，搅拌混匀，加入0.01～0.013份马来酸酐，搅拌混匀，反应，即得酯化秸秆。
[0010]进一步优选的，预处理粉末的制备方法如下：先将1份秸秆粉末加入5～8份质量浓度20～30%碳酸钠水溶液中，500～800W微波辐照3～5分钟，过滤水洗至中性，再放入5～8份质量浓度5～10%盐酸溶液中，500～800W微波处理5～8分钟，过滤，洗涤至中性，干燥，即得预处理粉末。
[0011]进一步优选的，反应的工艺条件为：在氮气气氛下，2～3MPa和100～110℃条件下反应20～25分钟。
[0012]优选的，以重量份计，步骤（2）的具体方法为：先将1份市政废水污泥与0.2～0.3份白酒废水加入2～3份水中，搅拌混匀，调节pH=7.8～8.5，以70～80L/h 的速率通入空气，搅拌处理30～40分钟，调节pH至中性，烘干，即得富含聚羟基烷酸酯的污泥粉末。
[0013]优选的，步骤（3）中，土壤与偶联剂的质量比为1：0.05～0.08，所述偶联剂为N-（2-氨乙基）-3-氨丙基三甲氧基硅烷，混合反应的具体方法为：边搅拌边向土壤中均匀喷淋N-（2-氨乙基）-3-氨丙基三甲氧基硅烷，喷淋结束后于120～130℃烘干粉碎即可。
[0014]优选的，步骤（3）中，土壤粉末、酯化秸秆粉末与污泥粉末的质量比为1：5～8：2～3。
[0015]优选的，步骤（3）中，共混的工艺条件为：先在150～160℃条件下共混20～30分钟。
[0016]优选的，步骤（3）中，挤出成膜的具体方法为：通过排气式双螺杆挤出机在110～120℃条件下进行熔融挤出流延形成熔膜，熔膜通过盛有10～20℃水的水槽冷却成膜，接着利用热风或红外加热通道进行干燥，并在张力条件下进行干燥定型即可。
[0017]进一步优选的，干燥温度为80～90℃。
[0018]本专利技术还要求保护利用上述制备方法得到的一种环境友好型全生物可降解地膜。
[0019]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术先以玉米秸秆粉末为原料，经酯化处理，得到酯化秸秆粉末；再以市政废水污泥与白酒废水为原料混合制备富含聚羟基烷酸酯的污泥粉末；然后将土壤与偶联剂混合反应得到土壤粉末，接着将土壤粉末与酯化秸秆粉末、污泥粉末共混，挤出成膜，得到一种地膜。该地膜的原材料来源于自然界或废水，实现了废弃物再利用，自然环保，其为全生物可降解，降解周期短，是一种环境友好型地膜。并且，该地膜具有良好的力学性能和保温保湿效果，具有极好的推广价值。
[0020]（2）本专利技术玉米秸秆粉末中含有丰富的纤维素、木质素等，经酯化处理，使得羟基转化为酯基，大大提高了热塑性，能够与其他组分更好的交联，保证地膜的力学性能以及保温保湿效果。
[0021]（3）本专利技术以市政废水污泥与白酒废水为原料，混合反应所得污泥粉末中含有丰富的聚羟基烷酸酯，这是一种可生物降解的聚酯类成分，大大提高了污泥粉末的热塑性，以与其他组分更好的交联，进一步提高地膜的力学性能和保温保湿性能。
[0022]（4）本专利技术还将土壤与偶联剂混合反应制成土壤粉末，土壤在与偶联剂混合反应前先进行预处理，具体方法是：先将土壤剔除杂物并风干磨细，然后将土壤加入水中，搅拌混匀，调节pH=1～1.5，搅拌，静置，过滤取滤渣，自然风干即可。经预处理的土壤中腐殖酸含量丰富，腐殖酸是一种大分子有机混合物，经偶联剂处理后可与酯化秸秆粉末、污泥粉末共混，挤出成膜，进一步提高地膜的力学性能和保温保湿性能。
具体实施方式
[0023]下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0024]实施例1一种环境友好型全生物可降解地膜的制备方法,具体步本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种环境友好型全生物可降解地膜的制备方法,其特征在于，具体步骤如下：（1）先以玉米秸秆粉末为原料，经酯化处理，得到酯化秸秆粉末；（2）再以市政废水污泥与白酒废水为原料混合制备富含聚羟基烷酸酯的污泥粉末；（3）然后将土壤与偶联剂混合反应得到土壤粉末，接着将土壤粉末与酯化秸秆粉末、污泥粉末共混，挤出成膜，即得地膜；其中，土壤在与偶联剂混合反应前先进行预处理，具体方法是：先将土壤剔除杂物并风干磨细，然后将土壤加入水中，搅拌混匀，调节pH=1～1.5，搅拌6～8小时，静置22～25小时，过滤取滤渣，自然风干即可。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在土壤的预处理过程中，土壤磨细至30～50目，土壤与水的质量比为1：10～12，利用0.3～0.4mol/L盐酸溶液调节pH。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，以重量份计，步骤（1）的具体方法为：先将1份玉米秸秆粉末依次经碱溶液、酸溶液处理得到预处理粉末，然后将预处理粉末加入1.3～1.5份水中，搅拌混匀，加入0.01～0.013份马来酸酐，搅拌混匀，反应，即得酯化秸秆。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，预处理粉末的制备方法如下：先将1份秸秆粉末加入5～8份质量浓度20～30%碳酸钠水溶液中，500～800W微波辐照3～5分钟，过滤水洗至中性，再放入5～8份质量浓度5～10%盐酸溶液中，500～800W微波处理5～8分钟，过滤，...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜世华，刘涛，刘俊岩，姜海，
申请(专利权)人：甘肃济洋塑料有限公司，
类型：发明
国别省市：