一种可降解塑料膜及其制备方法和应用与流程

本发明涉及塑料，具体涉及一种可降解塑料膜及其制备方法和应用。

背景技术：

1、我国是一个农业大国，每年农作物废料秸秆的产量接近10亿吨，同时农用薄膜的使用量巨大，仅新疆生产建设兵团每年农用薄膜的使用量就达到15万吨。

2、现阶段农用地膜主要采用石油基薄膜聚烯烃（聚乙烯、聚丙烯）、低密度聚乙烯等，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，这些大量不可降解的塑料散落在田间，破坏农田土壤结构，影响农作物根系固着，造成收成下降。我国现有的可降解薄膜主要是淀粉基可降解塑料膜，由于其高昂的价格以及与养殖业争夺粮食的态势，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。

3、现有利用秸秆制备可降解材料的方案中主要有：1）、添加大量、多种的有机无机原料进行复杂的加工过程，比如专利cn117069979 a的方案；2）、采取物理的办法将秸秆材料夹在pbat等价格昂贵的可降解材料中间，采用热轧的方式制备，比如专利cn116926979 a。这些方案为秸秆资源化利用提供了有价值的参考。但针对大规模使用的农用地膜的方案少有报道。其原因在于采用的可降解塑料原料pbat、pbs等都具有不菲的价格，再采取复杂的工艺对秸秆进行处理，即使添加一些低价值的辅料，也很难在价格上与现有石化基塑料形成竞争。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可降解塑料膜及其制备方法和应用。

2、本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

3、一种可降解塑料膜，包括以下原料：秸秆和聚酯类高分子可降解材料，所述秸秆质量百分占比为20%~50%，所述聚酯类高分子可降解材料质量百分占比为50%~80%。

4、上述秸秆为玉米、油菜、小麦、水稻、棉花中的一种或者多种，多种秸秆混合时，每两种秸秆物料的质量混合比例为1~5：1~5。

5、上述聚酯类高分子可降解材料为ppc、pga、pla、pbat和pbs中的一种或多种。

6、制备上述可降解塑料膜的制备方法，包括以下步骤：

7、s1、将秸秆干燥粉碎，过40~60目细筛，收集筛下秸秆粉备用；

8、s2、将秸秆粉与聚酯类高分子可降解材料混合均匀，在180~250℃下共熔挤出后吹塑或者流延成薄膜；

9、s3、薄膜过风冷却，得到可降解塑料膜。

10、具体的，s3中冷风的温度为10~15℃。

11、具体的，s1中秸秆在干燥粉碎前，将秸秆堆积压实后，进行细菌发酵。

12、上述细菌发酵中采用康宁木霉菌、乳酸菌、酵母菌、米曲霉、丁酸梭菌及双歧杆菌在70~80℃的条件下，发酵20~30天。

13、作为另一中方式，上述细菌发酵中采用酿酒酵母菌、乳酸菌、枯草芽孢杆菌、光合细菌、放线菌及康氏木霉在25~30℃条件下，发酵25~30天。

14、具体的，s2中共熔挤出前加入salen-co-x、salen-cr-x或salen-mn-x（x=no3-、coo-）催化剂混合均匀，催化剂质量与秸秆和聚酯类高分子可降解材料的质量和之比为1：500~50000。

15、本发明第三方面提供上述可降解塑料膜在农用薄膜方面的应用。

16、本发明的有益效果是：

17、利用秸秆中天然大分子化合物中众多的羟基能够与ppc、pga等以酯基（-coo-）聚合的大分子化合物共熔，使得彼此的物理化学性质发生改变，从而有效的提高复合材料的玻璃化转变温度、力学及加工性能，并能够挤出吹塑成型为可降解塑料膜。一方面解了传统石化基塑料不可降解的困境，另一方面克服了现有技术方案中过程复杂、成本高昂的缺陷，使得所制备的农用薄膜能够在农业领域推广应用。

18、秸秆粉改性混溶ppc、pla、pga等可降解材料后，所得薄膜的透光性降低，提高了薄膜抑制杂草生长的性能，且秸秆粉还田也是常用的农业肥料，降解后的薄膜也有利于提高土壤肥力。

技术特征：

1.一种可降解塑料膜，其特征在于，包括以下原料：秸秆和聚酯类高分子可降解材料，所述秸秆质量百分占比为20%~50%，所述聚酯类高分子可降解材料质量百分占比为50%~80%。

2.根据权利要求1所述的可降解塑料膜，其特征在于：所述秸秆为玉米、油菜、小麦、水稻、棉花中的一种或者多种，多种秸秆混合时，每两种秸秆物料的质量混合比例为1~5：1~5。

3.根据权利要求1所述的可降解塑料膜，其特征在于：所述聚酯类高分子可降解材料为ppc、pga、pla、pbat和pbs中的一种或多种。

4.制备权利要求1-3中任一一种可降解塑料膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：s3中冷风的温度为10~15℃。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：s1中秸秆在干燥粉碎前，将秸秆堆积压实后，进行细菌发酵。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述细菌发酵中采用康宁木霉菌、乳酸菌、酵母菌、米曲霉、丁酸梭菌及双歧杆菌在70~80℃的条件下，发酵20~30天。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述细菌发酵中采用酿酒酵母菌、乳酸菌、枯草芽孢杆菌、光合细菌、放线菌及康氏木霉在25~30℃条件下，发酵25~30天。

9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：s2中共熔挤出前加入salen-co-x、salen-cr-x或salen-mn-x（x=no3-、coo-）催化剂混合均匀，催化剂质量与秸秆和聚酯类高分子可降解材料的质量和之比为1：500~50000。

10.一种如权利要求1-3中任一一种可降解塑料膜在农用薄膜方面的应用。

技术总结本发明公开了一种可降解塑料膜及其制备方法和应用，涉及塑料技术领域，包括以下原料：秸秆和聚酯类高分子可降解材料，所述秸秆质量百分占比为20%~50%，所述聚酯类高分子可降解材料质量百分占比为50%~80%。本发明提供的可降解塑料膜一方面解决了传统石化基塑料不可降解的困境，另一方面克服了现有技术方案中过程复杂、成本高昂的缺陷，使得所制备的可降解塑料膜能够在农业领域推广应用。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