一种可降解地膜及其制备方法技术

本发明专利技术属于可降解材料技术领域，特别涉及一种可降解地膜及其制备方法，其原料包括重量为70

【技术实现步骤摘要】
一种可降解地膜及其制备方法


[0001]本专利技术属于可降解材料
，具体涉及一种可降解地膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着现代农业的发展，农用地膜量日益增大，然而由于塑料薄膜不可降解，造成了严重的土壤污染。为解决塑料薄膜造成的农业面源污染，可降解地膜应运而生。生物可降解地膜是对环境最为友好的一类地膜。生物降解塑料可分为不完全生物降解塑料和完全生物降解塑料，不完全生物降解塑料是指在自然界中不能完全降解的塑料，长期使用仍会造成污染。完全生物降解塑料主要是由天然高分子(如淀粉、纤维素、甲壳质)或农副产品合成具有生物降解性的高分子制得，这类塑料在自然环境条件下可通过微生物作用而引起降解，其降解的最终产物为二氧化碳和水，也不会对环境产生二次污染。但是，目前用于农业生产的可降解地膜均存在着拉伸强度不高，在使用过程中容易破裂的问题。因此，改善地膜的拉伸强度、韧性等力学性能变得越来越重要。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种拉伸强度高、韧性好的可降解地膜。
[0004]本专利技术的第二个目的在于提供上述可降解地膜的制备方法。
[0005]为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：
[0006]一种可降解地膜，其原料包括重量份为70
‑
90份的植物淀粉和10
‑
30份的植物纤维，所述植物纤维包括秸秆和甘蔗皮，所述秸秆与甘蔗皮的重量比为3
‑
5:1。
[0007]优选地，所述植物淀粉为土豆淀粉或玉米淀粉。
[0008]优选地，其原料包括重量份为80份的植物淀粉和20份的植物纤维，植物纤维中，秸秆与甘蔗皮的重量比为4:1。
[0009]所述可降解地膜的制备方法，包括如下步骤：
[0010]一、将植物淀粉进行改性处理，使其具备热塑性；
[0011]二、将秸秆纤维进行改性处理，使其具备热塑性；将甘蔗皮纤维进行改性处理，使其具备热塑性；
[0012]三、将改性植物纤维加入改性植物淀粉中，混合均匀；
[0013]四、将混合料浆经过挤出机挤出后通过吹膜机制成塑料薄膜。
[0014]所述步骤一中，对植物淀粉的改性处理包括：
[0015]将植物淀粉加入水中，加热至70
‑
80℃，搅拌至糊化，冷却至常温，植物淀粉与水的比例是100g：300
‑
400ml；在冷却的糊化淀粉中加水，搅拌，然后通入氮气，再加入环氧丙烷，搅拌30
‑
60min，升温至45
‑
50℃，反应6
‑
8h，形成改性植物淀粉；糊化淀粉与水的比例为100g：30
‑
40ml。
[0016]所述步骤二中，对植物纤维的改性处理包括：将秸秆粉碎成秸秆粉末，加入4
‑
5％的碱溶液中蒸煮，蒸煮温度为85
‑
95℃，蒸煮时间为3
‑
4h，得秸秆纤维浆即改性秸秆纤维；
[0017]将甘蔗皮粉碎成粉末，加入7
‑
15％的NaOH溶液中，搅拌2
‑
3h，物液比为10g:80
‑
100ml，然后冲洗至中性，烘干，烘箱温度90
‑
110℃，时间8
‑
12小时；按照3ml：80
‑
100ml的比例将硅烷偶联剂KH
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550溶于无水乙醇中，混合均匀后喷淋到甘蔗皮粉末的表面，得改性甘蔗皮纤维。
[0018]本专利技术具有如下有益效果：
[0019]1、本专利技术提供的可降解地膜，以植物淀粉、秸秆纤维和甘蔗皮纤维复合而成，由于各种原料的分子量大小不同，分子长短不一，因此，复合而成的地膜力拉伸强度高，韧性好。
[0020]2、本专利技术提供的可降解地膜，以植物淀粉、秸秆、甘蔗皮为原料，原料易得，成本低。
[0021]3、本专利技术提供的可降解地膜的制备方法，采用常规的操作方法和设备，操作简单，易于实现。
具体实施方式
[0022]下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0023]一种可降解地膜，原料包括重量为70
