CN109880330A - 一种高强度多功能可降解地膜及其加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高强度多功能可降解地膜及其加工方法，属于地膜加工领域，一种高强度多功能可降解地膜包括上膜层和下膜层结构，通过不连续的胶封复合连接，上膜层和下膜层之间填充除草涂层，具有除草功效；通过添加植物纤维，增加可降解地膜的拉伸强度；上膜层和下膜层添加不同比例光敏剂、纤维二糖和葡萄糖的混合物，实现上层膜和下层膜在不同环境中降解；上膜层喷涂可降解反光层，增加作物叶片受光量并趋避田间害虫；该可降解地膜在作物收获后不用回收，可自行降解，并具有保墒、增温、反光、驱虫和防除田间杂草等多种功能。
Description
技术领域
本发明涉及地膜加工领域，具体涉及一种高强度多功能可降解地膜及其加工方法。
背景技术
可降解地膜是一种新型的环保可降解的新型地膜，是今后我国农用地膜产业的发展趋势，也是农业可持续发展的必要前提。降解地膜是为适应社会对环境保护需要而产生的一种新型地膜，主要原料为可降解树脂或添加剂型降解母粒与塑料粒子混合制成物。降解是通过自然界中的微生物对地膜分解或者是利用太阳光氧化等途径实现的。现有可降解地膜普遍抗拉伸强度较传统地膜降低，使得在实际使用过程中容易破裂，地膜的预期功能和效果受到影响，从而影响作物产量同时现有的可降解地膜仅仅作为农作物的“保护外衣”使用，功能较为单一。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种高强度多功能可降解地膜及其加工方法，它可以通过添加植物纤维、光敏剂和纤维二糖和葡萄糖的混合物，一方面可以增加本可降解地膜的拉伸强度，从而降低本可降解地膜的意外破裂的概率，从而提高本可降解地膜的质量，另一方面，通过上膜层和下膜层中光敏剂和纤维二糖和葡萄糖的混合物的不同配比，使可降解地膜在实际使用过程中，可以实现从上下两侧同时进行降解，保障降解速率稳定，同时通过可降解反光层的使用，增加作物的光照强度，促进作物光合作用，并且由于除草涂层的使用，还可以抑制杂草生长，削弱杂草对营养物质的竞争能力，进而对作物的生长以及产量均产生较大的促进作用。
2.技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种高强度多功能可降解地膜，包括按照质量份计的以下配料：丙烯酸改性聚乳酸20-30份、聚丁二酸丁二醇酯10-15份、聚谷氨酸10-18份、改性胶原蛋白5-10份、水杨酸苯酯1-1.5份、羟甲基纤维素钠1-1.5份、纳米氮化硅0.1-0.3份、顺丁烯二酸酐1-3份、亚磷酸三苯酯1.5-2份、芥酸酰胺0.2-0.5份、植物纤维3-5份、聚己内酯15-20份、聚己二酸-丁二醇酯15-20份。
进一步的，所述植物纤维包括种子纤维和叶纤维，且二者加入比例为1：0.2-0.3，种子纤维相较于叶纤维，其韧性和粗糙度相对较差，加入部分叶纤维可以有效增加本可降解地膜的拉伸强度，当叶纤维比例过多时，易造成制成的可降解地膜的拉伸轻度强度过大，影响其降解速率，另一方面没能及时降解的地膜容易对作物后期的生长造成影响。
进一步的，所述可降解地膜包括上膜层和下膜层，所述上膜层和下膜层相互靠近的一端通过不连续的胶封覆合连接，且下膜层位于上膜层下方，所述上膜层和下膜层之间填充有除草涂层，一般在地膜铺设一段时间后，上膜层和下膜层的降解速率加大，除草药剂会通过地膜微孔或缝隙渗入到地表，可抑制地膜降解后农田杂草生长。
