[发明专利]一种可降解植物营养功能性复合材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种可降解植物营养功能性复合材料的制备方法，属于土壤修复材料技术领域。本发明以聚乳酸为基体材料，并添加小麦秸秆接枝共聚物高吸水树脂，制备一种可降解植物营养功能性复合材料，在聚乳酸高分子主链中引入易断裂纤维素和淀粉的基团，使其在农田生态系统中达到自行降解的效果，在加入此类基团后，经过一段时间，分子会出现断裂现象，并逐步碎化成碎片或粉末，最终被土壤同化，从而达到减少对环境的污染，小麦秸秆接枝共聚物高吸水树脂具有微交联三维网络结构，可以有效提高复合材料的吸水性和稳定性，同时，以小麦秸秆为原料制备的高吸水树脂对环境没有毒性，可以在土壤中完全降解。

技术领域

本发明涉及一种可降解植物营养功能性复合材料的制备方法，属于土壤修复材料技术领域。

背景技术

近年来，随着经济发展迅速、人口数量逐年增长，耕地面积持续下降，粮食产量已满足不了人口日益增长的需求，因此提高粮食单位面积产出是解决粮食问题的主要措施。化肥在增加粮食产量的同时也带来一定的负面效应。由于盲目追求产量效益，从而导致大量的化肥进入农田生态系统，但是，目前化肥当季利用率非常低，损失量大，从而带来的一系列的生态环境问题。氮、憐肥过量和不合理施肥，导致集约化农田土壤养分非均衡性富集，土壤结构性变差，土壤酸化、潜育化、盐渍化增加， 土壤生物性状退化严重影响农田的可持续利用。因此，针对化肥高量投入和农田高强度利用生产体系，提高肥料资源高效利用，保障作物持续高产和农田可持续利用，实现集约化农区农学效益、经济效益和环境效益协调统一和农田可持续利用有重要意义。

植物营养功能性材料是利用废弃物、工业副产物及廉价、环保的化工原料，如废弃塑料、造纸黑液、生活污泥、风化煤、煤奸石、竹醋液等，通过微乳化、高剪切、化学聚合反应和纳米材料技术制成的纳米-亚微米级型材料，具有调控养分释放速率、改善土壤微生态环境等功能。可应用于缓/控释肥料膜剂、荒漠化土地修复材料及有机肥料造粒粘结剂等农业和生态领域。缓/控释肥料是提高肥料利用率、节约资源、减少能耗和减轻环境压力的主要措施之一，然而由于有机聚合物膜材料性质稳定，树脂在土壤中很难降解，降解期长达30~50年，使得其难以推广应用，针对目前植物营养功能性材料存在的突出问题，制备一种可降解、成本低、制备工艺简单、环境友好型植物营养功能性材料势在必行。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对植物营养功能性材料在土壤中很难降解的问题，提供了一种可降解植物营养功能性复合材料的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

（1）将玉米淀粉加入去离子水中，在70~80℃的水浴条件下以200~250r/min转速搅拌糊化30~40min，得糊化淀粉；

（2）将糊化淀粉冷却至30~40℃，滴加质量分数10%的乙酸调节pH至4~5，并加入无水乙醇，以200~240r/min转速搅拌30~40min，得淀粉混合物；

（3）将淀粉混合物冷却至常温，滴加质量分数1%的氨水调节pH至7，得交联淀粉；

（4）将小麦秸秆接枝共聚物高吸水树脂、交联淀粉、聚乳酸置于搅拌机中，常温下以250~300r/min搅拌混合10~20min，得混合料；

（5）将混合料置于注塑机中注塑10~15min，再置于造粒机中造粒，得可降解植物营养功能性复合材料。

所述的聚乳酸、小麦秸秆接枝共聚物高吸水树脂、玉米淀粉、无水乙醇、去离子水的重量份数分别为：40~60份聚乳酸、20~30份小麦秸秆接枝共聚物高吸水树脂、12~18份玉米淀粉、20~30份无水乙醇、32~48份去离子水。

所述的注塑条件为60~80℃、10~12MPa。

所述的麦秸秆接枝共聚物高吸水树脂的具体制备步骤为：