一种水稻用可降解地膜及其制备方法与流程

本技术涉及可降解地膜的，更具体地说，它涉及一种水稻用可降解地膜及其制备方法。

背景技术：

1、生物降解地膜在满足农作物生长需要后，应当能够在环境中能够被微生物分解最终成为水和二氧化碳，从而解决农田残膜的污染。通常要求生物降解地膜需要具备以下的性能：(1)在农作物生长周期内(120天以上)不能发生降解；(2)最终能够被微生物分解；(3)具有水汽阻隔性能和保湿增墒的能力。

2、目前，大多数生物降解地膜能够被生物降解，但是应用于水稻田中时，由于水稻田中的水含量较高，可降解地膜较易发生水解，导致地膜的无法在水稻生长周期内持续使用，即地膜较易发生水解导致耐候性不佳。

技术实现思路

1、为了改善地膜较易水解、耐候性不佳的缺陷，本技术提供一种水稻用可降解地膜及其制备方法。

2、本技术提供的一种水稻用可降解地膜，采用如下的技术方案：

3、第一方面，本技术提供一种水稻用可降解地膜，包括以下质量百分比的物质：

4、pbat 60-65％；

5、ppc 20-25％；

6、黑色母粒3-5％；

7、耐水解助剂1-2％；

8、所述耐水解助剂包括单体型碳化二亚胺类抗水解剂或聚合型碳化二亚胺类抗水解剂。

9、通过采用上述技术方案，pbat(聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯)具有良好的延展性、耐热性、加工性且降解速度快、残留少，能够使地膜获得较佳的耐热效果。ppc(聚碳酸亚丙酯)具有良好的柔韧性、阻隔性以及生物相容性，因此本技术中优选采用pbat与ppc配合作为地膜的基材，ppc的加入在pbat中形成海岛相，在吹膜过程中，形成较大面积的ppc片层，进而提高地膜的水汽阻隔性能以及耐候性。本技术中的地膜具有优良的保墒性能以及节水效果，最终能够在自然环境下降解为二氧化碳和水，绿色无污染且不易影响下一季的播种，还节省了地膜回收的费用。

10、优化了ppc的添加量，适宜的添加量下，能够使地膜获得优良的水汽阻隔性能以及机械强度。

11、在地膜中添加黑色母料，使地膜颜色呈现黑色，有效抑制稻田中杂草的生长，促进水稻生长。

12、优选采用聚合型碳化二亚胺类抗水解剂或聚合型碳化二亚胺类抗水解剂作为耐水解助剂，有机碳化二胺化合物能够使分解的羧基与碳化二亚胺基团反应，从而避免地膜继续降解，有效改善了地膜的耐水解性以及耐候性。

13、可选的，还包括填料，所述填料包括秸秆微粉、层状蒙脱石以及羊毛微粉。

14、通过采用上述技术方案，在地膜中添加秸秆微粉，秸秆微粉的纤维结构能够提高地膜的致密度，改善地膜的水汽阻隔效果。同时，随着秸秆微粉在环境中的降解，能够有效提高碱解氮、速效磷以及速效钾的含量，还能够增加土壤细菌丰富度以及增加枯草芽孢杆菌的含量，能够提高土壤活力，降低水稻纹枯病的发生，有利于水稻的生长。

15、层状蒙脱石其独特的层状结构能够与地膜基材牢固结合，并能够赋予地膜优良的水汽阻隔效果，阻碍紫外线辐射，进而改善地膜的耐候性。

16、羊毛微粉的加入能够在地膜中引入纤维结构，能够与秸秆微粉配合构建纤维网络结构，有效增强地膜的致密度。并且羊毛微粉中含有氨基酸基团，氨基酸基团能够与地膜中其余组分发生交联，并且在降解过程中转变为氮肥，提高土壤活力，节约施肥成本。

17、通过秸秆微粉、层状蒙脱石以及羊毛微粉的配合，层状蒙脱石能够负载于纤维结构形成的网络上，增大纤维结构与地膜的结合效果，有效提高地膜的致密性以及水汽阻隔效果，使地膜获得优良的耐候性。

18、可选的，所述填料为经硅烷偶联剂改性处理的填料。

19、通过采用上述技术方案，通过硅烷偶联剂对填料进行改性处理，利用硅烷偶联剂与填料上的羟基反应，降低填料之间的极性，提高填料的分散效果以及填料与地膜之间的相容性，使填料能够均匀分散在地膜中，稳定增强地膜的机械性能以及水汽阻隔效果。

20、可选的，所述秸秆微粉为经酯化剂酯化改性的秸秆微粉。

21、通过采用上述技术方案，通过酯化剂对秸秆微粉进行改性处理，酯化剂能够与秸秆微粉中的还原糖发生结合，在秸秆微粉表面引入苯环结构，使秸秆微粉获得较佳的疏水性，进而改善地膜的耐水解效果。同时，酯化剂与秸秆微粉的结合，能够提高秸秆微粉表面的粗糙度，有效改善秸秆微粉与地膜之间的结合效果，降低秸秆微粉在地膜中产生连续孔隙的可能性，即提高地膜的水汽阻隔效果。

