适用于长周期生长植物的生物降解地膜的制作方法

1.本发明涉及可降解材料技术领域，尤其涉及一种适用于长周期生长植物的生物降解地膜。


背景技术：

2.生物降解地膜是指一类在自然环境条件下可为微生物作用而引起降解的塑料地膜。细菌、真菌和放线菌等微生物侵蚀塑料薄膜后，由于细胞的增长使聚合物组分水解、电离或质子化，发生机械性破坏，分裂成低聚物碎片。真菌或细菌分泌的酶使水溶性聚合物分解或氧化降解成水溶性碎片，生成新的小分子化合物，直至最终分解成co2和h2o。
3.生物降解地膜是一种新型地面覆盖薄膜，主要用于地面覆盖，以提高土壤温度，保持土壤水分，维持土壤结构，防止害虫侵袭作物和某些微生物引起的病害，从而促进植物生长。
4.现有技术中的生物降解地膜大都降解周期偏短，应用在生长周期较长的植物中时，例如新疆棉花，棉花的生长周期还没到，生物降解地膜自身就先因为降解而发生破裂或者失去功效，对棉花的生长及收成造成不利影响。
5.例如，中国发明专利申请公开了一种生物降解地膜[申请号：201710480993.0]，该发明申请包括由淀粉、聚乙烯醇、纤维素、增塑剂、加工助剂组成，其配方组成成分如下：淀粉40-60份、聚乙烯醇20-40份、纤维素7-10份、增塑剂3-7份、加工助剂3-4份。
[0006]
该发明申请具有在使用之后被微生物完全降解成二氧化碳和水，不会有残留，减少了环境污染，提高了农业可持续发展的可靠性的优势，但其仍未解决上述问题。


