CN107459834A - 一种利用油橄榄加工废液制备的可降解生物活性地膜的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用油橄榄加工废液制备的可降解生物活性地膜的方法，实现了油橄榄加工废液的有效转化利用。在传统的聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、淀粉等成膜材料的基础上，加入腐植酸类、蒙脱土等材料，并在硅烷偶联剂的交联作用下，生生成了具有适中降解周期和良好膜层强度的复合成膜材料，改善了传统生物质可降解地膜材料降解速度过快，膜层力学性能差的缺陷；本发明以温和的制备条件最大限度的保存了废液中的生物活性成分，能显著的提升作物的生长状况，改善土壤环境，制得的产品为粉剂，运输储存方便。
Description
技术领域
本发明涉及可降解农用地膜技术领域，尤其涉及一种利用油橄榄加工废液制备的可降解生物活性地膜的方法。
背景技术
油橄榄是世界著名的木本油料树种，其成熟果实经物理压榨分离后可制取橄榄油，橄榄油富含不饱和脂肪酸、酚类物质和脂溶性维生素等多种活性成分，是广受世界人民青睐的高级食用植物油。随着橄榄油的食用功效逐渐被广大消费者所熟知，市场销量逐步攀升，产量也逐年提高，各地油橄榄的引种量也越来越大。在橄榄油加工过程中，生产初榨橄榄油后不可避免的会产生大量的油橄榄加工废液，这些废液中含有高浓度的多酚化合物、蛋白质、多糖、矿物元素、植物生长素等等多种生物活性物质，在农业生产上有极大的利用价值。但是这些废液中含有相对较高浓度的多酚及其氧化产物，直接大量施用对土壤生物和植物有一定的植物毒性。
地膜是农业生产的重要物质之一,我国每年地膜应用量近百万吨，地膜技术的应用极大地促进了我国农业的发展,但随着地膜应用量和使用年限的不断增加,大量残留地膜造成的"白色污染"不但严重影响了农业生产的进行,而且对农业环境安全与土壤健康也构成了巨大的威胁，在这种情况下研制高性能的环保可降解地膜农田残留地膜显得尤为重要。《生物质可降解地膜的田间降解过程及其对玉米生长的影响》一文就研究以青霉素废弃菌渣生物质成分制备了一种可降解的地膜，这种地膜较之传统的地膜降解的更为完全，本身还有一定的营养成分，对玉米生长有一定的促进作用，但是这种利用发酵废弃物作为生物质降解膜存在一定的缺陷，其本身营养元素有限，有害物质含量高，尤其是一些废弃的菌丝体甚至含有相当量的抗生素，且在生产过程中采用酸或者碱性以及高热处理会对废渣中的一些活性成分产生破坏，导致其对作物的增效作用有限。
发明内容
本发明旨在利用油橄榄加工废液中的多种营养成分和活性物质，制备一种具有生物活性的可降解地膜，并解决现有生物质地膜使用周期短、膜层力学性能较差的缺陷，实现油橄榄加工废液的快速高效处理。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种利用油橄榄加工废液制备的可降解生物活性地膜的方法，包括以下步骤：
（1）取油橄榄加工废液过滤除渣，随后将其以0.1-0.5m/s速度循环通过装有多孔聚酰胺树脂微球的过滤池，循环处理10-15h后收集滤液备用；
（2）将腐殖酸类材料、蒙脱土混合均匀后粉碎过100-200目筛，所得物料备用；
（3）将步骤（2）所得物料与成膜剂、表面活性剂、水依次投入反应釜中，开启搅拌装置，体系升温至80-100℃，以100-150转/min的速度反应混合30-50min，接着加入交联助剂，继续搅拌混合50-60min后出料，干燥后备用；
（4）将步骤（1）所得滤液与步骤（3）所得物料一起投入反应釜中，体系加热至60-80℃，在100-200转/min的速度下搅拌混合1-2h后出料，所得物料在70-80℃条件下热风干燥，即得。
所述的一种利用油橄榄加工废液制备可降解生物活性地膜的方法，所述的步骤（1）中的多孔聚酰胺树脂微球是粒径为3-5mm、BET比表面积为50-200m2/kg、孔容为0.1-0.5mL/g的聚酰胺6或聚酰胺66材质微球。
所述的一种利用油橄榄加工废液制备可降解生物活性地膜的方法，所述的步骤（1）中多孔聚酰胺树脂微球与废液的用量比为1g/1kg。
所述的一种利用油橄榄加工废液制备可降解生物活性地膜的方法，所述的步骤（2）中的腐植酸类材料为风化煤、褐煤、腐植酸中的一种或两种物质的混合物。
所述的一种利用油橄榄加工废液制备可降解生物活性地膜的方法，所述的步骤（3）中的成膜剂为聚乙烯醇、羧甲基纤维素、聚丙烯酰胺、淀粉、氧化淀粉中的一种或者一种以上物质混合。
所述的一种利用油橄榄加工废液制备可降解生物活性地膜的方法，所述的步骤（3）中的交联助剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂。