进一步的，所述上膜层上表面喷涂有多块均匀分布的可降解反光层，所述可降解反光层的颜色为银色，银色具有很好的反光效果，使得本可降解地膜在使用过程中，能够反射光线，反射的光线自下而上，可以照射到作物的背面，增加了作物的受光面积，相较于现有技术中的地膜，作物只能接受来自上方的光线，本可降解地膜能够有效促进作物的光合作用。
进一步的，所述除草涂层为低毒除草剂，可以增加其与操作者接触时的安全性。
进一步的，所述可降解反光层厚度为0.1-0.2mm，可降解反光层厚度太薄，容易导致其透光性增强，导致反光性降低，可降解反光层厚度太厚，当本降解地膜卷成筒状时，可降解反光层容易对其周围的上膜层产生一个拉扯力，导致地膜易破裂，且多个可降解反光层的总的表面积与上膜层的上表面积的1/3-1/2，可降解反光层总的表面积过大，易导致由于上膜层受到光线的面积不够，而使得上膜层光解速率降低，进而影响本可降解地膜整体的降解效率，可降解反光层总的表面积过小，易导致其反光作用较小，使其对作物光合作用的促进作用不明显。
一种高强度多功能可降解地膜，其加工方法包括以下步骤：
S1、首先将各配料放入高速混合机中，进行搅拌直至均匀混合，然后通过双螺杆挤出机挤出造粒，吹塑成膜，制成上膜层；
S2、重复步骤一，制备得到下膜层；
S3、上层膜(11)和下膜层(12)吹制过程中，中间涂设除草涂层(2)，然后将上层膜(11)和下膜层(12)进行不连续胶封复合；
S4、在上膜层(11)上表面吹制过程中喷涂多块均匀分布的可降解反光层(3)。
进一步的，所述S1中上膜层在制备时还加入有光敏剂以及纤维二糖和葡萄糖的混合物，且两者之间的加入比例为1：0.5-0.8，由于上膜层位于上方，其会直接接受到光线，因而上膜层中加入的光敏剂相较于纤维二糖和葡萄糖的混合物多，便于上膜层进行光解，从而从上方加快了本可降解地膜的降解速率。
进一步的，所述S2中下膜层在制备时同样加入光敏剂以及纤维二糖和葡萄糖的混合物，且两者之间的加入比例为1：2-3，下膜层位于下方，会大面积的直接与土壤中的微生物接触，因而加入的纤维二糖和葡萄糖的混合物相较于光敏剂要多，纤维二糖和葡萄糖的混合物可以被微生物的细胞利用，从而引诱更多的微生物对下膜层进行分解，从而从下方加快了本可降解地膜的降解速率。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
(1)本方案可以通过添加植物纤维、光敏剂和纤维二糖和葡萄糖的混合物，一方面可以增加本可降解地膜的拉伸强度，从而降低本可降解地膜的意外破裂的概率，从而提高本可降解地膜的质量，另一方面，通过上膜层和下膜层中光敏剂和纤维二糖和葡萄糖的混合物的不同配比，在本可降解地膜在实际过程中，可以实现从上下两侧同时进行降解，显著性的增加了降解速率，同时通过可降解反光层的使用，使得作物朝向下侧的叶片也能接受到光线，从而促进了作物整体的光合作用，并且由于除草涂层的使用，还可以抑制杂草生长，削弱杂草对营养物质的竞争能力，进而对作物的生长以及产量均产生较大的促进作用。
(2)植物纤维包括种子纤维和叶纤维，且二者加入比例为1：0.2-0.3，种子纤维相较于叶纤维，其韧性和粗糙度相对较差，加入部分叶纤维可以有效增加本可降解地膜的拉伸强度，当叶纤维比例过多时，易造成制成的可降解地膜的拉伸轻度强度过大，影响其降解速率，另一方面没能及时降解的地膜容易对作物后期的生长造成影响。
