[发明专利]可完全生物降解的多功能地膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种塑料薄膜，具体涉及一种可降解的多功能地膜，及其制备方法。

背景技术

由于地膜可以提高土壤温度，保持土壤水分，维持土壤结构，防止害虫侵袭作物和某些微生物引起的病害及促进植物生长的功能，已广泛用于粮、棉、油、菜、瓜果、烟、糖、药、麻、茶、林等40多种农作物上，使作物普遍增产10%～50%，带来了农业生产方式的变革，被成为“白色革命”。

然而由于塑料稳定性好，特别是大量超薄地膜的使用，薄膜破碎后进入土壤上百年都难以降解，大量累积严重影响植物根系的发育和对营养的吸收，导致作物减产。随着用量的不断增大，农用塑料残膜清理回收十分困难，土壤中塑料地膜的残留量逐年增加，给农业生态环境和人体健康带来了严重的负面影响，对农业可持续发展构成威胁。新疆维吾尔自治区农业厅于1998年在重点县（市）开展了废旧地膜污染调查工作。从对哈密、伊犁等6地州16县（市）的调查结果看，废旧地膜平均残留量为2.52公斤／亩，其中，最严重的一个样点为17.86公斤／亩。随着时间的推移，累积量还将不断增加，农用地膜污染治理已刻不容缓。因此，发展具有塑料的使用和加工性能，但在使用废弃后能被自然界中的微生物分解的地膜成为有效的解决途径。

淀粉是可自然再生的生物聚合物，具有良好的生物降解性，来源丰富，价格低廉，被广泛作为生物材料使用。在专利US5496910，WO97/23564，US6348524，US6025417中将干燥的淀粉颗粒，或凝胶化的热塑性淀粉与生物降解聚合物PCL，PLA，PBS等共混得到具有良好生物降解性的聚合物。通常热塑性淀粉是在多元醇如甘油，山梨醇等存在下经高温高压挤出得到，然而这种热塑性淀粉由于淀粉是亲水性聚合物，而PCL，PLA，PBS等均为疏水性聚合物，两相之间的相容性差，当淀粉填充量大时，所得制品力学性能大幅下降。例如：25%的淀粉与PCL共混，其拉伸强度只有PCL的一半，而25%未改性的颗粒状淀粉与PHB/V共混，拉伸强度只有PHB/V的60%。要获得良好力学性能的共混物，必须改善两相之间的相容性，提高淀粉相与树脂相的结合力。李云政等在专利CN101928411B中利用羟基化聚酯作为增容剂，低聚合度的二元酸甘油酯复合增塑剂得到了具有高淀粉填充，优良加工性能和机械性能的完全降解淀粉基树脂，可广泛应用于包装和农膜。

高庆霄在专利90105349中以普通塑料薄膜为载体，将光解剂均匀拌入颗粒塑料，通过吹膜均匀分布在地膜之中，然后在地膜表面涂敷含除草剂、微肥等的水溶性聚乙烯醇溶液。通过烘干除水后制成具有保温、保湿、除草、施微肥，并能定期光解的农用多功能地膜。生产过程可应用二次法工艺或一体化工艺，均采用机械化作业。然而该方法所得到的多功能地膜利用光降解剂将地膜分解为碎片进入土壤后不能继续分解，会对土壤造成污染。其次由于微肥属于无机盐，与聚乙烯的相容性差，需要利用聚乙烯醇水溶液作为粘着剂，将除草剂和微肥等添加剂涂覆到薄膜上，需要增加烘干工艺，操作复杂，成本增加。另外由于聚乙烯醇的水溶性，添加剂会一次性转移至土壤中，不具有缓释功能。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种多功能地膜，不仅具有普通地膜保温、保水的功效，而且具有完全生物降解和缓释施肥或杀虫除草功能。

本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的：

提供一种可完全生物降解的多功能地膜，按重量百分比计，它含有以下成份：

（1）淀粉类天然生物聚合物或其衍生物，占所述地膜总重量的5～70%；

（2）可生物降解的合成聚合物，占所述地膜总重量的5-90%；

（3）界面增强剂，占所述地膜总重量的3-20%；

（4）以尿素为主要成分的复合增塑剂，其中所含尿素的量为所述淀粉类天然生物聚合物或其衍生物的10%-100%；

（5）氮磷钾复合肥，用量为所述淀粉类天然生物聚合物或其衍生物与复合增塑剂总量的5-30%；

（6）杀虫剂，占所述地膜总重量的0.05%-0.2%；

（7）除草剂，占所述地膜总重量的0.01%-0.1%；

（8）微肥，用量为所述淀粉类天然生物聚合物或其衍生物的0.01-1%。

本发明优选的方案中，所述的可完全生物降解的多功能地膜，按重量百分比计，含有以下成份：

（1）淀粉类天然生物聚合物或其衍生物，占所述地膜总重量的20～70%；

（2）可生物降解的合成聚合物，占所述地膜总重量的20-80%；