一種可控生物基全降解地膜的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于生物降解材料領(lǐng)域，具體涉及一種可控生物基全降解地膜。
【背景技術(shù)】
[0002] 普通的農(nóng)用塑料聚乙烯（PE)地膜在空氣、陽光、土壤和水中非常難以分解，當(dāng)年 促進(jìn)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)的"白色革命"，今日導(dǎo)致農(nóng)業(yè)減產(chǎn)、土地污染的"白色污染"。造成"白色 污染"的主要原因是農(nóng)民連續(xù)多年大量使用地膜，尤其是為節(jié)省成本使用厚度低于國家標(biāo) 準(zhǔn)的超薄地膜，地膜容易破碎，且無法回收和清理，成為農(nóng)田永久垃圾。殘留地膜嚴(yán)重影響 到作物發(fā)芽生長，造成減產(chǎn)。
[0003] 回收地膜和開發(fā)全降解地膜是目前世界上解決地膜污染的兩個方向。其中降解地 膜為農(nóng)民省去了回收殘膜和處理這兩個環(huán)節(jié)，隨著逐年提高的殘膜撿拾費、廢物管理費用， 這是治理白色污染最便捷的方法。然而目前已報道的很多降解薄膜絕大部分是以傳統(tǒng)的石 油基塑料PE加上光敏劑、淀粉或碳酸鈣等制備而成，其在一定的時期內(nèi)可以崩解成為小碎 片，但地膜中的PE并未真正降解，對土地造成的污染更加嚴(yán)重。
[0004] 完全生物降解地膜由于其特殊的分子構(gòu)成，在使用過程中性能穩(wěn)定；使用后能在 堆肥、土壤、水和活化污泥等環(huán)境下，被微生物或動植物體內(nèi)的酶最終分解為二氧化碳和 水，具有良好的生物相容性和生物可吸收性。目前國內(nèi)已有金發(fā)科技、鑫富藥業(yè)等企業(yè)在新 疆、云南等地開展規(guī)模全生物降解膜實驗，采用的分別是脂肪族共聚酯聚己二酸-丁二酸 丁二醇酯（PBSA)、聚對苯二甲酸-己二酸丁二醇酯（PBAT)等石油基生物降解塑料，試驗效 果并不理想，存在力學(xué)性能差、降解周期無法調(diào)控和成本高等缺陷，另外采用的原料仍然是 石油基的塑料；而國外以法國利馬格蘭集團(tuán)為代表Biolice可降解地膜，主成分為PBAT/淀 粉，這種地膜由于含有淀粉，耐水性差，導(dǎo)致地膜保溫保熵的效果較差。此外這些地膜厚度 至少在12 μm以上，大大增加了地膜的成本，導(dǎo)致推廣不順利。
[0005] 本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有地膜的缺陷，提供一種能夠降解周期可控、力學(xué)強(qiáng)度高 于PE地膜、地膜厚度降至6 μ m、成本相對低廉且生物基含量最高達(dá)60%的生物基全降解薄 膜，滿足我國治理農(nóng)業(yè)耕地"白色污染"的需要。通過對現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)的檢索發(fā)現(xiàn)，尚未見 到與本發(fā)明的技術(shù)方案相關(guān)的報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 技術(shù)問題：本發(fā)明的目的在于提供一種可控生物基全降解地膜，該地膜具有降解 周期可控、力學(xué)強(qiáng)度高于PE地膜、地膜厚度降至6 μπκ成本相對低廉且生物基含量最高達(dá) 60%等特點，滿足我國治理農(nóng)業(yè)耕地"白色污染"的需要。
[0007] 技術(shù)方案：本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種可控生物基全降解地膜，由以下重量份數(shù) 的原料組成：聚乳酸（PLA) 15-60份、聚對苯二甲酸-己二酸丁二醇酯（PBAT) 40-85份、反應(yīng) 性助劑0. 1-0. 5份、抗氧劑0. 1-0. 5份、潤滑劑0. 1-0. 5份、紫外吸收劑0. 1-0. 5份和光穩(wěn) 定劑0. 1-0. 5份。
[0008] 上述的反應(yīng)性助劑為過氧化二苯甲酰（BPO)、過氧化二異丙苯（DCP)、過氧化2-乙 基己基酸叔戊酯（TAPO)、過氧化2-乙基己基酸叔丁酯（TBPO)、過氧化醋酸叔戊酯（ΤΑΡΑ)、 過氧化苯甲酸叔戊酯（TAPB)、過氧化二叔丁基（DTBP)或2, 5-二甲基-2, 5-二（叔丁基過 氧基）己烷（雙25)中的一種或幾種。
