[发明专利]一种可降解多功能农用地膜

说明书

本发明公开了一种可降解高分子农用地膜，以木质素和高分子树脂为原料，添加增塑剂和肥料复配，经单螺杆挤出吹膜制得。该农用地膜在土壤中得到缓慢降解的同时，能够释放肥料，并起到缓控释肥的作用。本发明能降低土壤污染，有利于提高土壤营养含量，且制备工艺简单，原料易得，具有良好的工业应用前景。

技术领域

本发明具体涉及一种可降解多功能农用地膜，属于薄膜领域。

背景技术

地膜作为塑料材料的一类，在现代农业中起着重要的作用，如：预防杂草生长、防止水分蒸发和水土流失、保持土壤温度等。地膜能够有效地提高作物的产量，目前已被广泛应用到作物的早期育苗和生长中，有着“农业白色革命”的称号。随着地膜产量的逐年增加以及覆盖面积的逐年扩大，在给农业带来增收、增产的同时，也给农业带来了严重的白色污染。我国农业使用的农膜最早是聚氯乙烯膜，然后又逐步发展到了线性低密度聚乙烯和低密度聚乙烯膜。上述高分子材料的分子结构稳定，极难降解。有研究表明，残膜长期残留在土壤中会造成土壤板结，阻塞根系对水分的吸收进而导致农作物的减产，甚至牲畜误食而造成的死亡。

木质素是天然高分子物质，在自然界中广泛存在。木质素分子结构中含有的官能团主要有醇羟基、酚羟基、甲氧基、羧基、苯基等。因其具有较好的耐热性、对UV高吸收性等特点，现有技术通常将其混合到不同种类的高分子物质中，从而改变聚合物材料的性质。木质素在自然环境中可以自然降解，因此也是现有可降解塑料的重要原料之一。但由于木质素分子间存在强烈的氢键作用力，这使其在高分子树脂中的均匀分散性和相容性均不理想。现有技术中已有添加增塑剂或增容剂以改善分散性和相容性的报道，但研究多限于木质素-EVA体系。

参考文献：

[1]蔡洪江,司马义.努尔拉,张苏莉,杨家龙. 农用地膜自然老化与人工老化相关性研究[J]. 新疆农业科学.2010,47(8): 1580-1583

[2] 黎先发. 木质素-EVA扭矩流变性能试验研究[J].塑料工业.2005,33(8):42-46。

发明内容

基于现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种促作物生长、可降解的高分子农用地膜。以木质素和聚乳酸为主要原料，添加不同种类的增塑剂，增加木质素-聚乳酸聚合体系的分散性和相容性，降低生产成本，提升产品质量。该地膜的生产原料还可添加肥料等活性物质，在实现地膜降解的同时，还起到缓释控肥的作用。

为实现以上目的，本发明采用了如下技术方案：以质量份数计，本发明所述的农用地膜的原料包括：木质素5-20份，聚乳酸50-100份，活性物质1-5份，增塑剂1-10份，增容剂0-10份，光降解剂0-5份，偶联剂0-10份，分散剂0-15份。

本发明所述的技术方案涉及的化学反应主要为：

本发明所述的农用地膜制备工艺为：将工业木质素在60-90℃下真空干燥，预热螺杆挤出造粒机。按照设定比例，将木质素与聚乳酸、活性物质、增塑剂等物料进行搅拌混合，加入螺杆挤出造粒机中造粒，冷却切粒后在挤出吹膜设备中处置成膜。

所述增塑剂选自乙二醇、甘油、季戊四醇、环氧大豆油、磷酸三甲苯酯、苯甲酸甲酯醚、硫酸十五烷基苯基酯、邻苯二甲酸二烷基酯等，其中，优选磷酸三甲苯酯、癸二酸二丁酯、柠檬酸三丁酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯，更优选磷酸三甲苯酯和/或邻苯二甲酸二辛酯，磷酸三甲苯酯和邻苯二辛酯的质量比为(1-10):(1-10)。

按照农业领域的定义，能施用于土壤的，改善作物的营养状况，提高作物产量和品质，改善土壤性质，预防和治理作物病害的有机或无机物质，都可以作为本发明中所述的活性物质，用于制备所述的可降解农用地膜，例如可为肥料、抗菌剂、增氧剂、植物生长调节剂、杀虫/螨剂、除草剂等，从辅助促进地膜分解的角度出发，所述活性物质优选腐殖酸。