所述的一种利用油橄榄加工废液制备可降解生物活性地膜的方法，各原料的配比为：油橄榄加工废液滤液100-500、腐植酸类材料80-145、蒙脱土45-88、成膜剂12-28、表面活性剂0.1-5、交联助剂1-5、水92-152。
本发明可降解地膜在使用时，首先将其以10倍量的水溶解稀释，直接喷洒于土壤表面即可形成薄膜。
本发明制备的可降解地膜优点在于：
（1）将大量的油橄榄加工废液进行了有效的转化利用，用多孔聚酰胺树脂微球对废液进行循环吸附处理，可简单有效的降低废液中多酚和黄酮类物质的量，防止其对土壤产生毒性，同时保留了废液中的其他生物活性成分；
（2）在传统的聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、淀粉等成膜材料的基础上，加入腐植酸类、蒙脱土等材料，并在硅烷偶联剂的交联作用下，生生成了具有适中降解周期和良好膜层强度的复合成膜材料，改善了传统生物质可降解地膜材料降解速度过快，膜层力学性能差的缺陷；
（3）本发明的地膜制备条件温和，最大限度的保存了废液中的生物活性成分，能显著的提升作物的生长状况，改善土壤环境；
（4）生产过程中不使用大量的酸碱溶液，无二次污染；产品为粉剂，运输储存方便。
具体实施方式
一种利用油橄榄加工废液制备的可降解生物活性地膜的方法，包括以下步骤：
（1）取油橄榄加工废液过滤除渣，随后将其以0.1m/s速度循环通过装有多孔聚酰胺树脂微球的过滤池，循环处理10h后收集滤液备用；
（2）将风化煤、蒙脱土混合均匀后粉碎过100目筛，所得物料备用；
（3）将步骤（2）所得物料与聚乙烯醇、十二烷基苯磺酸钠、水依次投入反应釜中，开启搅拌装置，体系升温至80℃，以100转/min的速度反应混合30min，接着加入硅烷偶联剂kh550，继续搅拌混合50min后出料，干燥后备用；
（4）将步骤（1）所得滤液与步骤（3）所得物料一起投入反应釜中，体系加热至60℃，在100转/min的速度下搅拌混合1h后出料，所得物料在70℃条件下热风干燥，即得。
其中步骤（1）中的多孔聚酰胺树脂微球是粒径为3mm、BET比表面积为50m2/kg、孔容为0.1mL/g的聚酰胺6微球，该多孔聚酰胺树脂微球与废液的用量比为1g/1kg。
该地膜制备过程中各原料的配比为：油橄榄加工废液滤液100、腐植酸类材料80、蒙脱土45、成膜剂12、表面活性剂0.1、交联助剂1、水92。
Claims (7)
1.一种利用油橄榄加工废液制备的可降解生物活性地膜的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）取油橄榄加工废液过滤除渣，随后将其以0.1-0.5m/s速度循环通过装有多孔聚酰胺树脂微球的过滤池，循环处理10-15h后收集滤液备用；
（2）将腐殖酸类材料、蒙脱土混合均匀后粉碎过100-200目筛，所得物料备用；
（3）将步骤（2）所得物料与成膜剂、表面活性剂、水依次投入反应釜中，开启搅拌装置，体系升温至80-100℃，以100-150转/min的速度反应混合30-50min，接着加入交联助剂，继续搅拌混合50-60min后出料，干燥后备用；
（4）将步骤（1）所得滤液与步骤（3）所得物料一起投入反应釜中，体系加热至60-80℃，在100-200转/min的速度下搅拌混合1-2h后出料，所得物料在70-80℃条件下热风干燥，即得。
2.如权利要求1所述的一种利用油橄榄加工废液制备可降解生物活性地膜的方法，其特征在于，所述的步骤（1）中的多孔聚酰胺树脂微球是粒径为3-5mm、BET比表面积为50-200m2/kg、孔容为0.1-0.5mL/g的聚酰胺6或聚酰胺66材质微球。
3.如权利要求1所述的一种利用油橄榄加工废液制备可降解生物活性地膜的方法，其特征在于，所述的步骤（1）中多孔聚酰胺树脂微球与废液的用量比为1g/1kg。
4.如权利要求1所述的一种利用油橄榄加工废液制备可降解生物活性地膜的方法，其特征在于，所述的步骤（2）中的腐植酸类材料为风化煤、褐煤、腐植酸中的一种或两种物质的混合物。
5.如权利要求1所述的一种利用油橄榄加工废液制备可降解生物活性地膜的方法，其特征在于，所述的步骤（3）中的成膜剂为聚乙烯醇、羧甲基纤维素、聚丙烯酰胺、淀粉、氧化淀粉中的一种或者一种以上物质混合。
6.如权利要求1所述的一种利用油橄榄加工废液制备可降解生物活性地膜的方法，其特征在于，所述的步骤（3）中的交联助剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂。
7.如权利要求1所述的一种利用油橄榄加工废液制备可降解生物活性地膜的方法，其特征在于，各原料的配比为：油橄榄加工废液滤液100-500、腐植酸类材料80-145、蒙脱土45-88、成膜剂12-28、表面活性剂0.1-5、交联助剂1-5、水92-152。
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