技术实现要素：

[0007]
本发明的目的是针对上述问题，提供一种可提高新疆棉花产量的适用于长周期生长植物的生物降解地膜。
[0008]
一种适用于长周期生长植物的生物降解地膜，包括可降解基体树脂，还包括聚乙烯醇、植物纤维、碳酸钙、光稳定剂、抗氧剂和降解控制组剂。
[0009]
在上述的适用于长周期生长植物的生物降解地膜中，所述可降解基体树脂为pcl树脂。
[0010]
在上述的适用于长周期生长植物的生物降解地膜中，所述降解控制组剂包括改性纳米蒙脱土、石蜡和2-乙基己醇乙酸酯。
[0011]
在上述的适用于长周期生长植物的生物降解地膜中，所述改性纳米蒙脱土通过以下方法制得：将纳米蒙脱土加入至碱性水溶液中，80-90℃加热20-40min，趁热过滤，过滤后80-100℃干燥30-60min，干燥后在5min内冷却至10℃以下，得到改性纳米蒙脱土。
[0012]
在上述的适用于长周期生长植物的生物降解地膜中，所述碱性水溶液为氢氧化钠水溶液，ph值为8-10。
[0013]
在上述的适用于长周期生长植物的生物降解地膜中，生物降解地膜包括质量份数
分别为60-80份的pcl树脂、10-20份的聚乙烯醇、5-10份植物纤维、15-25份的碳酸钙、0.1-1份的光稳定剂、0.1-1份的抗氧剂、3-7份的改性纳米蒙脱土、1-2份的石蜡和0.5-2份的2-乙基己醇乙酸酯。
[0014]
在上述的适用于长周期生长植物的生物降解地膜中，所述生物降解地膜包括质量份数分别为70份的pcl树脂、15份的聚乙烯醇、8份植物纤维、20份的碳酸钙、0.5份的光稳定剂、0.5份的抗氧剂、5份的改性纳米蒙脱土、1.5份的石蜡和1份的2-乙基己醇乙酸酯。
[0015]
在上述的适用于长周期生长植物的生物降解地膜中，所述光稳定剂为光稳定剂944。
[0016]
在上述的适用于长周期生长植物的生物降解地膜中，所述抗氧剂为抗氧剂1010。
[0017]
在上述的适用于长周期生长植物的生物降解地膜中，所述植物纤维包括竹纤维、棉纤维、稻草、椰子纤维和玉米秸秆中的一种或多种。
[0018]
与现有的技术相比，本发明的优点在于：
[0019]
1、本发明添加有降解控制组剂，可有效延缓生物降解地膜的降解速度，应用在新疆棉花等生长周期较长的植物上可有效提高产量收成。
[0020]
2、本发明提供的生物降解地膜制造方法简单，组分均廉价易得，适宜大规模推广使用。
具体实施方式
[0021]
下面结合具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
[0022]
实施例1
[0023]
本实施例提供一种适用于长周期生长植物的生物降解地膜，包括质量份数分别为80份的pcl树脂、10份的聚乙烯醇、5份植物纤维、15份的碳酸钙、0.1份的光稳定剂、0.1份的抗氧剂、3份的改性纳米蒙脱土、1份的石蜡和0.5份的2-乙基己醇乙酸酯。
[0024]
其中，光稳定剂为光稳定剂944；抗氧剂为抗氧剂1010；植物纤维为竹纤维。
[0025]
改性纳米蒙脱土通过以下方法制得：将纳米蒙脱土加入至ph值为8的氢氧化钠水溶液中，80℃加热20min，趁热过滤，过滤后80℃干燥30min，干燥后5min冷却至10℃，得到改性纳米蒙脱土。
[0026]
光稳定剂944又名受阻胺光稳定剂hs-944，分子式是[c
35h69cl3
n8]n，分子量2100-3000。产品多用于在低密度聚乙烯薄膜、聚丙烯纤维、聚丙烯胶带、eva薄膜、abs、聚苯乙烯及食品包装中。
[0027]
抗氧剂1010化学名为：四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，为白色结晶粉末，化学性状稳定，可广泛应用于通用塑料，工程塑料，合成橡胶，纤维，热熔胶，树脂，油品，墨水，涂料等行业中。
[0028]
实施例2
[0029]
本实施例提供一种适用于长周期生长植物的生物降解地膜，包括质量份数分别为60份的pcl树脂、20份的聚乙烯醇、10份植物纤维、25份的碳酸钙、1份的光稳定剂、1份的抗氧剂、7份的改性纳米蒙脱土、2份的石蜡和2份的2-乙基己醇乙酸酯。
[0030]
其中，光稳定剂为光稳定剂944；抗氧剂为抗氧剂1010；植物纤维为稻草和玉米秸秆以质量比为1:1的混合物。
[0031]
改性纳米蒙脱土通过以下方法制得：将纳米蒙脱土加入至ph值为10的氢氧化钠水溶液中，90℃加热40min，趁热过滤，过滤后100℃干燥60min，干燥后3min冷却至5℃，得到改性纳米蒙脱土。
[0032]
实施例3
[0033]
本实施例提供一种适用于长周期生长植物的生物降解地膜，包括质量份数分别为70份的pcl树脂、15份的聚乙烯醇、8份植物纤维、20份的碳酸钙、0.5份的光稳定剂、0.5份的抗氧剂、5份的改性纳米蒙脱土、1.5份的石蜡和1份的2-乙基己醇乙酸酯。
[0034]
其中，光稳定剂为光稳定剂944；抗氧剂为抗氧剂1010；植物纤维为棉纤维。
[0035]
改性纳米蒙脱土通过以下方法制得：将纳米蒙脱土加入至ph值为9的氢氧化钠水溶液中，85℃加热30min，趁热过滤，过滤后90℃干燥45min，干燥后4min冷却至8℃，得到改性纳米蒙脱土。
[0036]
对比例1
