本發(fā)明涉及農(nóng)用地膜技術(shù)領(lǐng)域。更具體地說，本發(fā)明涉及一種劍麻纖維增強(qiáng)淀粉環(huán)保地膜及其制備方法。

背景技術(shù)：

目前，地膜覆蓋技術(shù)在農(nóng)業(yè)中得到了廣泛推廣，應(yīng)用到了小麥、水稻、玉米、大豆、高粱、棉花等作物的種植中，增產(chǎn)效果明顯。由于現(xiàn)在大量使用的地膜是不可降解的高分子化合物，既不受微生物侵蝕，也不能自行分解。長此下去，必然會給后人帶來難以解決的污染危害。因此，研究可降解地膜逐漸受到重視。淀粉是自然界豐富的可再生資源，無毒無害，可完全生物降解，然而較差的力學(xué)性能卻限制了其應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個(gè)目的是解決至少上述問題，并提供至少后面將說明的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供一種劍麻纖維增強(qiáng)淀粉環(huán)保地膜及其制備方法，其能夠很好地保持土壤水分，殘留的地膜可完全降解，不會污染環(huán)境，且具有優(yōu)異的力學(xué)性能和耐高溫性。

為了實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點(diǎn)，提供了一種劍麻纖維增強(qiáng)淀粉環(huán)保地膜，包括以下重量份數(shù)的原料：淀粉40份、劍麻纖維100份、低熔指線形低密度聚乙烯樹脂5份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物樹脂3份、遠(yuǎn)紅外陶瓷粉3份、苯并三唑類紫外線吸收劑1份、麥飯石5份、酪蛋白酸鈉5份、鈦酸正丁酯25份、聚對苯二甲酸丁二酯20份、白炭黑15份、亞麻油籽5份、絲素蛋白20份、磷酸胍5份、山梨醇5份、滑石粉5份、魚腥草提取物20份；

其中，低熔指線形低密度聚乙烯樹脂的熔體流動速率mfr≤1；

所述魚腥草提取物的制備方法為：將魚腥草干燥、粉碎，與10倍質(zhì)量的水混合，進(jìn)行超聲波處理，控制超聲波功率為120w，保持30min，過濾，分離濾渣和濾液，濾液旋蒸至原有體積的1/10，得到濃縮液，將濾渣溶解于濃度為5g/l的茶多糖水溶液，超聲分散后，加入濃縮液和聚乙烯醇，加熱攪拌至稠狀，烘干至含水量低于5％，即得。

優(yōu)選的是，所述的劍麻纖維增強(qiáng)淀粉環(huán)保地膜，所述淀粉為木薯淀粉，其直鏈淀粉含量在20％以上，水含量在10％以下。

一種劍麻纖維增強(qiáng)淀粉環(huán)保地膜的制備方法，包括以下步驟：

步驟一、將質(zhì)量比為10:1:2:0.2:1.5的所述淀粉、甘油、馬來酸二辛酯、水混合，在150℃通過擠出機(jī)進(jìn)行熔融共混接枝反應(yīng)，即改性淀粉；

步驟二、將所述劍麻纖維粉碎、膨化，加入2倍質(zhì)量的1wt.％的酸液，在120℃下保持1h，過濾、清洗、干燥、粉碎，得到第一混合物，向第一混合物中加入3倍質(zhì)量的10wt.％的堿液，攪拌，在30℃下保持1h，過濾、清洗、干燥，控制含水量為10％，得到第二混合物，將質(zhì)量比為5:10:1將第二混合物、丙烯酸甲酯、過硫酸鉀混合，通入ar，控制壓力為1mpa、溫度為40℃，保持5h，加入10wt.％醋酸溶液中和ph至7，過濾、清洗、干燥，即得改性劍麻纖維；

步驟三、將步驟一制備的改性淀粉、步驟二制備的改性劍麻纖維導(dǎo)入高混機(jī)，并加入所述低熔指線形低密度聚乙烯樹脂、所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物樹脂、所述遠(yuǎn)紅外陶瓷粉、所述聚對苯二甲酸丁二酯，混合10min，再加入所述亞麻油籽、所述絲素蛋白、所述酪蛋白酸鈉、所述魚腥草濃縮物，混合10min，再加入所述麥飯石、所述苯并三唑類紫外線吸收劑、所述鈦酸正丁酯所述磷酸胍，混合10min，最后加入剩余原料，混合10min，轉(zhuǎn)移至吹膜機(jī)的料斗，熔融擠出吹塑，制成筒狀地膜，切割、分卷、包裝即得。

