一种高强度可降解农用地膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高强度可降解农用地膜及其制备方法，涉及农业生产领域。本发明专利技术制备的高强度可降解农用地膜，包括表层、中层和底层；表层为地膜纸，中层由聚乳酸、聚乙烯醇和柠檬酸制得，底层为聚多巴胺层；地膜纸由苎麻纤维与自制干强剂共混打浆制得，在地膜表面形成粗糙的微纳米突起结构，使得地膜表面为疏水结构，在透气的同时防止大量的雨水穿过地膜影响农作物生长；表层与中层连接，增强了地膜的拉伸强度，中层和底层间形成的三维多孔结构，不仅可以进行高效保温，还使地膜质量减轻，便于使用。使用。

【技术实现步骤摘要】
一种高强度可降解农用地膜及其制备方法


[0001]本专利技术涉及农业生产领域，具体为一种高强度可降解农用地膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]农用地膜的覆盖栽培是现代农业中促进作物高产的有效方法，农用地膜的覆盖可以促进农作物早熟5～20天，产量可以增加30％～50％。我国农用地膜的覆盖栽培对于农作物有就已经有50多种，铺设面积已经扩大到世界之首。农用地膜得到迅速的发展和应用主要来源于它的诸多优势：它可以帮助土壤中的农作物保持温度和湿度，帮助农作物抵御病虫害，并且能够抑制作物周围杂草的生长，因此农用地膜在中国的农业体系中起到至关重要的作用。
[0003]在雨水频发的地区，农业生产更离不开地膜；现有的可降解农用地膜为了达到可降解的效果，往往忽视了疏水耐水性，保温效果较差，从而影响农业生产。因此本申请研究制备了一种疏水性好、拉伸强度高、保温效果且质轻的高强度可降解农用地膜。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种高强度可降解农用地膜及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]一种高强度可降解农用地膜，主要包括以下重量份数的原料组分：10～20份表层，10～20份中层，6～10份底层；
[0006]所述表层为地膜纸；
[0007]所述中层由聚乳酸、聚乙烯醇和柠檬酸制得；
[0008]所述底层为聚多巴胺层。
[0009]优选的，所述地膜纸由苎麻纤维和自制干强剂共混进行打浆制得。
[0010]优选的，所述自制干强剂由超支化聚乙烯亚胺和改性纳米纤维素反应制得；所述改性纳米纤维素是经过高碘酸钠氧化制得。
[0011]优选的，所述聚多巴胺层为多巴胺包覆纳米羟基磷灰石并交联在中层上制得。
[0012]优选的，一种高强度可降解农用地膜的制备方法，所述高强度可降解农用地膜制备方法为：表层制备，中层料制备，底层制备，高强度可降解农用地膜制备。
[0013]优选的，所述一种高强度可降解农用地膜的制备方法，包括以下具体步骤：
[0014](1)将超支化聚乙烯亚胺分散在超支化聚乙烯亚胺质量15～20倍的无水乙醇中，在800～1200rpm下搅拌0.5～1h，加入超支化聚乙烯亚胺质量3.3～3.8倍的改性纳米纤维素，以10～15滴/min滴加超支化聚乙烯亚胺质量0.05～0.08倍质量分数为10％的醋酸溶液，升温至70～80℃，在800～1200rpm下继续搅拌3～5h，离心得固体，将固体置于70～80℃干燥箱中干燥3～5h，制得自制干强剂；
[0015](2)将苎麻纤维、水和自制干强剂按质量比15：7：3～15：10：6混合置于磨浆机中进行磨浆，制得90
°
SR的浆料，将浆料送进纸机冲浆泵，抄制得到30～35g/m2的地膜纸，得到表
层；
[0016](3)将聚乙烯醇、聚乳酸和去离子水按质量比1：1：10混合，升温至90℃，在400～800rpm下搅拌30min，降温至50～60℃，加入以1滴/s滴加聚乙烯醇质量4.2～4.4倍质量分数为70～80％的柠檬酸溶液，滴加完成后继续搅拌1～1.5h，再加入无水乙醇至无沉淀产生，抽滤并再用乙醇再索氏提取器中抽提12h，最后再30℃下真空干燥3～5h，制得中层料；
[0017](4)将中层料分散在中层料质量20倍的去离子水中，加热至80～90℃，保温30min后，加入中层料质量0.5～0.8倍质量分数为10％的盐酸溶液，搅拌均匀后，立刻刷在表层上，厚度为0.15～0.2nm，然后转移至真空干燥箱中，60℃下干燥1～2h，制得带有表层和中层的地膜坯体；
[0018](5)将纳米羟基磷灰石与多巴胺溶液按质量比1：10～1：15混合，在室温、1500～2000rpm下搅拌0.5～1h，制得纳米羟基磷灰石溶液，加将纳米羟基磷灰石溶液刷在地膜坯体的中层面上，厚度为0.1～0.15nm，制得地膜基体，最后将地膜基体进行冻融，制得高强度可降解农用地膜。
