本发明专利技术涉及一种薄膜生产装置、生物降解地膜的制备方法以及采用所述方法制备的生物降解地膜。所述薄膜生产装置包括挤出机、口模和设置于口模上方的限定装置，所述限定装置包括具有上开口和下开口的筒体，所述筒体的直径沿下开口至上开口方向依次增加。本发明专利技术通过在膜泡外加装限定装置的方式，调节膜泡逐步吹胀，直至完全定型，保证生物降解聚酯完全结晶(或基本完全结晶)后仍存在一定的吹胀作用，从而起到提高牵伸方向抗撕裂强度的效果，很好地解决了现有技术中生物降解地膜的牵伸方向抗撕裂强度偏低的问题，可用于生物降解地膜的工业化生产中。化生产中。化生产中。
【技术实现步骤摘要】
一种薄膜生产装置及采用其生产的生物降解地膜
[0001]本专利技术涉及一种薄膜生产装置及采用所述装置生产的生物降解地膜。
技术介绍
[0002]地膜作为农业生产中重要的生产资料，具有提高土壤温度、防止水分蒸发、提高肥效、防治杂草等作用，能有效提高农业生产力。在我国得到了广泛的应用，据统计我国地膜使用量从1982年0.6万吨上升到2014年144万吨，覆盖面积已超过1800万公顷，应用作物种类也从经济作物逐渐发展到主要粮食作物，如玉米、小麦、水稻等，未来地膜应用仍有很大的上升用空间。然而随着地膜覆盖技术普及和应用，也带来了严重的地膜残留污染问题，调查显示多年覆膜农田的平均残膜量在71.9-259.1kg/hm2，残留的地膜将会阻碍土壤水分的渗透，降低土壤通透性；并可能阻碍根系伸展，影响作物生长，引起作物减产等问题，成为农业生产中的“白色污染”。
[0003]开发生物可降解地膜是解决“白色污染”、保护土壤、减轻农民工作量的重要技术，为此国内外投入了大量的精力进行生物降解地膜的开发。然而目前已报道的降解地膜大多是以聚乙烯加上光敏剂、淀粉或碳酸钙等制备而成，这种地膜在一定的时期内可以崩解成小碎片，但地膜中的聚乙烯并未降解，仍会对土壤造成严重污染。在完全生物降解方面，目前国内已有金发科技、鑫富药业等企业采用脂肪族共聚酯聚己二酸-丁二酸丁二醇酯(PBSA)、聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(PBAT)等开展了生物降解地膜实验。国外主要有如德国BASF的由PBAT和聚乳酸(PLA)组成的系列生物降解地膜在德、意、日得到较好的应用，并于2012年进入中国市场，以及法国利马格兰集团的Biolice可降解地膜，主要成分为PBAT/淀粉。
[0004]生物降解聚酯是现阶段生物降解地膜的主要基体树脂，其具有良好的力学性能和生物降解性，但同时伴随着结晶速率慢的缺点，导致以生物降解聚酯作为主要成分的生物降解地膜的抗撕裂强度偏低。生物降解地膜的使用环境复杂多样，难免会在膜表面造成割伤、划伤、穿刺、破洞等缺陷，若抗撕裂强度较低，则缺陷会迅速扩展，影响地膜使用效果，因此必须设法提高生物降解地膜的抗撕裂强度。
技术实现思路
[0005]本专利技术主要解决的技术问题之一是现有技术中生物降解聚酯普遍存在结晶速率慢的缺点，导致以生物降解聚酯作为主要成分的生物降解地膜在吹制过程中存在膜泡定型后抗撕裂强度偏低的问题。为此，本专利技术提供一种薄膜生产装置，所述装置通过在挤出的膜泡外加装限定装置的方式，调节膜泡逐步吹胀，直至完全定型，保证生物降解聚酯完全结晶(或基本完全结晶)后仍存在一定的吹胀作用，从而起到提高牵伸方向抗撕裂强度的效果，很好地解决了现有技术问题。
[0006]本专利技术主要解决的技术问题之二是提供一种与解决技术问题之一相对应的持续吹胀的高抗撕裂生物降解地膜的制备方法。
[0007]本专利技术主要解决的技术问题之三是提供一种与解决技术问题之一相对应的持续吹胀的高抗撕裂生物降解地膜。
[0008]为了解决以上技术问题，本专利技术的第一方面提供了一种薄膜生产装置，所述薄膜生产装置包括挤出机、口模和设置于口模上方的限定装置，所述限定装置包括具有上开口和下开口的筒体，所述筒体的直径沿下开口至上开口方向依次增加。
[0009]本专利技术中所述“筒体”指的为广义上的筒体结构，其可以为圆筒、方筒或其他形状不规则的筒体。
[0010]本专利技术中所述的限定装置用于在薄膜生产中限定膜泡的吹胀程度，使所述膜泡能够逐步吹胀。
[0011]根据本专利技术的一些实施方式，所述“设置于口模上方的限定装置”指的是所述口模的中轴线与所述限定装置的中轴线重合，即所述限定装置位于所述口模的正上方。
[0012]根据本专利技术的一些实施方式，相比于上开口，所述下开口更靠近于所述口模。
[0013]根据本专利技术的一些实施方式，所述下开口与口模之间的垂直距离为口模直径的0-1.5倍，例如0.1倍、0.2倍、0.3倍、0.4倍、0.5倍、0.6倍、0.7倍、0.8倍、0.9倍、1.1倍、1.2倍、1.3倍、1.4倍、1.5倍以及它们之间的任意值。
[0014]根据本专利技术的一些实施方式，所述下开口与口模之间的垂直距离为口模直径的0-1倍。
[0015]本专利技术中将所述下开口与口模之间的垂直距离设置在上述范围内，可以更大程度地有效发挥限定装置的效果。若限定装置下开口离口模平面较远，则可能发生膜泡从两者的缝隙处鼓出，导致吹膜不稳定。而若限定装置的下开口低于口模平面，则造成低于口模平面部分的限定装置未发挥限定作用。
