一种牛粪基全生物基质纸地膜及其制备方法技术

本发明专利技术属于农业应用技术领域，公开了一种牛粪基全生物基质纸地膜及其制备方法，由牛粪和胡麻秸秆组成，按照质量百分数计，胡麻秸秆为5％～75％，其余为牛粪；以牛粪和麻纤维含量为40％的胡麻秸秆为原料，并对牛粪及麻纤维含量为40％的胡麻秸秆进行预处理；采用瓦利打浆机对预处理后的牛粪及胡麻秸秆进行打浆，并采用打浆度测定仪分别测定牛粪打浆度和胡麻秸秆打浆度；将完成打浆的牛粪和胡麻秸秆按照绝干量定量，配比，将混合后的绝干浆在标准疏解器进行纤维疏解，抄制得到纸地膜样片。本发明专利技术制备的牛粪基全生物基质纸地膜，待其完全降解后成为良好的肥料，改善土壤基质，为工业化生产和实际应用提供理论依据。产和实际应用提供理论依据。产和实际应用提供理论依据。

【技术实现步骤摘要】
一种牛粪基全生物基质纸地膜及其制备方法


[0001]本专利技术属于农业应用
，尤其涉及一种牛粪基全生物基质纸地膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]70年代末期，我国引进的“地膜覆盖栽培”技术为作物生长创造了有利的小生态环境，达到保墒保水、积温灭草的目的。该技术应用带来的累积经济增产值在800亿元以上，但却给土壤造成了严重的污染。这是由于目前农田大多使用聚合物塑料地膜，其中的塑料残留物在土壤中数十年无法降解，致使土壤板结、透气性降低，进而影响作物的生长发育，造成作物减产。据统计，我国农用塑料地膜的使用量居世界首位，是其他国家使用量总和的1.6倍。因此，可降解地膜的研究在国内外引起了极大的关注，目前主要集中在光降解地膜、光/生物双降解地膜、生物降解地膜以及植物纤维地膜等几个方面：
[0003]光降解地膜与光/生物双降解地膜：目前我国已达到规模化生产的水平，但是两者存在同一个问题，即光解或者生物降解后，只能将地膜降解成小颗粒，随着使用时间的延长，土壤中的塑料颗粒逐渐累积并且难以清除，会带来比使用塑料地膜更严重的污染。
[0004]生物降解地膜：主要分为天然高分子基地膜和化学合成高分子基地膜两大类。天然高分子基地膜主要是淀粉基地膜，其降解性仅限于其中的淀粉部分，不能降解其中的塑料成分，因而是一种不完全生物降解薄膜。目前，美国利用一种可降解的聚己内酯(PCL)合成型高分子，生产出不同级别的化学合成高分子型生物降解地膜。法国目前研究较多的是聚酯类地膜与淀粉和聚酯混合型地膜，聚酯类地膜的原料主要来源于石油产品，淀粉主要采用玉米淀粉。日本采用纤维素与甲壳素水溶液制膜。德国采用直链淀粉或高直链淀粉及其他天然高分子材料制膜。尽管这些薄膜能够降解，但都存在加工困难、力学性能和耐水性差的问题，难以推广和应用。
[0005]植物纤维地膜：以植物纤维为原料，在纸浆内添加湿强剂、防腐剂和透明剂等助剂，采用造纸工艺抄制出原纸，然后对其进行加工处理制成的地膜。据报道，我国东北、湖北、新疆等地均有研究单位对纸地膜进行开发和研制，但大多处于实验阶段，由于其成本和一些技术指标问题，使得这种地膜尚未得到推广和普及。目前日本已研究开发出一系列的纸地膜产品，但是纸地膜的干湿强度、断裂强度和降解性等问题仍有待解决。
[0006]考虑到农用地膜的广泛应用，亟待一种成本可控、性能优异、可完全降解且对土壤无害的地膜的制备方法。
[0007]通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
[0008](1)现有光降解地膜与光/生物双降解地膜，光解或者生物降解后，只能将地膜降解成小颗粒，随着使用时间的延长，土壤中的塑料颗粒逐渐累积并且难以清除，会带来比使用塑料地膜更严重的污染。
[0009](2)现有生物降解地膜中，天然高分子基地膜主要是淀粉基地膜，其降解性仅限于其中的淀粉部分，不能降解其中的塑料成分，因而是一种不完全生物降解薄膜；现有化学合
成高分子基地膜都存在加工困难、力学性能和耐水性差的问题，难以推广和应用。
[0010](3)现有植物纤维地膜大多处于实验阶段，由于其成本和一些技术指标问题，使得这种地膜尚未得到推广和普及，已研究开发出的纸地膜产品的干湿强度、断裂强度和降解性等问题仍有待解决。
[0011]解决以上问题及缺陷的难度为：
[0012]我国农村地区仍以使用塑料地膜为主，近几年，塑料地膜使用量以每年十几万吨的增长速度逐步上升，其他类型的可降解地膜存在降解不完全、微塑残留、使用性能差、成本高等特点，很难制备出一种固态全生物基质可降解地膜，其制备过程中不加任何的化学助剂以及其他成分，且制备得到的地膜符合使用性能，降解后对土壤结构无影响，无污染。
[0013]解决以上问题及缺陷的意义为：
[0014]全生物基质可降解地膜，可彻底解决“白色污染”问题及微塑残留问题，保护农业生态环境，是今后我国地膜产业的发展趋势，也是发展可持续农业的必要前提。

