一种纸基地膜的制备方法与流程

1.本发明属于特种纸制造领域，尤其涉及一种纸基地膜的制备方法。


背景技术：

2.20世纪50年代初，地膜覆盖技术给农业带来了巨大的经济效益和社会效益。早期使用的塑料地膜主要成分为不可降解的聚丙烯和聚氯乙烯，将其铺设在土壤表面容易造成土壤板结，通透性变差，影响作物的生长发育和产量，制约了农业的可持续发展。针对地膜的这一问题，各国都开始研制和推广可降解环保地膜。
3.目前可降解地膜主要分为四类，光降解农用地膜、生物降解农用地膜、双降解地膜和植物纤维地膜。其中，光降解农用地膜在降解过程中产生的分解物对大气、水质和土壤是否会产生二次污染还有待进一步确定，并且该地膜仅解决耕作表层积累造成的污染问题，埋藏在土壤内部的残膜无法降解。生物降解农用地膜是在原地膜材料的基础上添加了部分可生物降解的原料，如淀粉、壳聚糖等，该地膜属于非完全降解地膜，仅降解地膜中可悲生物降解部分，而塑料部分只是改变了形状及降低了性能。双降解地膜，只是将地膜降解成小颗粒，会造成微塑料的生成。植物纤维地膜不仅可以完全生物降解，改善土质结构，同时还保持了地膜原有的功效，例如防虫害、除杂草、增养分等。但现有的植物纤维地膜仍存在干、湿强度和裂断强度不够，纸浆成本高的问题，因而难以推广使用。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种纸基地膜的制备方法，使得该纸基地膜具有优异的疏水性能、良好的纸张强度，且使用安全、环保及可降解。
5.本发明解决技术问题所采取的技术方案为：一种纸基地膜的制备方法包括以下步骤：微纳化竹粉制备：以20
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80目竹粉为原料，准确称取10
‑
20 g，加入质量浓度为1%
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10%氢氧化钠溶液100
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1000 ml，在65
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95℃下，恒温震荡1
‑
3 h；将竹粉洗涤至中性，配制成质量浓度为1%
‑
3%的水悬浮液，使用胶体磨循环研磨1
‑
5次，得到微纳化竹粉（nbf）。
6.纸基地膜制备：取相对于总绝干纤维（总绝干纤维是指造纸过程中所使用的植物纤维，由本色针叶木浆、纳米纤维素和微纳化竹粉组成）质量百分比为20%
‑
40%的本色针叶木浆（以下其他物质的量也都是相对于总绝干纤维的质量百分比），3%
‑
10%的纳米纤维素，55%
‑
75%的微纳化竹粉混合，疏解5
‑
10 min，然后，加入相对于绝干浆料（由本色针叶木浆和微纳化竹粉组成）质量百分比为0.01%
‑
1%的疏水剂和1%
‑
3%的湿强剂，最后，采用造纸法制备定量为30
‑
80 g/m2的纸基地膜。
7.以上所述本色针叶木浆打浆度为30
‑
60
ꢀ°
sr。
8.以上所述纳米纤维素为纳米纤丝（cnf）和微纤化纤维素（mfc）中的一种或两种。
9.以上所述疏水剂为烷基烯酮二聚体（akd）、烯基琥珀酸酐（asa）和氨基硅油中的一
g/m2，夹间距为100 mm，加荷速度为200 mm/min，此时，测试得到地膜纸的抗张湿强度（适用于下述各实例中地膜纸抗张湿强度的测试）。本例所得地膜纸的抗张湿强度为0.4 kn/m。
23.根据gb/t 1540
‑
2002标准测定（适用于下述各实例中地膜纸cobb值的测试），本例所得地膜纸的cobb值为27.62 g/m2。
24.实例2（1）纸基地膜制备：取97%打浆度为30
ꢀ°
sr的本色针叶木浆和3%的cnf混合，疏解5min，然后，加入相对于绝干浆料质量百分比为0.08%的烷基烯酮二聚体（akd）、0.5%的氨基硅油和1%的聚酰胺环氧氯丙烷（pae），最后，采用造纸法制备定量为60 g/m2的纸基地膜。
25.（2）测试：本例所得地膜纸的抗张干强度为1.9 kn/m，抗张湿强度为0.6 kn/m，cobb值为25.35 g/m2。
26.实例3（1）纸基地膜制备：取97%打浆度为30
ꢀ°
sr的本色针叶木浆和3%的cnf混合，疏解5min，然后，加入相对于绝干浆料质量百分比为0.08%的烷基烯酮二聚体（akd）、0.5%的烯基琥珀酸酐（asa）和1%的聚酰胺环氧氯丙烷（pae），最后，采用造纸法制备定量为60 g/m2的纸基地膜。
27.（2）测试：本例所得地膜纸的抗张干强度为1.7 kn/m，抗张湿强度为0.5 kn/m，cobb值为26.84 g/m2。
28.结论一：基于实例1至3得出，在传统的造纸配方中，地膜纸的抗张干强度最高可达1.9 kn/m，抗张湿强度最高为0.6 kn/m，cobb值最低为25.35 g/m2。
29.二、以下实例4至6是说明添加竹粉对地膜纸抗张强度和疏水性能影响。
30.实例4（1）纸基地膜制备：取20%打浆度为30
ꢀ°