優(yōu)選的是，所述的制備方法，制備的薄膜的厚度為0.01mm。

優(yōu)選的是，所述的制備方法，吹膜機(jī)設(shè)置5個(gè)加熱段，溫度分別為190℃、195℃、200℃、205℃、210℃。

優(yōu)選的是，所述的制備方法，酸液為硫酸溶液，堿液為氫氧化鈉溶液。

本發(fā)明至少包括以下有益效果：本發(fā)明能夠很好地保持土壤水分，殘留的地膜可完全降解，不會污染環(huán)境，且具有優(yōu)異的力學(xué)性能和耐高溫性；采用劍麻纖維與淀粉復(fù)配，改善淀粉基地膜的力學(xué)性能，添加魚腥草提取物，地膜降解后改善土質(zhì)，提高抗菌性能，淀粉、劍麻纖維改性后得到以植物纖維為骨架的熱塑性材料，相容性很好，能夠達(dá)到熱力學(xué)相容狀態(tài)，避免產(chǎn)品的相分離現(xiàn)象，提高改性產(chǎn)品性能的穩(wěn)定性，緩解大量非降解合成高分子材料廢棄物造成的環(huán)境污染，遠(yuǎn)紅外陶瓷粉能夠提高地面溫度，為農(nóng)作物生長提供適宜的溫度，利于農(nóng)作物的生長，苯并三唑類紫外線吸收劑可強(qiáng)烈吸收波長280～340nm范圍內(nèi)的紫外光，提高地膜穩(wěn)定性,低熔指聚乙烯樹脂溶體流動速率小，數(shù)均分子量大、分子量分布窄、支鏈越少，所得制品初始力學(xué)強(qiáng)度高，耐用性好。

本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征將部分通過下面的說明體現(xiàn)，部分還將通過對本發(fā)明的研究和實(shí)踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實(shí)施。

需要說明的是，下述實(shí)施方案中所述實(shí)驗(yàn)方法，如無特殊說明，均為常規(guī)方法，所述試劑和材料，如無特殊說明，均可從商業(yè)途徑獲得。

<實(shí)施例1>

一種劍麻纖維增強(qiáng)淀粉環(huán)保地膜，包括以下重量份數(shù)的原料：淀粉40份、劍麻纖維100份、低熔指線形低密度聚乙烯樹脂5份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物樹脂3份、遠(yuǎn)紅外陶瓷粉3份、苯并三唑類紫外線吸收劑1份、麥飯石5份、酪蛋白酸鈉5份、鈦酸正丁酯25份、聚對苯二甲酸丁二酯20份、白炭黑15份、亞麻油籽5份、絲素蛋白20份、磷酸胍5份、山梨醇5份、滑石粉5份、魚腥草提取物20份；

其中，低熔指線形低密度聚乙烯樹脂的熔體流動速率mfr≤1；

所述魚腥草提取物的制備方法為：將魚腥草干燥、粉碎，與10倍質(zhì)量的水混合，進(jìn)行超聲波處理，控制超聲波功率為120w，保持30min，過濾，分離濾渣和濾液，濾液旋蒸至原有體積的1/10，得到濃縮液，將濾渣溶解于濃度為5g/l的茶多糖水溶液，超聲分散后，加入濃縮液和聚乙烯醇，加熱攪拌至稠狀，烘干至含水量低于5％，即得；

所述淀粉為木薯淀粉，其直鏈淀粉含量在20％以上，水含量在10％以下。

一種劍麻纖維增強(qiáng)淀粉環(huán)保地膜的制備方法，包括以下步驟：

步驟一、將質(zhì)量比為10:1:2:0.2:1.5的所述淀粉、甘油、馬來酸二辛酯、水混合，在150℃通過擠出機(jī)進(jìn)行熔融共混接枝反應(yīng)，即改性淀粉；

步驟二、將所述劍麻纖維粉碎、膨化，加入2倍質(zhì)量的1wt.％的硫酸溶液，在120℃下保持1h，過濾、清洗、干燥、粉碎，得到第一混合物，向第一混合物中加入3倍質(zhì)量的10wt.％的氫氧化鈉溶液，攪拌，在30℃下保持1h，過濾、清洗、干燥，控制含水量為10％，得到第二混合物，將質(zhì)量比為5:10:1將第二混合物、丙烯酸甲酯、過硫酸鉀混合，通入ar，控制壓力為1mpa、溫度為40℃，保持5h，加入10wt.％醋酸溶液中和ph至7，過濾、清洗、干燥，即得改性劍麻纖維；