技术实现思路

[0015]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种牛粪基全生物基质纸地膜及其制备方法，涉及一种生物基原料利用新技术。
[0016]本专利技术是这样实现的，一种牛粪基全生物基质纸地膜，由胡麻秸秆和牛粪组成，按照质量百分数计，胡麻秸秆为5％～75％，其余为牛粪，组成100％。
[0017]进一步，所述牛粪基全生物基质纸地膜按照质量百分数计，由50％麻和50％牛粪制备而成。
[0018]本专利技术的另一目的在于提供一种应用所述的牛粪基全生物基质纸地膜的牛粪基全生物基质纸地膜的制备方法，所述牛粪基全生物基质纸地膜的制备方法包括以下步骤：
[0019]步骤一，以牛粪和麻纤维含量为40％的胡麻秸秆为原料，并对牛粪及麻纤维含量为40％的胡麻秸秆进行预处理；
[0020]步骤二，采用瓦利打浆机对预处理后的牛粪及胡麻秸秆进行打浆，并采用打浆度测定仪分别测定牛粪打浆度和胡麻秸秆打浆度；
[0021]步骤三，将完成打浆的牛粪和胡麻秸秆按照绝干量定量，按照含胡麻秸秆质量百分数5％～75％进行配比，将混合后的绝干浆在标准疏解器进行纤维疏解，抄制得到纸地膜样片。
[0022]进一步，步骤一中，所述对牛粪进行预处理，包括：
[0023](1)通过机械挤压方式对牛粪进行粪水分离，将牛粪中的干物质进行分离；
[0024](2)对分离出的干牛粪进行称重，并添加牛粪质量10％
‑
20％的草木灰，用清水浸泡牛粪与草木灰的混合物10h以上；
[0025](3)用水清洗牛粪与草木灰的混合物数次，洗去牛粪中的砂子和沙土杂质；
[0026](4)将清洗后的牛粪在烘箱中烘干，烘干温度为60℃
‑
90℃，按照牛粪绝干质量与打浆清水质量比例为3％
‑
4％称取牛粪绝干料，并将牛粪绝干料彻底浸泡4h以上；
[0027](5)按浓度为3％
‑
4％，缓慢加入所有浆料和用以浸泡浆料的水，至浆和水的总容积达到瓦利打浆机允许工作的最低容积以上；
[0028](6)选用底刀将浆液疏解5min
‑
30min，使浆料充分解离；
[0029](7)将解离后的浆料开始打浆，打浆负荷为1.5kg
‑
2.5kg，打浆时间为60min
‑
180min，采用打浆度测定仪测定打浆度为30
‑
49
°
SR；
[0030](8)将打浆度为30
‑
49
°
SR的牛粪浆料采用纸页成型器分别抄制成牛粪浆板，纸页成型干燥温度为80℃
‑
100℃。
[0031]进一步，步骤一中，所述对麻纤维含量为40％的胡麻秸秆进行预处理，包括：
[0032](1)将麻纤维含量为40％的胡麻秸秆铡成2cm的短秸秆并称重，添加秸秆质量25％
‑
35％的草木灰并置于电热蒸煮锅中进行蒸煮；<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种牛粪基全生物基质纸地膜，其特征在于，所述牛粪基全生物基质纸地膜由胡麻秸秆和牛粪组成，按照质量百分数计，胡麻秸秆为5％～75％，其余为牛粪，组成100％。2.如权利要求1所述的牛粪基全生物基质纸地膜，其特征在于，所述牛粪基全生物基质纸地膜按照质量百分数计，由50％麻和50％牛粪制备而成。3.