一种用于土壤修复的生物基纤维土制造技术

本发明专利技术公开了一种用于土壤修复的生物基纤维土，属于生态修复技术领域，包括泥炭土、玉米秸秆、小麦秸秆、腐殖质、蓬松纤维球、硝酸铵和磷酸二氢钾；其中，将乙二醇、对苯二甲酸、稳定剂、防醚剂、催化剂、季戊四醇和氨基硅油混合并反应，出料后预结晶，得到生物基聚合物然后和聚乳酸混合，熔融喷丝并堆叠成团，然后向团状纤维表面喷洒黏合剂，烘干，得到蓬松纤维球；蓬松纤维球容易被自然分解，更加环保；蓬松纤维球与植物纤维相互配合，形成稳定的三维网状结构，增加制备出的纤维土的蓬松程度和透气性，有利于植物根系生长，最后通过植被的自然覆盖防止水土流失，从而达到土壤的绿色修复目的。的。

【技术实现步骤摘要】
一种用于土壤修复的生物基纤维土


[0001]本专利技术属于生态修复
，具体涉及一种用于土壤修复的生物基纤维土。

技术介绍

[0002]纤维土是指给填土中掺合一定比例的土工纤维，是广义上的加筋土。纤维土的作用原理与加筋土类似，是利用纤维材料与土之间的摩阻力或咬合力来限制土体的变化，纤维土不仅可以抑制土体的竖向和侧向变形，还可以有效提高土体的抗压和抗拉性能，从而使土的物理、力学性质得到改善。
[0003]纤维土是土体加固中常用的一种材料，较早采用植物纤维加入土体中增强土体性能。植物纤维强度不高，并且容易发酵降解，所以现在一般采用高强度的人工纤维。水土流失甚至滑坡等自然灾害发生后，土壤养分大量流失，植被需要很久才能恢复，为了防止次生灾害的发生，一般通过纤维土和框架结构相互配合，来防止水土流失。但是使用的人工纤维不易降解，这种纤维土在长时间使用并坍缩后透气性差，影响植物的生长，所以需要一种不易坍缩的纤维土，便于植物的生长，通过绿色环保的方式稳固水土。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种用于土壤修复的生物基纤维土，以解决
技术介绍
中的问题。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0006]一种用于土壤修复的生物基纤维土，按质量份计包括如下组分：
[0007]泥炭土150
‑
200份、玉米秸秆30
‑
40份、小麦秸秆20
‑
30份、腐殖质20
‑
30份、蓬松纤维球20
‑
40份、硝酸铵2
‑
4份、磷酸二氢钾4
‑
8份。
[0008]上述用于土壤修复的生物基纤维土的制备方法为：将玉米秸秆、小麦秸秆用揉丝机粉碎，将粉碎后的玉米秸秆和小麦秸秆转移至蒸压釜中，在120℃的条件下蒸汽软化1
‑
3h，然后将软化后的玉米秸秆和小麦秸秆与泥炭土、腐殖质、蓬松纤维球、硝酸铵及磷酸二氢钾混合，得到用于土壤修复的生物基纤维土。
[0009]蓬松纤维球通过如下步骤制备：
[0010]步骤A1：将乙二醇、对苯二甲酸、稳定剂、防醚剂、催化剂和季戊四醇加入打浆釜中打浆，然后将混合好的物料转移至反应釜中，静置5
‑
10min后通入氮气置换出反应釜内的空气，采用直接酯化法，调节反应釜内的压力至350
±
30KPa，在230
‑
240℃和50r/min的条件下加压反应2
‑
3h，得到对苯二甲酸乙二酯；向反应釜中补入氨基硅油，然后再次通入氮气置换出反应釜内的空气，升温至250℃后常压反应0.5h；调节反应釜内压力至
‑
80
±
20KPa，升温至260℃后低压反应0.5h；将反应釜抽真空，升温至270
‑
280℃后真空缩聚反应0.5
‑
0.8h，通入氮气破真空，出料，切粒，切片，将制备的切片置于烘箱中，在105℃的条件下干燥1h，然后在120
‑
135℃的条件下干燥预结晶0.5
‑
1h，得到生物基聚合物；
[0011]步骤A2：将生物基聚合物和聚乳酸按照1:1的质量比混合，然后用双螺杆挤出机挤
出，切粒，得到生物基原料；将生物基原料转移至熔融纺丝机中，在270
‑
280℃的条件下熔融喷丝，制备出卷曲纤维并使卷曲纤维堆叠成团，然后向团状纤维表面喷洒黏合剂，烘干，得到蓬松纤维球。
[0012]进一步地，乙二醇、对苯二甲酸、稳定剂、防醚剂、催化剂、季戊四醇和氨基硅油的用量比为6.5kg：16kg：5g：5g：5g：60
‑
80g：30
‑
40g。
[0013]进一步地，稳定剂为磷酸三苯酯。
[0014]进一步地，防醚剂为醋酸钠。
[0015]进一步地，催化剂为乙二醇锑。
[0016]进一步地，黏合剂通过如下步骤制备：
[0017]步骤S1：向烧瓶中加入去离子水和乳化剂，搅拌5
‑
10min后加入甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯和交联剂，在20
