[发明专利]一种低能耗制备高强度、生物降解塑料地膜的方法

说明书

本发明属于地膜制备的技术领域，提供了一种低能耗制备高强度、生物降解塑料地膜的方法。该方法将聚乳酸纤维、热塑性淀粉纤维及剑麻纤维预处理后，分别进行离析和分散，得到单纤维，将制得三种单纤维分散液混合，打浆分散相互交织形成悬浮液，利用成网机构铺设展开后利用辊压热定型干燥制成高强度的可降解地膜。其显著效果是制备过程中三种纤维原料之间相互交结，制得地膜的强度较常规工艺的更高；同时无污染排放，能耗比常规工艺低，且生物降解性能良好，环保性佳。

技术领域

本发明属于地膜制备的技术领域，提供了一种低能耗制备高强度、生物降解塑料地膜的方法。

背景技术

地膜栽培技术极大促进了农业的发展，获得了显著的经济效益。目前广泛使用的农用地膜主要是塑料地膜，它能起到保温护根、防冻、保墒、调节光照、节水、除 草，以及控制土壤盐碱度的作用，进而促进作物早熟，提高作物产量和质量。地膜覆盖技术在我国有着广泛的发展前景，并在农业生产中发挥越来越重要的作用。

目前，生产使用中的地膜大多数是有聚乙烯催塑而成的一种高分子碳氢化合物透明膜，其可以保持土壤的水分，提高地温，促进土壤氢份分解，提高作物产量，但这种高分子塑料和你在对称稳定，强度好，残膜要变成对土壤无害的物资需要上百年时间，同时残留在土壤中的地膜对土壤耕性、通气性等产生不良影响，破坏土壤结构，影响水其养分运行，从而导致土壤污染和农作物减产。因此可降解地膜成为农用塑料地膜发展的必然趋势。

可降解地膜主要包括生物降解、光降解和化学简介，这三种主要降解的过程相互间具有增效、协同和连贯作用，目前研究应用较多的有光降解地膜和生物降解地膜。由于光降解地膜降解快、不易控制，制品旨在光的作用下降解，而农膜在泥土中的遮盖部分不降解，因此其应用受到很大的限制，因而生物降解塑料是最重要的一类降解塑料地膜。生物降解塑料包括微生物合成高分子型、化学合成高分子型、天然高分子型，其中天然高分子型包括淀粉生物降解地膜和纤维素基降解塑料地膜。由于纤维素分子间有强氢键，取向高、洁净度高，不溶于一般溶剂，高温下分解而不熔融，难以塑化，不易成膜，因此需要改性。一般改性的方法有酯化、醚化，以及氧化成醛、酮、酸等。然后可采取挤出吹塑成型、挤出流延成型和双向拉伸薄膜成型的方法制得可降解生物塑料薄膜。

目前国内外在生物降解地膜，尤其是香气塑料母料方面已取得了一定成效。其中高凡发明了一种新型淀粉基纤维素可降解塑料膜的制备方法（中国发明专利申请号201210480137.2），此方法采用玉米淀粉、小麦淀粉、大米淀粉、甘薯淀粉或马铃薯淀粉，聚乙烯醇作为增强剂提高可降解塑料的力学性能，采用棉纤维制成醋酸纤维素与淀粉交联，制成可降解塑料膜，交联剂为柠檬酸三丁酯，催化剂为浓硫酸。另外，边新超等人发明了一种可生物降解材料和生物降解塑料地膜（中国发明专利申请号201710352870.9），包括以下组分：聚乳酸50～90重量份、聚酯增塑剂5～50重量份和交联剂0.5～15重量份；此发明提供的可生物降解材料采用由二元酸、二元醇和三元醇共聚合制得的聚酯增塑剂与脂肪族聚酯和交联剂相互作用，使其制备的生物降解塑料地膜具有可生物降解性，且具有较高的强度和延伸率，具有良好的熔体稳定性。

可见，现有技术中对制备生物塑料的纤维素改性处理方法较复杂，成本高且存在残留试剂影响环境，改性后的纤维素降解缓慢且不完全，同时传统制备可降解地膜的方法单一，能耗较高，污染性较大，并且制备的地膜强度低、生物降解缓慢。

发明内容

针对这种情况，本发明提出一种低能耗制备高强度、生物降解塑料地膜的方法，其技术特点是以聚乳酸纤维为主要成分，辅以热塑性淀粉纤维、剑麻纤维通过湿法制备环保地膜；将置于水介质中的纤维原料分散成单纤维，然后将三种纤维原料混合，由打浆器分散交织制成纤维悬浮浆，通过成网机构铺设展开后，利用辊压热定型干燥制成高强度的可降解地膜。其显著效果是制备过程中三种纤维原料之间相互交结，制得地膜的强度较常规工艺的更高；同时无污染排放，能耗比常规工艺低，且生物降解性能良好，环保性佳。

本发明涉及的具体技术方案如下：