一种应用如权利要求1～2任意一项所述的牛粪基全生物基质纸地膜的制备方法，其特征在于，所述牛粪基全生物基质纸地膜的制备方法包括以下步骤：步骤一，以牛粪和麻纤维含量为40％的胡麻秸秆为原料，并对牛粪及麻纤维含量为40％的胡麻秸秆进行预处理；步骤二，采用瓦利打浆机对预处理后的牛粪及胡麻秸秆进行打浆，并采用打浆度测定仪分别测定牛粪打浆度和胡麻秸秆打浆度；步骤三，将完成打浆的牛粪和胡麻秸秆按照绝干量定量，按照含胡麻秸秆质量百分数5％～75％进行配比，将混合后的绝干浆在标准疏解器进行纤维疏解，抄制得到纸地膜样片。4.如权利要求3所述的牛粪基全生物基质纸地膜的制备方法，其特征在于，步骤一中，所述对牛粪进行预处理，包括：(1)通过机械挤压方式对牛粪进行粪水分离，将牛粪中的干物质进行分离；(2)对分离出的干牛粪进行称重，并添加牛粪质量10％
‑
20％的草木灰，用清水浸泡牛粪与草木灰的混合物多于10h；(3)用水清洗牛粪与草木灰的混合物数次，洗去牛粪中的砂子和沙土杂质；(4)将清洗后的牛粪在烘箱中烘干，烘干温度为60℃
‑
90℃，按照牛粪绝干质量与打浆清水质量比例为3％
‑
4％称取牛粪绝干料，并将牛粪绝干料彻底浸泡4h以上；(5)按浓度为3％
‑
4％，缓慢加入所有浆料和用以浸泡浆料的水，至浆和水的总容积达到瓦利打浆机允许工作的最低容积；(6)选用底刀将浆液疏解5min
‑
30min，使浆料充分解离；(7)将解离后的浆料开始打浆，打浆负荷为1.5kg
‑
2.5kg，打浆时间为60min
‑
180min，采用打浆度测定仪测定打浆度为30
‑
49
°
SR；(8)将打浆度为30
‑
49
°
SR的牛粪浆料采用纸页成型器分别抄制成牛粪浆板，纸页成型干燥温度为80℃
‑
100℃。5.如权利要求3所述的牛粪基全生物基质纸地膜的制备方法，其特征在于，步骤一中，所述对麻纤维含量为40％的胡麻秸秆进行预处理，包括：(1)将麻纤维含量为40％的胡麻秸秆铡成2cm的短秸秆并称重，添加秸秆质量25％
‑
35％的草木灰并置于电热蒸煮锅中进行蒸煮；(2)用水清洗蒸煮后胡麻秸秆并在烘箱中以常规烘干温度烘干，按照胡麻秸秆绝干质量与打浆清水质量比例为1.3％
‑
1.7％称取胡麻秸秆绝干料，并将胡麻秸秆绝干料隔夜浸泡；(3)按浓度为1.3％
‑
1.7％，缓慢加入所有浆料和用以浸泡浆料的水，至浆和水的总容积达到瓦利打浆机允许工作的最低容积；(4)选用底刀将浆液疏解30min
‑
45min，使浆料充分解离；(5)将解离后的浆料开始打浆，打浆负荷为2.5kg
‑
4.5kg，打浆时间为90min
‑
180min，采
用打浆度测定仪测定打浆度为73
‑
90
°
SR；(6)将打浆度为73
‑
90
°
SR的胡麻秸秆浆料采用纸页成型器分别抄制成胡麻秸秆浆板，纸页成型干燥温度为80℃
‑
90℃。6.如权利要求3所述的牛粪基全生物基质纸地膜的制备方法，其特征在于，步骤一中，所述对麻纤维含量为40％的胡麻秸秆进行预处理，还包括：(1)将麻纤维含量为40％的胡麻秸秆铡成2cm的短秸秆并称重，添加秸秆质量25％
‑
35％的草木灰在电热蒸煮锅中进行蒸煮；(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：李璐，何强，杨向莙，赵武云，张方圆，赵一鸣，杨智凯，韩登仑，
申请(专利权)人：甘肃农业大学，
类型：发明
国别省市：