‑
90份的植物淀粉和10
‑
30份的植物纤维，所述植物纤维包括秸秆和甘蔗皮，所述秸秆与甘蔗皮的重量比为10
‑
15:2
‑
3。
[0024]所述植物淀粉为土豆淀粉或玉米淀粉。
[0025]淀粉在高等植物中含量很高，且提取简单。淀粉是由单一类型的糖单元组成的多糖，是碳水化合物贮藏的主要形式，淀粉的通用分子式为(C6H10O5)n，淀粉的分子结构中有大量的的羟基，且分解温度低于它的熔点，不具备热塑性，因此需要对淀粉进行改性处理。淀粉的改性处理，就是要打破其原有的氢键作用，使得结晶结构被破坏，从而具备热塑性。但单纯的热塑性淀粉的力学性能较低，不能达到农用地膜的要求。研究发现，塑化的淀粉基体与植物纤维分子间可以形成氢键，具有较好的空间网状结构，二者复合的材料力学性能更好。由于各种植物纤维的分子量大小不一，纤维长度不同，不同的植物纤维复合，具有补强的作用。本专利技术采用秸秆纤维与植物淀粉复合，同时添加少量的甘蔗皮纤维补强，以提高地膜的力学性能。
[0026]甘蔗皮是甘蔗的外表皮，甘蔗纤维主要集中在甘蔗皮下的皮下纤维层中。纤维在纤维素酶的作用下也能发生降解。纤维也是由葡萄糖单元组成，但其结构更加规整，相互聚集形成高度结晶的多层堆砌结构基纤维。由于纤维分子间具有很强的氢键，难以塑化，不易成膜，因此，需要对其进行改性。
[0027]本专利技术采用偶联剂改性甘蔗皮纤维，其原理是偶联剂中带有多种官能团，有些官能团与纤维上的官能团之间以氢键连接，有些官能团与淀粉中的官能团及秸秆纤维中的官能团形成氢键，从而起到补强的作用。
[0028]实施例1采用重量份为80份的植物淀粉和20份的植物纤维，植物纤维中，秸秆与甘蔗皮的重量比为4:1。
[0029]实施例2采用采用重量份为70份的植物淀粉和30份的植物纤维，植物纤维中，秸秆与甘蔗皮的重量比为5:1。
[0030]实施例3采用重量份为90份的植物淀粉和10份的植物纤维，植物纤维中，秸秆与甘蔗皮的重量比为3:1。
[0031]实施例中的植物淀粉选用红薯淀粉，秸杆选用麦秆。
[0032]上述可降解地膜的制备方法，包括如下步骤：
[0033]一、将植物淀粉进行改性处理，使其具备热塑性；具体操作方式为：将红薯淀粉加入水中，加热至80℃，搅拌至糊化，冷却至常温，红薯淀粉与水的比例是100g：300ml；在冷却的糊化淀粉中加水，搅拌，然后通入氮气，再加入环氧丙烷，搅拌60min，升温至50℃，反应8h，形成改性植物淀粉；糊化淀粉与水的比例为100g：30ml。
[0034]二、将秸秆纤维进行改性处理，使其具备热塑性；具体操作方式是，将麦秆粉碎成麦秸粉末本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可降解地膜，其特征在于：其原料包括重量为70
‑
90份的植物淀粉和10
‑
30份的植物纤维，所述植物纤维包括秸秆和甘蔗皮，所述秸秆与甘蔗皮的重量比为3
‑
5:1。2.根据权利要求1所述的可降解地膜，其特征在于：所述植物淀粉为土豆淀粉或玉米淀粉。3.根据权利要求1所述的可降解地膜，其特征在于：包括重量份为80份的植物淀粉和20份的植物纤维，植物纤维中，秸秆与甘蔗皮的重量比为4:1。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的可降解地膜的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：一、将植物淀粉进行改性处理，使其具备热塑性；二、将秸秆纤维进行改性处理，使其具备热塑性；将甘蔗皮纤维进行改性处理，使其具备热塑性；三、将改性植物纤维加入改性植物淀粉中，混合均匀；四、将混合均匀的料浆经过挤出机挤出后通过吹膜机制成塑料薄膜。5.根据权利要求4所述的可降解地膜的制备方法，其特征在于：所述步骤一中，对植物淀粉的改性处理包括：将植物淀粉加入水中，加热至70
‑
80℃，搅拌至糊化，冷却至常温，植物淀粉与水的比例是100g：300
‑
400ml；在冷却...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜英杰，赵正文，王玉锦，王喜民，孙广强，刘会娟，陈冬，胡战锋，
申请(专利权)人：杜英杰，
类型：发明
国别省市：