步驟三、將步驟一制備的改性淀粉、步驟二制備的改性劍麻纖維導(dǎo)入高混機(jī)，并加入所述低熔指線形低密度聚乙烯樹脂、所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物樹脂、所述遠(yuǎn)紅外陶瓷粉、所述聚對苯二甲酸丁二酯，混合10min，再加入所述亞麻油籽、所述絲素蛋白、所述酪蛋白酸鈉、所述魚腥草濃縮物，混合10min，再加入所述麥飯石、所述苯并三唑類紫外線吸收劑、所述鈦酸正丁酯所述磷酸胍，混合10min，最后加入剩余原料，混合10min，轉(zhuǎn)移至吹膜機(jī)的料斗，吹膜機(jī)設(shè)置5個(gè)加熱段，溫度分別為190℃、195℃、200℃、205℃、210℃，熔融擠出吹塑，制成筒狀地膜，切割、分卷、包裝即得，制備的薄膜的厚度為0.01mm。

<對比例1>

一種劍麻纖維增強(qiáng)淀粉環(huán)保地膜，配方及制備方法同實(shí)施例1，不同的是，配方中的劍麻纖維替換為等量的淀粉，故也不包括步驟二的劍麻纖維改性處理。

<對比例2>

一種劍麻纖維增強(qiáng)淀粉環(huán)保地膜，配方及制備方法同實(shí)施例1，不同的是，不經(jīng)過步驟一和步驟二，即不進(jìn)行淀粉改性處理和劍麻纖維改性處理。

<對比例3>

一種劍麻纖維增強(qiáng)淀粉環(huán)保地膜，配方及制備方法同實(shí)施例1，不同的是，配方中不包括遠(yuǎn)紅外陶瓷粉、苯并三唑類紫外線吸收劑、魚腥草提取物。

<地膜物理強(qiáng)度測試實(shí)驗(yàn)>

根據(jù)gb/t1040.3進(jìn)行測試，對實(shí)施例1、對比例1、2制備的地膜進(jìn)行測試，結(jié)果如表1所示。

表1

表1說明，添加劍麻纖維后，制備的地膜拉伸強(qiáng)度得到大大提高，淀粉、劍麻纖維經(jīng)改性處理后，斷裂伸長率得到大大提高。

<地膜生物可降解性測試試驗(yàn)>

在3畝玉米地作試驗(yàn)，播種后，1畝覆蓋實(shí)施例1制備的地膜，1畝覆蓋對比例3制備的地膜，1畝不覆蓋地膜，結(jié)果，實(shí)施例1制備的地膜覆蓋的土地5天內(nèi)發(fā)芽，對比例3制備的地膜覆蓋的土地8天內(nèi)發(fā)芽，未覆蓋任何地膜的土地10天后陸續(xù)發(fā)芽。

在2畝廢棄的田地，1畝覆蓋實(shí)施例1制備的地膜，1畝覆蓋對比例3制備的地膜，遇到雨水后，實(shí)施例1制備的地膜12天后即可降解，18天后明顯聞到發(fā)酵分解出有機(jī)質(zhì)肥料的味道，對比例3制備的地膜18天后既可降解，隨后30天內(nèi)未聞到有機(jī)質(zhì)肥料的味道。

<地膜透光性能測試試驗(yàn)>

根據(jù)gb/t2410-2008進(jìn)行測試，對實(shí)施例1、對比例2、3制備的地膜進(jìn)行測試，結(jié)果如表2所示。

表2說明，淀粉、劍麻纖維改性后，吸釋率大大提高，說明淀粉、劍麻纖維改性后相容性很好，制備的地膜滲水性優(yōu)異，添加遠(yuǎn)紅外陶瓷粉、苯并三唑類紫外線吸收劑、魚腥草提取物后，制備的地膜可見光透光率、透氣率大大提高。

這里說明的設(shè)備數(shù)量和處理規(guī)模是用來簡化本發(fā)明的說明的。對本發(fā)明的應(yīng)用、修改和變化對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯而易見的。

盡管本發(fā)明的實(shí)施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實(shí)施方式中所列運(yùn)用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域，對于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實(shí)現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限于特定的細(xì)節(jié)和這里示出與描述的實(shí)施例。