一种可降解地膜及其制备方法

本发明涉及高分子材料，具体涉及一种可降解地膜及其制备方法。

背景技术：

1、传统的农业覆盖材料，尤其是聚乙烯地膜，长时间不容易降解，导致土地污染、垃圾堆积，影响农田生态系统。这些地膜一旦使用完毕，通常会被埋在土壤中或被丢弃，造成不可忽视的环境问题。鉴于传统地膜的环境问题，急需开发一种可替代的、能够降解的农业覆盖材料。

技术实现思路

1、本发明的目的在于解决现有技术中存在的地膜难以降解，污染环境的问题，提供一种可降解地膜及其制备方法。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种可降解地膜，包括以下质量百分比的原料：海藻酸钠1％-25％、可降解水凝胶1％-25％、交联剂1％-25％、增塑剂1％-25％、微生物菌剂0％-10％、添加剂0％-10％。

3、优选地，所述可降解水凝胶为聚乙烯醇、壳聚糖、聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺中的一种。

4、优选地，所述交联剂为氯化钙、氯化锌、氯化锰、聚乙二醇、丙烯酸、羟基乙酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸钠、环氧树脂、异氰酸酯类化合物、聚酰亚胺类化合物中的一种。

5、优选地，所述增塑剂为甘油、聚乙二醇、丙二醇、聚乙烯基吡咯烷酮、羟丙基纤维素、细菌纤维素、聚乙二醇丙烯酸酯共聚物、柠檬酸盐、明胶中的一种。

6、优选地，所述微生物菌剂为植物促生菌或植物杀虫菌；所述植物促生菌为根瘤菌，鞘氨醇单胞菌，苏云金杆菌，芽孢杆菌或丛枝菌根真菌中的一种；所述植物杀虫菌为苏云金杆菌、青虫菌、日本金龟子芽孢杆菌、球形芽孢杆菌中的一种。

7、优选地，所述添加剂为炭黑、聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、聚己内酯、昆虫病毒、植物浸提液中的一种。

8、本发明同时提供了上述可降解地膜的制备方法，包括以下步骤：

9、s1、可降解水凝胶溶液的制备：取去离子水，加入可降解水凝胶，在水浴锅中搅拌溶解1小时，得到可降解水凝胶溶液；

10、s2、海藻酸钠溶液的制备：取去离子水，加入增塑剂，振荡后加磁子常温搅拌半小时，随后加入海藻酸钠粉末，溶解，形成均匀的胶体；

11、s3、混合溶液制备：将s1中制备的聚乙烯醇溶液加入s2制备的胶体中，搅拌均匀，得到混合溶液；

12、s4、喷涂：用稀释液将s3中的混合溶液稀释3倍，然后喷洒或涂覆在目标物上，再喷洒或涂覆交联剂，完成对目标物的喷涂，即在目标物上原位合成可降解地膜。

13、优选地，所述s1中水浴锅温度为98℃；所述s2中的溶解方法为超声分散或在50℃水浴锅中搅拌溶解。

14、优选地，所述可降解水凝胶为聚乙烯醇；所述增塑剂为细菌纤维素；所述s3中混合溶液为3％海藻酸钠、3％细菌纤维素、3％聚乙烯醇的混合溶液；所述交联剂为0.5m氯化钙溶液。

15、优选地，所述s4中的稀释液为去离子水或0.1％的炭黑溶液。

16、本发明所具有的有益效果：

17、1、本发明可以原位合成地膜，减少地膜铺展的复杂步骤，提高了地膜铺设和使用效率，减少对材料的使用，节约成本；同时避免了薄膜铺展和使用中的损伤，提高使用寿命；

18、2、本发明解决了传统地膜与土壤整合不够紧密的难题，提高地膜与土壤的结合性。

19、3、本发明中通过采用海藻酸钠和其他可降解聚合物作为主要成分，解决传统地膜长时间不降解的问题，实现可降解性，其具有促进植物生长的作用，且其降解后可形成植物生长的碳源。

技术特征：

1.一种可降解地膜，其特征在于，包括以下质量百分比的原料：海藻酸钠1％-25％、可降解水凝胶1％-25％、交联剂1％-25％、增塑剂1％-25％、微生物菌剂0％-10％、添加剂0％-10％。

2.根据权利要求1所示的一种可降解地膜，其特征在于，所述可降解水凝胶为聚乙烯醇、壳聚糖、聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种可降解地膜，其特征在于，所述交联剂为氯化钙、氯化锌、氯化锰、聚乙二醇、丙烯酸、羟基乙酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸钠、环氧树脂、异氰酸酯类化合物、聚酰亚胺类化合物中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种可降解地膜，其特征在于，所述增塑剂为甘油、聚乙二醇、丙二醇、聚乙烯基吡咯烷酮、羟丙基纤维素、细菌纤维素、聚乙二醇丙烯酸酯共聚物、柠檬酸盐、明胶中的一种。

5.根据权利要求1所述的一种可降解地膜，其特征在于，所述微生物菌剂为植物促生菌或植物杀虫菌；所述植物促生菌为根瘤菌，鞘氨醇单胞菌，苏云金杆菌，芽孢杆菌或丛枝菌根真菌中的一种；所述植物杀虫菌为苏云金杆菌、青虫菌、日本金龟子芽孢杆菌、球形芽孢杆菌中的一种。

6.根据权利要求1所述的一种可降解地膜，其特征在于，所述添加剂为炭黑、聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、聚己内酯、昆虫病毒、植物浸提液中的一种。

7.一种可降解地膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述s1中水浴锅温度为98℃；所述s2中的溶解方法为超声分散或在50℃水浴锅中搅拌溶解。

9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述可降解水凝胶为聚乙烯醇；所述增塑剂为细菌纤维素；所述s3中混合溶液为3％海藻酸钠、3％细菌纤维素、3％聚乙烯醇的混合溶液；所述交联剂为0.5m氯化钙溶液。

10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述s4中的稀释液为去离子水或0.1％的炭黑溶液。

技术总结本发明中公开了一种可降解地膜，包括以下质量百分比的原料：海藻酸钠1％‑25％、可降解水凝胶1％‑25％、交联剂1％‑25％、增塑剂1％‑25％、微生物菌剂0％‑10％、添加剂0％‑10％。本发明同时公开了上述可降解地膜的制备方法，通过该制备方法可以原位合成地膜，减少地膜铺展的复杂步骤，提高了地膜铺设和使用效率，减少对材料的使用，节约成本；同时避免了薄膜铺展和使用中的损伤，提高使用寿命；并解决了传统地膜与土壤整合不够紧密的难题，提高地膜与土壤的结合性。本发明中的地膜可降解，且克服了PLA基地膜在湿润条件下的物理性能较差的限制，提高湿强度，解决了淀粉基地膜在湿润环境下容易破裂的问题。技术研发人员：王霞,刘松,汪恩贵,任永芳,王雪丽受保护的技术使用者：四川师范大学技术研发日：技术公布日：2024/9/29