[0009] 上述的抗氧劑為受阻酚類抗氧劑1010、抗氧劑1076、抗氧劑ΒΗΤ，亞磷酸酯類抗氧 劑168、抗氧劑626、抗氧劑亞磷酸苯酯這兩類抗氧劑中的一種或幾種。
[0010] 上述的潤滑劑為N，N-乙撐雙硬脂酰胺，油酸酰胺、硬脂酸鋅、硬脂酸鈣或環(huán)氧大 豆油中的一種或幾種。
[0011] 所述的一種可控生物基全降解地膜，其特征在于所述的紫外吸收劑為UV531、 UV320、UV326或UV327中的一種或幾種。
[0012] 上述的光穩(wěn)定劑為光穩(wěn)定劑622、光穩(wěn)定劑770、光穩(wěn)定劑783、光穩(wěn)定劑791、光穩(wěn) 定劑944或光穩(wěn)定劑3853中的一種或幾種。
[0013] 有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用了新型反應(yīng)性助劑，解決了 PLA與PBAT的 界面相容性難題，并通過調(diào)整PLA、PBAT的配比及加入其它紫外吸收劑、光穩(wěn)定劑解決了降 解地膜周期可控性的難題；利用聚乳酸力學(xué)強(qiáng)度高的特性，結(jié)合PBAT柔韌性好的優(yōu)勢來開 發(fā)出以PLA多元復(fù)合改性技術(shù)為基礎(chǔ)的，降解周期可控、地膜厚度降至6 μ m、生物基含量較 高且全生物降解的低成本農(nóng)用地膜。可控生物基全降解地膜質(zhì)量優(yōu)良，對推動我國土壤治 污、發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)方面具有廣泛推廣的應(yīng)用前景。
【具體實施方式】
[0014] 以下實施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的內(nèi)容，但不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。在不背離 本發(fā)明精神和實質(zhì)的情況下，對本發(fā)明所作的修改和替換，均屬于本發(fā)明的范圍。
[0015] 實施例1 :
[0016] 將60份聚乳酸（NatureWorks公司Ingeo?4032D)、40份聚對苯二甲酸-己二酸丁 二醇酯（BASF 公司Ecoflex? F BX 7011)、0· 5 份 ΒΡ0、0· 5 份抗氧劑 1010、0· 5 份 N，N-乙撐 雙硬脂酰胺、〇. 5份UV531和0. 5份光穩(wěn)定劑622加入高混機(jī)混合均勻后，再將混合料通過 平行同向雙螺桿擠出機(jī)熔融共混反應(yīng)擠出改性。將制備的改性料通過普通PE吹膜機(jī)吹膜， 厚度為12 y m，幅寬為920mm。地膜的拉伸強(qiáng)度為35Mpa，斷裂伸長率達(dá)260 %，撕裂強(qiáng)度為 131N/mm。10月份將該地膜鋪設(shè)于蔬菜大棚地里，90天開始出現(xiàn)破洞，130天地膜開始進(jìn)入 大裂期，160天基本看不到地膜殘片。
[0017] 實施例2:
[0018] 將45份聚乳酸（NatureWorks公司Ingeo?4032D)、55份聚對苯二甲酸-己二酸丁 二醇酯（BASF公司Ecoflcx? F BX 7011)、0· 3份DCP、0. 3份抗氧劑1076、0· 3份油酸酰胺、 0. 3份UV320和0. 3份光穩(wěn)定劑770加入高混機(jī)混合均勻后，再將混合料通過平行同向雙螺 桿擠出機(jī)熔融共混反應(yīng)擠出改性。將制備的改性料通過普通PE吹膜機(jī)吹膜，厚度為12 μ m， 幅寬為920_。地膜的拉伸強(qiáng)度為32Mpa，斷裂伸長率達(dá)310%，撕裂強(qiáng)度為119N/mm。10月 份將該地膜鋪設(shè)于蔬菜大棚地里，75天開始出現(xiàn)破洞，110天地膜開始進(jìn)入大裂期，150天 基本看不到地膜殘片。
[0019] 實施例3 :
[0020] 將35份聚乳酸（NatureWorks公司Ingeo?4032D)、65份聚對苯二甲酸-己二酸丁 二醇酯（BASF公司Ecoflax? F BX 7011)、0. 2