‑
30℃的条件下搅拌1.5
‑
2h，得到乳化液；
[0018]步骤S2：取1/3量的乳化液转移进反应釜中，在搅拌装置转速为100
‑
120r/min的条件下，向反应釜中加入磷酸氢二钠用于稳定反应体系的pH值至7
‑
8，将剩余的2/3量的乳化液装入恒压漏斗中备用，然后加入1/3量的引发剂溶液，将反应釜升温至60℃，将剩余2/3量的引发剂溶液加入反应釜中，继续搅拌并升温至80℃，打开恒压漏斗将剩余的乳化液加入反应釜中，继续搅拌并保温反应3
‑
4h，然后加入豆胶，搅拌5
‑
10min，冷却，过滤出料，得到黏合剂。
[0019]进一步地，乳化液中去离子水、乳化剂、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯和交联剂的用量比为3
‑
5mL：1.5g：15g：2g：25g：5g：1g。
[0020]进一步地，交联剂为N
‑
羟甲基丙烯酰胺。
[0021]进一步地，乳化剂为吐温
‑
80和十二烷基磺酸钠按照5:7的质量比混合而成。
[0022]进一步地，乳化液、引发剂溶液和豆胶的用量比为100g：7g：20g。
[0023]进一步地，引发剂溶液为质量分数为10％的过硫酸铵溶液。
[0024]本专利技术的有益效果：
[0025]本专利技术纤维土中含有蓬松纤维球，通过生物基原料制备而成，容易被自然分解，更加环保。在生物基聚合物的共聚制备过程中，向分子链上引入季戊四醇和氨基硅油，可以提高及非晶区的亲水基团含量，可以有效提高共聚物的吸湿性，并且有利于改善制备出的蓬松纤维球的回潮性，从而增加纤维土的保水性能。蓬松纤维球表面喷有黏合剂，粘合剂中的豆胶含有氨基酸，增加黏合剂中的氨基和羧基的极性基团，增加对生物基纤维的粘结性，有利于蓬松纤维球形态的保持，与玉米秸秆和小麦秸秆的植物纤维相互配合，形成稳定的三维网状结构，增加制备出的纤维土的蓬松程度和透气性，有利于植物根系生长；并且蓬松纤维球具有较好的断裂强度，在多种纤维的配合与牵拉下，有利于防止该纤维土的过度流失。该纤维土中还添加有腐殖质，进一步增加其吸水保水能力，添加的硝酸铵和磷酸二氢钾为植物生长提供必要的营养元素，有利于促进植物生长，在纤维土中的蓬松纤维球降解后，通过植被的自然覆盖防止水土流失，从而达到土壤的绿色修复目的。
具体实施方式
[0026]下面将结合本专利技术实施例，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作出创造性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于土壤修复的生物基纤维土，其特征在于，按质量份计，包括如下组分：泥炭土150
‑
200份、玉米秸秆30
‑
40份、小麦秸秆20
‑
30份、腐殖质20
‑
30份、蓬松纤维球20
‑
40份、硝酸铵2
‑
4份和磷酸二氢钾4
‑
8份；蓬松纤维球通过如下步骤制备：步骤A1：将乙二醇、对苯二甲酸、稳定剂、防醚剂、催化剂和季戊四醇混合打浆并转移至反应釜中，静置后通入氮气置换出反应釜内的空气，调节反应釜内的压力至350
±
30KPa，在230
‑
240℃和50r/min的条件下反应2
‑
3h；补入氨基硅油，再次通入氮气置换出反应釜内的空气，升温至250℃后常压反应0.5h；调节反应釜内压力至
‑
80
±
20KPa，升温至260℃后反应0.5h；升温至270
‑
280℃后真空缩聚反应0.5
‑
0.8h，出料后切粒、切片、干燥及预结晶，得到生物基聚合物；步骤A2：将生物基聚合物和聚乳酸按照1:1的质量比混合，挤出，切粒，得到生物基原料；将生物基原料熔融喷丝成卷曲纤维并使卷曲纤维堆叠成团，然后向团状纤维表面喷洒黏合剂，烘干，得到蓬松纤维球。2.根据权利要求1所述的一种用于土壤修复的生物基纤维土，其特征在于，通过如下步骤制备：将玉米秸秆、小麦秸秆用揉丝机粉碎，然后在120℃的条件下蒸汽软化1
‑
3h，然后将软化后的玉米秸秆和小麦秸秆与泥炭土、腐殖质、蓬松纤维球、硝酸铵及磷酸二氢钾混合，得到用于土壤修复的生物基纤维土。3.根据权利要求1所述的一种用于土壤修复的生物基纤维土，其特征在于，所述乙二醇、对苯二甲酸、...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴鲁皖，马吴艳，吴小庆，步立生，康铭铭，阎晓萌，张子悦，陶国章，王帅，
申请(专利权)人：中奥生态环境股份有限公司，
类型：发明
国别省市：