[0016]在本专利技术的一些优选实施方式中，所述限定装置的下开口与口模平面平行安装，即所述下开口与口模之间的垂直距离为口模直径的0倍，以此更大程度地有效发挥限定装置的效果。
[0017]根据本专利技术的一些实施方式，所述上开口的直径大于或等于口模直径与吹胀比的乘积。
[0018]根据本专利技术的一些实施方式，拟生产薄膜的幅宽(口模直径与吹胀比的乘积)决定了上开口的直径下限，即上开口的直径的最小值应该大于或等于生产薄膜的幅宽，较小的上开口直径在生产大幅宽薄膜的产品时会导致膜泡出了限定装置后继续被吹胀，导致吹膜不稳定。
[0019]根据本专利技术的一些实施方式，上开口的直径的最大值并没有特殊限定，较大的上开口直径可以用于生产小幅宽的薄膜产品，但从实际操作以及经济角度考虑，优选所述上开口的直径为口模直径的2倍及以上。
[0020]根据本专利技术的一些实施方式，所述上开口的直径为口模直径的2.5倍及以上，例如为口模直径的5倍、10倍或20倍。
[0021]根据本专利技术的一些实施方式，所述下开口的直径为口模直径的1.01-2倍，例如1.05倍、1.10倍、1.15倍、1.20倍、1.25倍、1.30倍、1.35倍、1.40倍、1.45倍、1.55倍、1.6倍、1.7倍、1.8倍、1.9倍以及它们之间的任意值。
[0022]根据本专利技术的一些实施方式，所述下开口的直径为口模直径的1.05-1.5倍。
[0023]在本专利技术的一些实施方式中，由于吹膜设备的特点，本专利技术中的限定装置的下开口难以完全跟口模平行，而需稍留间隙，从而使得限定装置的下开口直径需要比口模略大，以防止膜泡在下开口处有较大的摩擦。
[0024]根据本专利技术的一些实施方式，所述上开口和下开口之间的垂直距离为上开口的直径的2倍及以上。
[0025]根据本专利技术的一些实施方式，所述上开口和下开口之间的垂直距离为上开口的直径的2-50倍，例如3倍、4倍、5倍、7倍、9倍、11倍、13倍、15倍、17倍、19倍、25倍、30倍、35倍、40倍、45倍以及它们之间的任意值。
[0026]根据本专利技术的一些实施方式，所述上开口和下开口之间的垂直距离为上开口的直径的2-20倍。
[0027]本专利技术中，若上开口和下开口之间的垂直距离过小，即限定装置过于扁平，可能导致膜泡由于牵引拉伸力的存在而较快地脱离限定装置，难以持续受限定装置的限制，极端情况下，膜泡可能完全本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种薄膜生产装置，其包括挤出机、口模和设置于口模上方的限定装置，所述限定装置包括具有上开口和下开口的筒体，所述筒体的直径沿下开口至上开口方向依次增加。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，相比于上开口，所述下开口更靠近于所述口模，优选地，所述下开口与口模之间的垂直距离为口模直径的0-1.5倍，优选0-1倍。3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述上开口的直径大于或等于口模直径与吹胀比的乘积，优选为口模直径的2倍及以上，更优选为2.5倍及以上；和/或所述下开口的直径为口模直径的1.01-2倍，优选为1.05-1.5倍；和/或所述上开口和下开口之间的垂直距离为上开口的直径的2倍及以上，优选为2-50倍，更优选为2-20倍。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的装置，其特征在于，所述限定装置内还设置有风力模块，所述风力模块用于持续送风，以保证生物降解地膜不与限定装置内壁粘连。5.一种生物降解地膜的制备方法，其采用权利要求1-4中任意一项所述的装置，包括以下步骤：S1，提供生物降解地膜母料；S2，将S1中的生物降解地膜母料加入挤出机中经过混合、熔融、挤至口模并从口模挤出，得到膜泡；S3，通过限定装置使膜泡逐步吹胀后，冷却、定型得到所述生物降解地膜。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，S1中，所述提供生物降解地膜母料包括：将脂肪族芳香族共聚酯以及任选的聚乳酸、聚甲基乙撑碳酸酯、聚己内酯、相容剂、扩链剂、耐水解剂、紫外线吸收剂和其他助剂加入双螺杆挤出机中经过混合、熔融、反应和挤出，得到所述生物降解地膜母料。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，以所述脂肪族芳香族共聚酯为1000重量份数计，所述聚乳酸为0-100份优选为5-50份，所述聚甲基乙撑碳酸酯为0-100份优选为5-50份，所述聚己内酯为0-100份优选为5-50份，所述相容剂为0-100份优选为5-50份，所述扩链剂为0-20份优选为3-10份，所述耐水解剂为0...
【专利技术属性】
技术研发人员：周炳，王洪学，贾钦，王子君，李聪，田雨川，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：
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