sr的本色针叶木浆，3%的cnf，77 目的竹粉混合，疏解5min，然后，加入相对于绝干浆料质量百分比为0.08%的烷基烯酮二聚体（akd）、0.5%的氨基硅油和1%的聚酰胺环氧氯丙烷（pae），最后，采用造纸法制备定量为60 g/m2的纸基地膜。
31.（2）测试：本例所得地膜纸的抗张干强度为1.0 kn/m，抗张湿强度为0.1 kn/m，cobb值为31.21 g/m2。
32.实例5（1）纸基地膜制备：取30%打浆度为30
ꢀ°
sr的本色针叶木浆，3%的cnf，67 目的竹粉混合，然后，加入相对于绝干浆料质量百分比为0.08%的烷基烯酮二聚体（akd）、0.5%的氨基硅油和1%的聚酰胺环氧氯丙烷（pae），最后，采用造纸法制备定量为60 g/m2的纸基地膜。
33.（2）测试：本例所得地膜纸的抗张干强度为1.1 kn/m，抗张湿强度为0.2 kn/m，cobb值为30.68 g/m2。
34.实例6（1）纸基地膜制备：取40%打浆度为30
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sr的本色针叶木浆，3%的cnf，57 目的竹粉混合，疏解5min，然后，加入相对于绝干浆料质量百分比为0.08%的烷基烯酮二聚体（akd）、0.5%的氨基硅油和1%的聚酰胺环氧氯丙烷（pae），最后，采用造纸法制备定量为60 g/m2的纸基地膜。
35.（2）测试：本例所得地膜纸的抗张干强度为1.3 kn/m，抗张湿强度为0.3 kn/m，cobb值为29.53 g/m2。
36.结论二：基于实例4至6得出，在配方中加入竹粉后，地膜纸的抗张干强度最高可达1.3 kn/m，抗张湿强度最高为0.3 kn/m，cobb值最低为29.53 g/m2，相比于未添加竹粉的地膜纸，其抗张强度和疏水性能均有下降。
37.三、以下实例7至9是说明添加微纳化竹粉对地膜纸抗张强度和疏水性能影响。
38.实例7（1）微纳化竹粉制备：以20目竹粉为原料，准确称取10 g，加入1%氢氧化钠溶液1000 ml，在90℃下，恒温震荡2 h，然后，将竹粉洗涤至中性，配制成2%的水悬浮液，使用胶体磨循环研磨2次，得到微纳化竹粉（nbf1）。
39.（2）纸基地膜制备：取20%打浆度为40
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sr的本色针叶木浆，5%的cnf，75%的nbf1混合，疏解10 min，然后，加入相对于绝干浆料质量百分比为0.01%的烷基烯酮二聚体（akd）和3%的聚酰胺环氧氯丙烷（pae），最后，采用造纸法制备定量为80 g/m2的纸基地膜。
40.（3）测试：本例所得地膜纸的抗张干强度为2.5 kn/m，抗张湿强度为0.9 kn/m，cobb值为20.69 g/m2。
41.实例8（1）微纳化竹粉制备：以20目竹粉为原料，准确称取10 g，加入3%氢氧化钠溶液500 ml，在90℃下，恒温震荡2 h，然后，将竹粉洗涤至中性，配制成2%的水悬浮液，使用胶体磨循环研磨2次，得到微纳化竹粉（nbf2）。
42.（2）纸基地膜制备：取40%打浆度为30
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sr的本色针叶木浆，3%的cnf，57%的nbf2混合，疏解5min，然后，加入相对于绝干浆料质量百分比为0.03%的烷基烯酮二聚体（akd）、0.05%的氨基硅油和1%的聚酰胺环氧氯丙烷（pae），最后，采用造纸法制备定量为60 g/m2的纸基地膜。
43.（3）测试：本例所得地膜纸的抗张干强度为3.2 kn/m，抗张湿强度为1.1 kn/m，cobb值为17.15 g/m2。
44.实例9（1）微纳化竹粉制备：以20目竹粉为原料，准确称取10 g，加入5%氢氧化钠溶液100 ml，在90℃下，恒温震荡2 h，然后，将竹粉洗涤至中性，配制成2%的水悬浮液，使用胶体磨循环研磨2次，得到微纳化竹粉（nbf3）。
45.（2）纸基地膜制备：取35%打浆度为60
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sr的本色针叶木浆，10%的cnf，55%的nbf3混合，疏解5min，然后，加入相对于绝干浆料质量百分比为0.1%的烷基烯酮二聚体（akd）、0.9%的氨基硅油和2%的聚酰胺环氧氯丙烷（pae），最后，采用造纸法制备定量为30 g/m2的纸基地膜。
46.（3）测试：本例所得地膜纸的抗张干强度为2.8 kn/m，抗张湿强度为1.0 kn/m，cobb值为18.09 g/m2。
47.结论三：基于实例7至9得出，在配方中添加微纳化竹粉后，地膜纸的抗张干强度最高可达3.2 kn/m，抗张湿强度最高为1.1 kn/m，cobb值最低为17.15 g/m2，相比于传统配方下的地
膜纸，其抗张强度和疏水性能都有明显提高，证明微纳化竹粉起到了一定的抗张阻隔作用。
48.实例2、6、8所得的地膜纸抗张强度测试结果如图1所示，cobb值测试结果如图2所示，添加微纳化竹粉后的地膜纸的抗张强度得到显著提高，同时也展现了优良的疏水性能。