(3)可降解地膜包括上膜层和下膜层，上膜层和下膜层相互靠近的一端通过不连续的胶封覆合连接，且下膜层位于上膜层下方，上膜层和下膜层之间填充有除草涂层，在地膜铺设一段时间后，上膜层和下膜层的降解速率会增加，除草涂层具有地膜降解后抑制农田在草作用。
(4)除草涂层为低毒除草剂，可以增加其与操作者接触时的安全性。
(5)上膜层上表面喷涂有多块均匀分布的可降解反光层，可降解反光层的颜色为银色，银色具有很好的反光效果，使得本可降解地膜在使用过程中，能够反射光线，反射的光线自下而上，可以照射到作物的背面，增加了作物的受光面积，并具有趋避害虫的作用。
(6)可降解反光层厚度为0.1-0.2mm，可降解反光层厚度太薄，导致反光性降低，可降解反光层厚度太厚，当本降解地膜卷成筒状时，可降解反光层容易对其周围的上膜层产生一个拉扯力，导致地膜易破裂，且多个可降解反光层的总的表面积与上膜层的上表面积的1/3-1/2，可降解反光层总的表面积过大，易导致由于上膜层受到光线的面积不够，而使得上膜层光解速率降低，进而影响本可降解地膜整体的降解效率，可降解反光层总表面积过小，易导致其反光作用较小，使其对作物光合作用的促进作用不明显。
(7)S1中上膜层在制备时还加入有光敏剂以及纤维二糖和葡萄糖的混合物，且两者之间的加入比例为1：0.5-0.8，由于上膜层位于上方，其会直接接受到光线，因而上膜层中加入的光敏剂相较于纤维二糖和葡萄糖的混合物多，便于上膜层进行光解，从而从上方加快了本可降解地膜的降解速率。
(8)S2中下膜层在制备时同样加入光敏剂以及纤维二糖和葡萄糖的混合物，且两者之间的加入比例为1：2-3，下膜层位于下方，会大面积的直接与土壤中的微生物接触，因而加入的纤维二糖和葡萄糖的混合物相较于光敏剂要多，纤维二糖和葡萄糖的混合物可以被微生物的细胞利用，从而引诱更多的微生物对下膜层进行分解，从而从下方加快了本可降解地膜的降解速率。
附图说明
图1为本发明的可降解地膜的截面的结构示意图；
图2为本发明的立体的结构示意图；
图3为本发明的下膜层正面的结构示意图；
图4为本发明的主要的流程框图。
图中标号说明：
11上膜层、12下膜层、2除草涂层、3可降解反光层。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例；而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例；都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
一种高强度多功能可降解地膜，包括按照质量份计的以下配料：丙烯酸改性聚乳酸20份、聚丁二酸丁二醇酯10份、聚谷氨酸10份、改性胶原蛋白5份、水杨酸苯酯1份、羟甲基纤维素钠1份、纳米氮化硅0.1份、顺丁烯二酸酐1份、亚磷酸三苯酯1.5份、芥酸酰胺0.2份、植物纤维3份、聚己内酯15份、聚己二酸-丁二醇酯15份。
实施例2：
一种高强度多功能可降解地膜，包括按照质量份计的以下配料：丙烯酸改性聚乳酸25份、聚丁二酸丁二醇酯12份、聚谷氨酸15份、改性胶原蛋白7份、水杨酸苯酯1.2份、羟甲基纤维素钠1.2份、纳米氮化硅0.2份、顺丁烯二酸酐2份、亚磷酸三苯酯1.8份、芥酸酰胺0.3份、植物纤维5份、聚己内酯20份、聚己二酸-丁二醇酯20份。
实施例3：
