一种可降解农用薄膜及其制备方法与流程

本发明涉及塑料制品，具体涉及一种可降解农用薄膜及其制备方法。

背景技术：

1、我国是一个农业大国，畜牧养殖业是其主要产业之一。据统计全国每年养殖业排放的牲畜粪便达到45亿吨之多。牲畜粪便中含有大量的纤维素、病原微生物、高温寄生虫等，既是资源也是污染源。现阶段对牲畜粪便的资源化利用主要有能源化利用，牲畜粪便进行厌氧发酵产生沼气；肥料资源化利用，采用土地还原法、腐熟堆肥法以及生物处理法将牲畜粪便变成肥料用于农业生产；饲料化利用，将牲畜粪便作为饲料喂养蚯蚓等生物；即使这样仍有约20％的牲畜粪便没有达到有效的利用，直接排放污染环境。

2、现阶段农用地膜主要采用聚乙烯、聚丙烯以及聚氯乙烯等石油基聚合物，这些产品在使用过程中由于其自身耐用性差、强度低、易破损、难回收，这些大量不可降解性的塑料散落在田间，破环农田土壤结构，影响农作物根系固着及发育，造成大面积死苗，导致减产。我国现有的可降解薄膜主要是淀粉基可降解塑料薄膜，由于其高昂的价格以及与养殖业争夺饲料的态势，止步于农业生产领域上的应用。而来源广泛、价格温和的co2基可降解塑料聚碳酸亚丙酯(ppc)、煤化工来源的聚乙醇酸(pga)等由于其低的玻璃化转变温度、弱的力学及加工性能限制了其在农业领域的广泛使用。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种可降解农用薄膜及其制备方法，以解决上述所提到的问题。

2、本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

3、一种可降解农用薄膜的制备方法，包括以下步骤：

4、s1、将牲畜粪便脱水，并在80～100℃温度下烘干至恒重；

5、s2、将恒重后的牲畜粪粉碎成粉体，收集40～60目粉体；

6、s3、将步骤s2中收集的粉体与可降解材料均匀混合得到混合物后于180～260℃温度下共熔挤出后吹塑，其中粉体与可降解材料质量比为1：0.25～4；

7、s4、将步骤s3中共熔挤出后吹塑得到的物料进行冷却，得到可降解农用薄膜。

8、在步骤s2中，将步骤s1处理后的牲畜粪便接种地衣芽孢杆菌、热嗜淀粉芽孢杆菌中的任意一种，在60～80℃温度下堆肥2～3天，脱水并干燥后，再将其粉碎成粉体。

9、所述可降解材料为ppc、pga、pbat、pbs、pla中的至少一种。

10、在步骤s3中，向混合物中添加催化剂后在180～250℃温度条件下共熔挤出后吹塑，其中催化剂为salen-co-x、salen-mn-x、salen-cr-x(x＝no3-、coo-)中的任意一种。

11、所述催化剂与混合物质量比为1：500～50000。

12、步骤s4中冷却为，将共熔挤出后吹塑或者流延获得薄膜，将薄膜牵引通过风冷区域，风冷区域内温度为10～15℃，风冷区域长度20～40m。

13、一种可降解农用薄膜，由可降解农用薄膜的制备方法制备得到。

14、牲畜粪便中大量的纤维素具有丰富的羟基(-oh)，利用羟基与聚酯可降解材料中的酯基(-coo-)发生酯交换以及羟基与羟基之间缩合成醚键(-o-)等反应，改性ppc、pga等的聚合结构，从而提高改性后可降解复合材料的玻璃化转变温度、力学性能及加工性能；采用共熔挤出后吹塑冷却的方法进行材料的加工，在高温条件下牲畜粪便中的病原微生物、高温寄生虫等在化学试剂及高温的共同作用下被杀灭，从而达到无害化利用；牲畜粪便本身是一种有机肥料，随着可降解塑料的降解，降解后的产物能提升土壤肥力，有利于农作物生长；牲畜粪便改性后的可降解薄膜，其颜色加深，透光度减弱，能有效的抑制杂草的生长。

