一种可生物降解液态地膜及其制备方法

本发明涉及可降解农业用地膜，具体涉及一种可生物降解的液态地膜及其制备方法。

背景技术：

1、传统的不可生物降解的农用塑料地膜，具有增温保墒等功能，在我国粮食、棉花、蔬菜、水果等作物增产增收方面发挥了巨大的作用。但是由于它们在自然条件下很难降解，且回收率不到60％。残留的地膜经在农田土壤中逐年增多。它们进入深层土壤和地下水中，不仅影响降低农作物的产量，并对人类和各种动物的健康造成严重影响。

2、液态地膜至今已有40多年的历史。以蛋白质、淀粉、纤维素、壳聚糖等为主体原料制备的液态地膜产品，具有原料来源广、价格低的优点，不仅具有普通地膜的保温、保墒作用，还具备固沙、增肥、自身易降解等优点。但目前市场上现有液态地膜产品仍较少，并存在如下问题：1、液态地膜成膜效果差，耐水性不足。2、价格仍明显高于普通的塑料地膜。3、抗裂性差。以上问题严重限制了可降解液态地膜的应用。如中国专利cn102533276b公开的蒙脱土、腐殖酸多功能可降解液态地膜。该液态地膜抗裂性能和对土壤的附着性能一般，对农作物产量的提升不明显。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明公开了一种可生物降解液态地膜及其制备方法，该液态地膜的组成和现有技术有很大的区别：本发明选择选用价格便宜、来源广泛、易于生物降解和冷水不溶的淀粉作为主要成分，聚乙烯醇、蒙脱土、竹原纤维和尿素作为辅助材料，不仅可以有效降低液态地膜成本，而且可以使得液态地膜在使用条件下具有较好的力学性能、耐水性、降解性能和阻隔性能(进而提高增温保墒性能)，聚乙烯醇、蒙脱土、竹原纤维、尿素的协同作用降低了淀粉对湿度的敏感性，同时提升了地膜的断裂伸长率同时保证地膜具有较好的力学强度。本发明的液态地膜用在实践上，对农作物的亩产量有较为明显的提升，具有明显的进步。

2、本发明的制备方法简单，为工业大规模化提供了实践基础。

3、具体技术方案如下：

4、一种可生物降解液态地膜，按重量份数计，原料组成包括：

5、淀粉50～90份，聚乙烯醇10～50份，水900-1900份；其余原料用量按淀粉和聚乙烯醇总质量的重量分数计，尿素0.1～0.3份，蒙脱土0.01～0.10份，竹原纤维0.01～0.10份。

6、按淀粉和聚乙烯醇总质量的重量分数计，交联剂0～0.03份，腐殖酸钠0.02～0.10份。加入少量的交联剂，进一步提高地膜的力学性能和耐水性。加入可降解的腐殖酸钠可以提高地膜的增温保墒效果，同时可对土壤进行修复。

7、本发明使得最终制备的可生物降解液态地膜不仅成本便宜，且具有良好的力学性能和降解性。

8、本发明中对于所述的淀粉种类并无特殊要求，采用常用的种类即可，如选自玉米淀粉、木薯淀粉、土豆淀粉、小麦淀粉、红薯淀粉中的一种或几种。

9、所述聚乙烯醇的型号为0588、1788、1799、2099、2299、2499、2699中的一种或几种。优选的，所述聚乙烯醇型号为1799。

10、所述交联剂为乙二醛、戊二醛、多聚磷酸钠、六次甲基四胺中的一种。优选的，所述交联剂为戊二醛。

11、本发明还公开了所述可生物降解液态地膜的制备方法，包括：1)将聚乙烯醇和水按照重量比混合后，加热至90～95℃溶解0.5～1小时，然后降温至室温备用；

12、2)将蒙脱土和竹原纤维按重量比混合后，室温下用均质机在10000rpm转速下高速分散10～20分钟，然后加入淀粉和水，升温至90～95℃糊化0.5～1小时，再加入上述溶解好的聚乙烯醇水溶液，搅拌0.5小时。降温至80～85℃，加入交联剂反应40分钟，再降温到80℃加入尿素后搅拌0.5小时，继续降温到70℃加入腐殖酸钠搅拌0.5小时，最后降温到室温得到可降解液态地膜溶液。

13、在实际应用时用水将上述可降解液态地膜溶液稀释到5％固体含量后，通过喷洒的方式将溶液覆盖在土壤表面，干燥后获得可生物降解地膜。

14、本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

15、1、液态地膜基材中的淀粉用量可高达70％，且其他原料大多价格便宜，使得液态地膜的成本接近普通塑料地膜。同时由于大量淀粉的使用，使得液态地膜具有良好的降解性，地膜埋在土中10天时的降解率高达60％以上。淀粉的大量使用通常会降低材料的力学性能，聚乙烯醇、蒙脱土、竹原纤维、尿素的协同作用降低了淀粉对湿度的敏感性，同时提升了地膜的断裂伸长率同时保证地膜具有较好的力学强度。在优化条件下，地膜的断裂伸长率在40％以上时，断裂强度可达到8mpa以上。

16、2、本发明提供的液态地膜制备方法简单，原料价格低廉，成膜性能好，耐水性好，抗裂性好，对环境无污染，并具有良好的降解性能和力学性能，克服了目前市场上液态地膜产品的主要问题，有利于产品的推广应用。

17、3、本发明在实践中应用在西藏种植玉米，对比现有西藏常用的不可降解的黑膜和购买的其他液态地膜产量有显著的效果，亩产量有较为明显的提升。

技术特征：

1.一种可生物降解液态地膜，其特征在于，按重量分数计，原料组成包括：

2.根据权利要求1所述的可生物降解液态地膜，其特征在于：按淀粉和聚乙烯醇总质量的重量分数计，还包括交联剂0～0.03份，腐殖酸钠0.02～0.10份。

3.根据权利要求2所述的可生物降解液态地膜，其特征在于：所述交联剂为乙二醛、戊二醛、多聚磷酸钠、六次甲基四胺中的一种。

4.根据权利要求1-3任一项所述的可生物降解液态地膜，其特征在于：所述淀粉选自玉米淀粉、木薯淀粉、土豆淀粉、小麦淀粉、红薯淀粉中的一种或几种；

5.如权利要求4所述的可生物降解液态地膜的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

6.一种根据权利要求4所述的可生物降解液态地膜在制备农用地膜中的应用。

技术总结本发明公开了一种可生物降解液态地膜及其制备方法，该液态地膜，按照重量份数计，原料组成包括：淀粉50～90份，聚乙烯醇10～50份，水900‑1900份；其余原料用量按淀粉和聚乙烯醇总质量的重量分数计，尿素10～30份，蒙脱土1～10份，竹原纤维1～10份。本发明公开的液态地膜制备方法简单，原料价格低廉，成膜性能好，耐水性好，抗裂性好，对环境无污染，并具有良好的降解性能和力学性能，克服了目前市场上液态地膜产品的主要问题。技术研发人员：林义,秦敏,程飞,陈胜受保护的技术使用者：四川大学技术研发日：技术公布日：2024/8/20