一种高强度多功能可降解地膜，包括按照质量份计的以下配料：丙烯酸改性聚乳酸30份、聚丁二酸丁二醇酯15份、聚谷氨酸18份、改性胶原蛋白10份、水杨酸苯酯1.5份、羟甲基纤维素钠1.5份、纳米氮化硅0.3份、顺丁烯二酸酐3份、亚磷酸三苯酯2份、芥酸酰胺0.5份、植物纤维4份、聚己内酯18份、聚己二酸-丁二醇酯18份。
以上各配料的量仅仅为其中一个实施例，在实际操作中，可以根据需要选择最优的配料的量进行生产本可降解地膜。
植物纤维包括种子纤维和叶纤维，且二者加入比例为1：0.25，种子纤维相较于叶纤维，其韧性和粗糙度相对较差，加入部分叶纤维可以有效增加本可降解地膜的拉伸强度，当叶纤维比例过多时，易造成制成的可降解地膜的拉伸轻度强度过大，影响其降解速率，另一方面没能及时降解的地膜容易对作物后期的生长造成影响。
请参阅图1，可降解地膜包括上膜层11和下膜层12，请参阅图3，上膜层11和下膜层12相互靠近的一端通过不连续的胶封覆合连接，且下膜层12位于上膜层11下方，上膜层11和下膜层12之间填充有除草涂层2，在地膜铺设一段时间后，上膜层11和下膜层12的降解速率会增加，刚好此时作物不需要地膜的保护，此时除草涂层2会漏出落在地上，当除草涂层2溶化渗入到地面时，可以有效抑制杂草的生长，从而削弱杂草对营养物质的竞争能力，从而促进农作物的生长，在使用时下膜层12朝向地面，上膜层11朝向上方。
请参阅图2，上膜层11上表面涂设有多块均匀分布的可降解反光层3，可降解反光层3的颜色为银色，银色具有很好的反光效果，使得本可降解地膜在使用过程中，能够反射光线，反射的光线自下而上，可以照射到作物的背面，增加了作物的受光面积，相较于现有技术中的地膜，作物只能接受来自上方的光线，本可降解地膜能够有效促进作物的光合作用，可降解反光层3厚度为0.2mm，可降解反光层3厚度太薄，容易导致其透光性增强，导致反光性降低，可降解反光层3厚度太厚，当本降解地膜卷成筒状时，可降解反光层3容易对其周围的上膜层11产生一个拉扯力，导致地膜易破裂，且多个可降解反光层3的总的表面积与上膜层11的上表面积的1/3-1/2，可降解反光层3总的表面积过大，易导致由于上膜层11受到光线的面积不够，而使得上膜层11光解速率降低，进而影响本可降解地膜整体的降解效率，可降解反光层3总的表面积过小，易导致其反光作用较小，使其对作物光合作用的促进作用不明显。
请参阅图3-4，一种高强度多功能可降解地膜，其加工方法包括以下步骤：
S1、首先将各配料放入高速混合机中，进行搅拌直至均匀混合，然后通过双螺杆挤出机挤出造粒，吹塑成膜，制成上膜层11；
S2、重复步骤一，制备得到下膜层12；
S3、上层膜11和下膜层12吹制过程中，中间涂设除草涂层2，然后将上层膜11和下膜层12进行不连续胶封复合；
S4、在上膜层11上表面吹制过程中喷涂多块均匀分布的可降解反光层3。
S1中上膜层11在制备时还加入有光敏剂以及纤维二糖和葡萄糖的混合物，且两者之间的加入比例为1：0.6，由于上膜层11位于上方，其会直接接受到光线，因而上膜层11中加入的光敏剂相较于纤维二糖和葡萄糖的混合物多，便于上膜层11进行光解，从而从上方加快了本可降解地膜的降解速率；S2中下膜层12在制备时同样加入光敏剂以及纤维二糖和葡萄糖的混合物，且两者之间的加入比例为1：2.5，下膜层12位于下方，会大面积的直接与土壤中的微生物接触，因而加入的纤维二糖和葡萄糖的混合物相较于光敏剂要多，纤维二糖和葡萄糖的混合物可以被微生物的细胞利用，从而引诱更多的微生物对下膜层12进行分解，从而从下方加快了本可降解地膜的降解速率。
