[发明专利]利用PVA/生物基复合材料制备农用地膜的方法

说明书

本发明公开了一种利用PVA/生物基复合材料制备农用地膜的方法，涉及农用地膜技术领域，包括以下步骤：(1)环氧丙酸酯淀粉的制备；(2)共混料的准备；(3)农用地膜的成型。本发明通过对淀粉的酯化改性制得环氧丙酸酯淀粉，再以PVA作为主料，协以增塑剂、抗氧剂和防紫外线剂制得农用地膜；所制农用地膜综合了合成高分子材料和天然高分子材料的优势，通过生物基材料的添加来优化农用地膜的生物可降解性能，同时所制农用地膜还具有良好的力学性能和耐候性能，满足目前农用地膜的使用要求。

技术领域：

本发明涉及农用地膜技术领域，具体涉及一种利用PVA/生物基复合材料制备农用地膜的方法。

背景技术：

农用地膜是应用于农业生产的塑料薄膜，对播种时期的保湿、保温起到非常重要的作用。为了避免因塑料薄膜无法被生物降解而引发的土壤污染问题，现在提倡开发和应用可降解型农用地膜。

完全生物降解地膜由于其特殊的分子构成，在使用过程中性能稳定，使用后能在堆肥、土壤、水和活化污泥等环境下，被微生物或动植物体内的酶最终分解为二氧化碳和水，具有良好的生物相容性和生物可吸收性。

生物基材料是指利用可再生生物质，包括农作物、树木和其它植物及残体和内含物为原料，通过生物、化学以及物理等手段制造的一类新型材料，具有绿色、环境友好、原料可再生以及可生物降解的特性。

生物基材料虽然具有可生物降解的优势，但用于加工农用地膜时存在薄膜成型性差、力学性能不佳的缺陷，因此需要对生物基材料进行改进或者与合成高分子材料组合后用于农用地膜的加工。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题在于提供一种利用PVA/生物基复合材料制备农用地膜的方法，通过对淀粉的酯化改性制得环氧丙酸酯淀粉，再以PVA作为主料，协以增塑剂、抗氧剂和防紫外线剂制得农用地膜，加工成型性好，所制农用地膜不仅具有优异的生物可降解性能，还具有良好的力学性能和耐候性能。

本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：

利用PVA/生物基复合材料制备农用地膜的方法，包括以下步骤：

(1)环氧丙酸酯淀粉的制备：将植物淀粉分散于水中制成浆体，并加入环氧丙酸的水溶液，再滴加催化剂，加热反应，反应结束后冷却，离心，过滤，干燥，得到环氧丙酸酯淀粉；

(2)共混料的准备：向PVA中加入上述环氧丙酸酯淀粉、增塑剂、抗氧剂和防紫外线剂，混合均匀，得到共混料；

(3)农用地膜的成型：将上述共混料送入挤出吹塑机中，挤出吹塑成膜，挤出温度在180-230℃，经风冷、牵引和卷取，得到农用地膜。

所述植物淀粉、环氧丙酸的质量比为(50-100):(5-20)。

所述催化剂为浓硫酸。

所述加热反应的温度为60-80℃。

本发明通过酯化反应将淀粉分子结构中的部分羟基转变为带有环氧基的酯基，在保留淀粉原有亲水性的基础上优化淀粉的薄膜加工成型性能和力学性能。虽然对淀粉进行酯化改性属于本领域的公知技术手段，但具体以环氧丙酸作为淀粉改性剂以优化薄膜成型性能和力学性能的应用不属于本领域的现有技术或者公知常识。

所述PVA、环氧丙酸酯淀粉、增塑剂、抗氧剂和防紫外线剂的质量比为(50-100):(10-50):(1-10):(0.1-5):(0.1-5)。

所述PVA的聚合度为1800-2200，醇解度≥98％。

所述增塑剂为环氧植物油增塑剂或蓖麻油基增塑剂。

环氧植物油增塑剂和蓖麻油基增塑剂属于价格低廉、原料易得的可再生资源，产品分子结构中不含苯环，不仅具有优良的增塑作用，而且无毒、环保、可生物降解。