[发明专利]一种可控全生物降解地膜及其制备方法

说明书

本发明属于生物降解材料改性及应用技术领域，涉及一种可控全生物降解地膜及其制备方法。所述的可控全生物降解地膜原料包括如下重量份数配比：高结晶度聚乳酸1‑50份、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯10‑90份、聚甲基乙撑碳酸酯0‑50份、增塑剂0.1‑2份、扩链剂0.1‑2份、润滑剂0.1‑1份、分散剂0.1‑1份、开口剂0.1‑1份、相容剂1‑3份、气体阻隔剂0.1‑8份、抗氧剂0‑1份、光稳定剂0‑1份、抗水解剂0.1‑2份、抗菌剂0‑3份。将所述各原料预处理后混合均匀，经挤出和吹塑成型制得可控全生物降解地膜，地膜厚度0.005‑0.020mm。本发明全生物降解地膜力学性能良好，保温保墒性能优良，可自行完全降解，尤其可根据不同地区不同农作物地膜的“地膜功能期”对地膜降解速率进行调控，以满足不同地区不同农作物的需求。

技术领域

本发明属于生物降解材料改性及应用技术领域，具体涉及一种可控全生物降解地膜及其制备方法。

背景技术

由于具有保温保墒功能，覆盖在农作物上的透明PE塑料地膜可以增产增收，但由于其不可降解，也带来了泛滥成灾的“白色污染”。

由于超薄地膜被广泛使用以及缺少残膜回收技术和机制，我国地膜的回收率不足2/3，大量残留在土壤中的地膜破坏了土壤结构，阻碍了土壤中水分和养分的运移，影响了农作物生长发育。随着土壤中地膜残留量的日益攀升，本可以使农作物增产的地膜却开始导致减产。

新疆农垦科学院的区域对比试验表明，当土地平均残膜量为77.9kg/公顷、167.6kg/公顷、279.0kg/公顷和372.2kg/公顷时，棉花减产率分别为3.82％、7.45％、11.71％和18.92％。新疆农垦科学院给出的结论是，棉花减产的主要原因是残留地膜，随着地膜残留量的增加，棉花减产的幅度有加剧的趋势。

中国农业科学院监测数据显示，目前长期覆膜农田地膜残留量为5～15公斤/亩，已经对土壤结构、作物生长和生态环境产生非常严重的影响。

由于各地的种植方式不同，废旧农膜机械化回收机具差异较大，地域适用性差，因此配置回收机械的投入很高。机械回收过后，仍然需要人工二次捡收，造成回收成本持续高位。现在，残膜的回收大多采用人工方式，回收不彻底、效率低，且回收的地膜多为就地处理，堆积在田埂或田间道路上，不仅会再次污染环境，还造成了极大的资源浪费。

顺应“地膜可降解”的要求，目前市面上也流通着大量的“可降解”地膜，主要包括光降解地膜、热氧降解地膜、淀粉填充地膜等，但实际上这些“可降解”地膜的主体成分依旧是聚乙烯，使用后裂解成碎块埋在土壤中不可能完全降解，也无法回收，直接造成严重的二次污染。因此，全生物降解地膜的研究与应用备受期待。

在研究和推广的过程中遇到了许多难题，尤其是，全生物降解材料本身水蒸气透过量较高，导致地膜保墒性能不佳，而且降解进程不够稳定和可控。鉴于全生物降解地膜材料自身的特性，大规模应用前仍需克服几个问题：一是操作性，地膜抗拉强度须满足覆膜操作的要求，尤其在大规模的机械化作业农区，要求地膜力学性能满足机械化铺膜作业；二是功能性，即覆膜后要满足增温保墒抑草等利于作物生长的功能需求；三是可控性，即地膜破裂和降解应该在完成其基本功能后才开始，尤其是不能过早开裂和降解。

全生物降解地膜的降解进程受光照、温度、水分和土壤环境的影响较大，特定生物降解地膜只可以在一个地区满足某种农作物的要求，但在另一个地区，由于环境不同和作物生长对环境要求的不同，这种生物降解地膜可能就完全不适应。

统计数据显示，中国地膜用量从1982年的0.6万t增加到2015年的145.5万t，覆盖面积从1982年的11.3万多hm²扩大到2015年的1831.8万hm²。应用区域从城郊蔬菜地逐渐扩大到北方寒旱区、西南山区，并最终在全国所有省(区)得到推广，其中西北玉米和棉花产区、东北花生产区、华北花生和棉花产区、西南烟草产区及所有蔬菜集中产区是地膜使用强度较高的区域。