[0037]
本实施例提供一种生物降解地膜，包括质量份数分别为70份的pcl树脂、15份的聚乙烯醇、8份植物纤维、20份的碳酸钙、0.5份的光稳定剂、0.5份的抗氧剂、1.5份的石蜡和1份的2-乙基己醇乙酸酯。
[0038]
其中，光稳定剂为光稳定剂944；抗氧剂为抗氧剂1010；植物纤维为棉纤维。
[0039]
对比例2
[0040]
本实施例提供一种生物降解地膜，包括质量份数分别为70份的pcl树脂、15份的聚乙烯醇、8份植物纤维、20份的碳酸钙、0.5份的光稳定剂、0.5份的抗氧剂、5份的改性纳米蒙脱土和1份的2-乙基己醇乙酸酯。
[0041]
其中，光稳定剂为光稳定剂944；抗氧剂为抗氧剂1010；植物纤维为棉纤维。
[0042]
改性纳米蒙脱土通过以下方法制得：将纳米蒙脱土加入至ph值为9的氢氧化钠水溶液中，85℃加热30min，趁热过滤，过滤后90℃干燥45min，干燥后4min冷却至8℃，得到改性纳米蒙脱土。
[0043]
对比例3
[0044]
本实施例提供一种生物降解地膜，包括质量份数分别为70份的pcl树脂、15份的聚乙烯醇、8份植物纤维、20份的碳酸钙、0.5份的光稳定剂、0.5份的抗氧剂、5份的改性纳米蒙脱土和1.5份的石蜡。
[0045]
其中，光稳定剂为光稳定剂944；抗氧剂为抗氧剂1010；植物纤维为棉纤维。
[0046]
改性纳米蒙脱土通过以下方法制得：将纳米蒙脱土加入至ph值为9的氢氧化钠水溶液中，85℃加热30min，趁热过滤，过滤后90℃干燥45min，干燥后4min冷却至8℃，得到改性纳米蒙脱土。
[0047]
对比例4
[0048]
本实施例提供一种生物降解地膜，包括质量份数分别为70份的pcl树脂、15份的聚乙烯醇、8份植物纤维、20份的碳酸钙、0.5份的光稳定剂、0.5份的抗氧剂、5份的纳米蒙脱土、1.5份的石蜡和1份的2-乙基己醇乙酸酯。
[0049]
其中，光稳定剂为光稳定剂944；抗氧剂为抗氧剂1010；植物纤维为棉纤维。
[0050]
对比例5
[0051]
本实施例提供一种生物降解地膜，包括质量份数分别为70份的pcl树脂、15份的聚
乙烯醇、8份植物纤维、20份的碳酸钙、0.5份的光稳定剂、0.5份的抗氧剂、5份的改性纳米蒙脱土、1.5份的石蜡和1份的2-乙基己醇乙酸酯。
[0052]
其中，光稳定剂为光稳定剂944；抗氧剂为抗氧剂1010；植物纤维为棉纤维。
[0053]
改性纳米蒙脱土通过以下方法制得：将纳米蒙脱土加入至去离子水中，85℃加热30min，趁热过滤，过滤后90℃干燥45min，干燥后4min冷却至8℃，得到改性纳米蒙脱土。
[0054]
对比例6
[0055]
本实施例提供一种生物降解地膜，包括质量份数分别为70份的pcl树脂、15份的聚乙烯醇、8份植物纤维、20份的碳酸钙、0.5份的光稳定剂、0.5份的抗氧剂、5份的改性纳米蒙脱土、1.5份的石蜡和1份的2-乙基己醇乙酸酯。
[0056]
其中，光稳定剂为光稳定剂944；抗氧剂为抗氧剂1010；植物纤维为棉纤维。
[0057]
改性纳米蒙脱土通过以下方法制得：将纳米蒙脱土加入至ph值为9的氢氧化钠水溶液中，85℃加热30min，趁热过滤，过滤后90℃干燥45min，干燥后30min逐渐冷却至8℃，得到改性纳米蒙脱土。
[0058]
应用例1
[0059]
以实施例3中记载的组分制得生物降解地膜1；
[0060]
以喀什土壤的主要特征为模板，在实验室中模拟出实验田，将生物降解地膜1填埋入实验田中，填埋深度为15cm，并通过堆肥和人工增强紫外线强度的方式进行加速试验，每隔20天观察生物降解地膜1的状态，结果如下表所示：
[0061][0062][0063]
结果分析：从以上实验结果可以看出，本技术提供的生物降解地膜可被完全降解，环境友好。
[0064]
应用例2
[0065]
以实施例3中记载的组分制得生物降解地膜1；
[0066]
以对比例1中记载的组分制得生物降解地膜2；
[0067]
以对比例2中记载的组分制得生物降解地膜3；
[0068]
以对比例3中记载的组分制得生物降解地膜4；
[0069]
以对比例4中记载的组分制得生物降解地膜5；
[0070]
以对比例5中记载的组分制得生物降解地膜6；
[0071]
以对比例6中记载的组分制得生物降解地膜7；
[0072]
以市售生物降解地膜为生物降解地膜8；
[0073]
以喀什土壤的主要特征为模板，在实验室中模拟出实验田，并将实验田等分为8份，等厚度的生物降解地膜1-8分别填埋至试验田1-8中，填埋深度均为15cm。取同一批新疆棉花种子，等分为七份，分别播撒在试验田1-8中，以相同条件种植，实验结束后收获试验田1-8中的棉花，各试验田中的棉花产量如下表所示：
[0074][0075][0076]
结果分析：从以上实验结果可以看出，生物降解地膜1中的棉花产量要远高于生物降解地膜2-8中的棉花产量，故达到了本发明应用在新疆棉花等生长周期较长的植物上可有效提高产量收成的预期目的。
[0077]
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领
域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。