可以通过添加植物纤维、光敏剂和纤维二糖和葡萄糖的混合物，一方面可以增加本可降解地膜的拉伸强度，从而降低本可降解地膜的意外破裂的概率，从而提高本可降解地膜的质量，另一方面，通过上膜层11和下膜层12中光敏剂和纤维二糖和葡萄糖的混合物的不同配比，在本可降解地膜在实际过程中，可以实现从上下两侧同时进行降解，显著性的增加了降解速率，同时通过可降解反光层3的使用，使得作物朝向下侧的叶片也能接受到光线，从而促进了作物整体的光合作用，并且由于除草涂层2的使用，还可以抑制杂草生长，削弱杂草对营养物质的竞争能力，进而对作物的生长以及产量均产生较大的促进作用。
以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种高强度多功能可降解地膜，其特征在于：包括按照质量份计的以下配料：丙烯酸改性聚乳酸20-30份、聚丁二酸丁二醇酯10-15份、聚谷氨酸10-18份、改性胶原蛋白5-10份、水杨酸苯酯1-1.5份、羟甲基纤维素钠1-1.5份、纳米氮化硅0.1-0.3份、顺丁烯二酸酐1-3份、亚磷酸三苯酯1.5-2份、芥酸酰胺0.2-0.5份、植物纤维3-5份、聚己内酯15-20份、聚己二酸-丁二醇酯15-20份。
2.根据权利要求1所述的一种高强度多功能可降解地膜，其特征在于：所述植物纤维包括种子纤维和叶纤维，且二者加入比例为1：0.2-0.3。
3.根据权利要求1所述的一种高强度多功能可降解地膜，其特征在于：所述可降解地膜包括上膜层(11)和下膜层(12)，所述上膜层(11)和下膜层(12)相互靠近的一端通过不连续的胶封复合连接，且下膜层(12)位于上膜层(11)下方，所述上膜层(11)和下膜层(12)之间涂设有除草涂层(2)。
4.根据权利要求3所述的一种高强度多功能可降解地膜，其特征在于：所述除草涂层(2)由低毒除草剂制成。
5.根据权利要求3所述的一种高强度多功能可降解地膜，其特征在于：所述上膜层(11)上表面涂设有多块均匀分布的可降解反光层(3)，所述可降解反光层(3)的颜色为银色。
6.根据权利要求6所述的一种高强度多功能可降解地膜，其特征在于：所述可降解反光层(3)厚度为0.1-0.2mm，且多个可降解反光层(3)的总表面积是上膜层(11)上表面积的1/3-1/2。
7.根据权利要求1所述的一种高强度多功能可降解地膜，其特征在于：其加工方法包括以下步骤：
S1、首先将各配料放入高速混合机中，进行搅拌直至均匀混合，然后通过双螺杆挤出机挤出造粒，吹塑成膜，制成上膜层(11)；
S2、重复步骤一，制备得到下膜层(12)；
S3、上层膜(11)和下膜层(12)吹制过程中，中间涂设除草涂层(2)，然后将上层膜(11)和下膜层(12)进行不连续胶封复合；
S4、在上膜层(11)上表面吹制过程中喷涂多块均匀分布的可降解反光层(3)。
8.根据权利要求7所述的一种高强度多功能可降解地膜及其加工方法，其特征在于：所述S1中上膜层(11)在制备时还加入有光敏剂以及纤维二糖和葡萄糖的混合物，且两者之间的加入比例为1：0.5-0.8。
9.根据权利要求7所述的一种高强度多功能可降解地膜及其加工方法，其特征在于：所述S2中下膜层(12)在制备时同样加入光敏剂以及纤维二糖和葡萄糖的混合物，且两者之间的加入比例为1：2-3。
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