15、用共熔挤出后吹塑冷却的方法进行材料制备，有利于纤维素中的羟基与聚酯类可降解材料发生酯交换、成醚等有机反应改善材料的结构及性能。

16、合成产品可广泛用于农用薄膜，该薄膜可有效抑制杂草的生长，补充土地肥料，全降解不污染环境。

17、本发明的有益效果是：

18、(1)发明中使用牲畜粪便具有来源广泛且易得、价格低廉、环境友好，解决了牲畜粪便污染环境的困境。

19、(2)ppc、pla、pga通过与牲畜粪便中的纤维素混熔挤出改性后，提高材料的玻璃化转变温度到160～190℃；从而能采用共熔挤出后吹塑及共熔挤出后流延的方式进行地膜材料的加工；加工后的材料采用gb/t 35795-2017的方法进行力学性能测试其纵横向拉伸负荷2～2.8n、纵向断裂标称应变200％～350％、横向断裂标称应变300％～380％、纵横向直角撕裂负荷1.3～1.8n，提升了材料的使用性能。

20、(3)牲畜粪便改性混溶ppc、pga后，所得薄膜的透光率为10％～30％，提高了薄膜抑制杂草生长的性能.

21、(4)牲畜粪便、ppc、pla、pga均为可降解材料，降解后的最终产物为co2和h2o，有效的化解了常用石油基薄膜不可降解带来的土地微塑料污染、白色污染降低土壤肥效的危害。

22、(5)牲畜粪便是常用的农业有机肥料，降解后的土壤中有机质含量增加3～5％、氮增加0.2％～0.4％、磷增加0.1～0.3％、钾增加0.15％～0.23％，实现土壤肥力增强。

23、(6)牲畜粪便与ppc、pga、pla等改性，化学试剂及高温灭杀牲畜粪便中的病原微生物、高温寄生虫等提高了牲畜粪便肥沃土壤的安全性。

技术特征：

1.一种可降解农用薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种可降解农用薄膜的制备方法，其特征在于：在步骤s2中，将步骤s1处理后的牲畜粪便接种地衣芽孢杆菌、热嗜淀粉芽孢杆菌中的任意一种，在60~80℃温度下堆肥2~3天，脱水并干燥后，再将其粉碎成粉体。

3.根据权利要求1所述的一种可降解农用薄膜的制备方法，其特征在于：所述可降解材料为ppc、pga、pbat、pbs、pla中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的一种可降解农用薄膜的制备方法，其特征在于：在步骤s3中，向混合物中添加或者不添加催化剂后在180~250℃温度条件下共熔挤出后吹塑，其中催化剂为salen-co-x、salen-mn-x、salen-cr-x（x=no3-、coo-）中的任意一种。

5.根据权利要求4所述的一种可降解农用薄膜的制备方法，其特征在于：所述催化剂与混合物质量比为1：500~50000。

6.根据权利要求1所述的一种可降解农用薄膜的制备方法，其特征在于：步骤s4中冷却为，将共熔挤出后吹塑或者流延得到的薄膜，将薄膜牵引通过风冷区域，风冷区域内温度为10~15℃，风冷区域长度20~40m。

7.一种可降解农用薄膜，其特征在于，由权利要求1-6中任意一项可降解农用薄膜的制备方法制备得到。

技术总结本发明公开一种可降解农用薄膜及其制备方法，一种可降解农用薄膜，由以下步骤制成：S1、将牲畜粪便脱水，并在80~100℃温度下烘干至恒重；S2、将恒重后的牲畜粪粉碎成粉体，收集40~60目粉体；S3、将步骤S2中收集的粉体与可降解材料均匀混合得到混合物后于180~260℃温度下共熔挤出后吹塑，其中粉体与可降解材料质量比为1：0.25~4；S4、将步骤S3中共熔挤出后吹塑得到的物料进行冷却，得到可降解农用薄膜。本发明有益效果：利用牲畜粪便纤维素与PPC、PGA等低玻璃化转变温度、低力学及加工性能可降解材料制备全降解农用薄膜，具有保水、抑制杂草生长，降解后的材料肥沃土壤等有益作用。技术研发人员：伏劲松,苏林受保护的技术使用者：四川九天五洋新材料有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18