[0019]优选的，上述步骤(1)中：改性纳米纤维素制备方法为：在避光条件下，将0.1mol/L的高碘酸钾溶液与纳米纤维素按质量比30：1混合，在室温、800～1200rpm下磁力搅拌3～5h，离心的下层固体，将下层固体在120℃干燥箱中干燥1～1.5h，制得改性纳米纤维素。
[0020]优选的，上述步骤(1)中：三聚氰胺混合物为三聚氰胺与甲醛按质量比1：6～1：7混合并加热至80℃制得。
[0021]优选的，上述步骤(5)中：多巴胺溶液的制备方法为：将盐酸多巴胺分散在去离子水中，制成浓度为2g/L多巴胺
‑
盐酸溶液，用三羟甲基氨基甲烷盐酸盐溶液将多巴胺
‑
盐酸溶液pH调节至8.5，制得多巴胺溶液。
[0022]优选的，上述步骤(5)中：冻融时，将地膜基体置于
‑
30℃下冷冻5h，30℃解冻3h，循环冻融3次。
[0023]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：
[0024]本专利技术在制备的高强度可降解农用地膜，包括表层、中层和底层；表层为地膜纸，中层由聚乳酸、聚乙烯醇和柠檬酸制得，底层为聚多巴胺层；
[0025]制备地膜纸时，将苎麻纤维进行打浆处理，打浆时加入自制干强剂制成地膜纸；自制干强剂由超支化聚乙烯亚胺和改性纳米纤维素反应制得，经过高碘酸钠氧化制得的改性纳米纤维素带有双醛基，与椭球状超支化聚乙烯亚胺上的氨基反应生成带有抗菌性的席夫碱，将超支化聚乙烯亚胺包覆，形成纳米颗粒；苎麻纤维打浆时加入自制干强剂，打浆时，苎麻纤维分丝帚化程度增加，同时游离出较多的细小纤维，使氢键大量裸露，可以与自制干强剂上的活性基团反应，降低苎麻纤维刚性的同时，使地膜纸表面为粗糙的微纳米突起结构，使得地膜表面为疏水结构，在透气的同时防止大量的雨水穿过地膜影响农作物生长；
[0026]地膜纸上的醛基、氨基与中层上的羟基交联，将表层与中层连接在一起的同时，达到增强拉伸强度的效果，是地膜疏水的同时更加耐水；聚多巴胺层为多巴胺包覆纳米羟基磷灰石并交联在中层上制得；经过多巴胺包覆的纳米羟基磷灰石纳米羟基磷灰石具备粘附性，可以粘接在中层表面成膜，并且与中层上的活性基团反应，将纳米羟基磷灰石锁在中层表面，再经过冻融，纳米羟基磷灰石与中层中的聚乙烯醇、聚乳酸交联，在中层和底层间形成三维多孔结构，不仅可以进行高效保温，还使地膜质量减轻，便于使用。
具体实施方式
[0027]下面将结合本专利技术的实施例，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。
[0028]为了更清楚的说明本专利技术提供的方法通过以下实施例进行详细说明，将实施例和对比例中制备的高强度可降解农用地膜的各指标测试方法如下：
[0029]疏水性：将相同大小的实施例与对比例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高强度可降解农用地膜，其特征在于，主要包括以下重量份数的原料组分：10～20份表层，10～20份中层，6～10份底层；所述表层为地膜纸；所述中层由聚乳酸、聚乙烯醇和柠檬酸制得；所述底层为聚多巴胺层。2.根据权利要求1所述的一种高强度可降解农用地膜，其特征在于，所述地膜纸由苎麻纤维和自制干强剂共混进行打浆制得。3.根据权利要求2所述的一种高强度可降解农用地膜，其特征在于，所述自制干强剂由超支化聚乙烯亚胺和改性纳米纤维素反应制得；所述改性纳米纤维素是经过高碘酸钠氧化制得。4.根据权利要求3所述的一种高强度可降解农用地膜，其特征在于，所述聚多巴胺层为多巴胺包覆纳米羟基磷灰石并交联在中层上制得。5.一种高强度可降解农用地膜的制备方法，其特征在于，所述高强度可降解农用地膜的制备方法为：表层制备，中层料制备，底层制备，高强度可降解农用地膜制备。6.根据权利要求5所述的一种高强度可降解农用地膜的制备方法，其特征在于，包括以下具体步骤：(1)将超支化聚乙烯亚胺分散在超支化聚乙烯亚胺质量15～20倍的无水乙醇中，在800～1200rpm下搅拌0.5～1h，加入超支化聚乙烯亚胺质量3.3～3.8倍的改性纳米纤维素，以10～15滴/min滴加超支化聚乙烯亚胺质量0.05～0.08倍质量分数为10％的醋酸溶液，升温至70～80℃，在800～1200rpm下继续搅拌3～5h，离心得固体，将固体置于70～80℃干燥箱中干燥3～5h，制得自制干强剂；(2)将苎麻纤维、水和自制干强剂按质量比15：7：3～15：10：6混合置于磨浆机中进行磨浆，制得90
°
SR的浆料，将浆料送进纸机冲浆泵，抄制得到30～35g/m2的地膜纸，得到表层；(3)将聚乙烯醇、聚乳酸和去离子水按质量比1：1：10混合，升温至90℃，在400～800rpm下搅拌30min，降温至50～60℃，加入以1滴/s滴加聚乙烯醇...

【专利技术属性】
技术研发人员：阙春桃，
申请(专利权)人：阙春桃，
类型：发明
国别省市：