22、可选的，所述层状蒙脱石上负载有多菌灵。

23、通过采用上述技术方案，利用层状蒙脱石的层间空隙对多菌灵进行负载，随着地膜与稻田中的水接触，负载于蒙脱石中的多菌灵缓慢释放，对病原菌进行杀死或抑制，提高水稻的生长效果。

24、可选的，所述层状蒙脱石上负载有茶树精油以及甘油。

25、通过采用上述技术方案，茶树精油具有较佳的抑菌效果，添加至地膜中，能够有效提高地膜的抑菌效果，并且茶树精油能够迁移至地膜表面使地膜表面获得油层，进一步提高地膜的抑菌效果以及疏水性。甘油能够作为增塑剂，改善地膜中pbat与ppc的结合效果，并且甘油与茶树精油均能够随时间迁移至地膜表面，从而使地膜表面形成油层，改善地膜的疏水效果。同时，茶树精油以及甘油能够带动多菌灵同步迁移至地膜表面，形成疏水抑菌层，水分与地膜表面接触后，难以附着于地膜表面，多菌灵还能够被转移至土壤中，抑制或杀死土壤中的病原菌，有利于水稻的生长。

26、可选的，所述羊毛微粉为经表面处理的羊毛微粉。

27、可选的，所述表面处理包括以下步骤：将羊毛微粉置于紫外照射装置中，紫外照射处理，得到紫外处理羊毛，将紫外处理羊毛置于双氧水溶液中，浸渍处理，得到表面处理羊毛微粉。

28、通过采用上述技术方案，依次采用紫外辐照与双氧水对羊毛微粉进行处理，紫外辐照与双氧水能够去除羊毛表面的细胞膜以及囊泡，增大羊毛微粉表面的粗糙度，提高纤维网络的粗糙度，使纤维网络能够与地膜牢固结合，减少贯通孔隙的数量，改善地膜的水汽阻隔效果以及机械性能。

29、可选的，所述表面处理还包括以下步骤：将双氧水处理后的羊毛微粉浸渍于硅溶胶中，过滤，干燥，得到表面处理羊毛微粉。

30、通过采用上述技术方案，经紫外辐照与双氧水处理的羊毛微粉表面的活性位点增加，从而使硅溶胶能够牢固负载于羊毛微粉表面，进而在羊毛纤维表面构筑微纳米粗糙结构，进一步改善羊毛纤维的粗糙度，提高羊毛微粉与地膜的结合效果，还改善了羊毛微粉的疏水性，从而进一步改善地膜的耐水解效果，使地膜获得较佳的机械性能以及耐候性。并且二氧化硅的引入能够进一步增加地膜的致密度，改善地膜的机械性能以及耐水效果。

31、第二方面，本技术提供一种水稻用可降解地膜的制备方法，采用如下的技术方案：

32、一种水稻用可降解地膜的制备方法，包括以下步骤：

33、s1、原料干燥：将pbat、ppc分别进行真空干燥，得到干燥pbat和干燥ppc；

34、s2、地膜制备：将pbat、ppc、黑色母粒以及耐水解助剂混合，110-170℃挤出，造粒，干燥，110-160℃吹塑成型，得到地膜。

35、综上所述，本技术具有以下有益效果：

36、1、由于本技术采用pbat与ppc配合作为地膜的基材，ppc的加入在pbat中形成海岛相，在吹膜过程中，形成较大面积的ppc片层，进而提高地膜的水汽阻隔性能以及耐候性，使地膜具有优良的保墒性能以及节水效果，最终能够在自然环境下降解为二氧化碳和水，绿色无污染且不易影响下一季的播种，还节省了地膜回收的费用。在地膜中添加黑色母料，使地膜颜色呈现黑色，有效抑制稻田中杂草的生长，促进水稻生长。耐水解剂中的碳化二亚胺能够与分解的羧基反应，阻碍地膜进一步降解，从而提高地膜的耐水解效果。

37、2、本技术中优选采用在地膜中添加秸秆微粉，秸秆微粉的纤维结构能够提高地膜的致密度，改善地膜的水汽阻隔效果。同时，随着秸秆微粉在环境中的降解，能够有效提高碱解氮、速效磷以及速效钾的含量，还能够增加土壤细菌丰富度以及增加枯草芽孢杆菌的含量，能够提高土壤活力，降低水稻纹枯病的发生，有利于水稻的生长。通过秸秆微粉、层状蒙脱石以及羊毛微粉的配合，层状蒙脱石能够负载于纤维结构形成的网络上，增大纤维结构与地膜的结合效果，有效提高地膜的致密性以及水汽阻隔效果，使地膜获得优良的耐候性。

38、3、本技术中甘油与茶树精油均能够随时间迁移至地膜表面，从而使地膜表面形成油层，改善地膜的疏水效果。同时，茶树精油以及甘油能够带动多菌灵同步迁移至地膜表面，形成疏水抑菌层，水分与地膜表面接触后，难以附着于地膜表面，并能够将多菌灵转移至土壤中，抑制或杀死土壤中的病原菌，有利于水稻的生长。