本发明涉及环保材料技术领域，特别是涉及一种可降解盖土抑尘网及其制备方法。
背景技术：
在建筑工地、露天散堆料场及其他用途的裸露空地上，由于风力的作用，会产生大量的细微粉尘颗粒，对大气造成污染。在某些城市或地区，扬尘颗粒物已成为空气中pm2.5和pm10污染的主要来源。国内常见的控制扬尘的手段是较传统的洒水扬尘，此方法需要使用大量水，而且有效持续时间短。与洒水扬尘相比，在地面上大面积覆盖抑尘网可有效起到防风防尘、加固堆料的作用，可节省水资源，且长期有效。但是目前抑尘网通常是由聚乙烯、聚丙烯或回收塑料等材料制成，在使用过程中经过长期的风吹日晒和昼夜温差变化后，容易破碎，碎片不易降解，形成大量塑料污染，给城市环保造成较大压力，而且如果埋入土中可能会污染地下水资源。
聚乳酸纤维是生物可降解的新型绿色纤维，聚乳酸产品在土壤或水中微生物的作用下可自然降解为二氧化碳和水，具有良好的环保效应。但是纯聚乳酸是一种半结晶的高聚物，结晶率低，加工热稳定性差，纯聚乳酸制品的韧性和耐久性较差，成本高。如果采用聚乳酸作为制备盖土抑尘网的原料，在建筑工地等场景使用时，容易刮破或磨破而导致性能不佳或寿命较短。
技术实现要素：
本发明就是针对上述存在的缺陷而提供一种可降解的盖土抑尘网。本发明要解决的技术问题是聚乳酸盖土抑尘网的韧性和耐久性较差，成本高。
本发明的技术方案为一种可降解盖土抑尘网，其制备原料至少包括以下组分：
聚乳酸65-75份；
蔗渣纤维0.5-3份；
亚麻纤维1-3份；
色母粒1-3份；
碳酸钙1-5份；
其中，上述份数为重量份数。
优选地，其制备原料至少包括以下组分：
聚乳酸70份；
蔗渣纤维1.5份；
亚麻纤维2份；
色母粒2份；
碳酸钙3份；
上述份数为重量份数。
具体而言，所述可降解盖土抑尘网的克重为40-220克/平方米，网孔密度为350-2200目/100平方厘米。
本发明还提供一种制备可降解盖土抑尘网的方法，包括以下步骤：
（1）蔗渣洗净后置于氢氧化钠溶液中搅拌，之后水洗至ph7并干燥，制成待用蔗渣纤维；将亚麻纤维浆板粉碎，经过硫酸盐法蒸煮，之后水洗至ph7并干燥，制成待用亚麻纤维；
（2）将65-75份聚乳酸与0.5-3份蔗渣纤维、1-3份亚麻纤维、1-3份色母粒和1-5份碳酸钙在混合机中混合均匀，得到混合料；
（3）将上述混合料置于螺杆挤出机中进行熔融纺丝，得到聚乳酸纤维丝，并对所得聚乳酸纤维丝进行热拉伸，冷却定型；
（4）使用制网机将所得聚乳酸纤维丝编织成网，得到所述可降解盖土抑尘网。
在步骤（1）中，将蔗渣以1:25的比例置于1%氢氧化钠溶液中，于85℃恒温水浴中搅拌2小时。对于硫酸盐法蒸煮，以氢氧化钠计，总碱用量相当于亚麻纤维原料重量的15-18%，硫化度18-23%，液比为1:5.5-1：3.5，最高温度为152℃-165℃，升温时间120-160分钟，保温时间80-130分钟。
在步骤（3）中，熔融纺丝的温度为190-220℃，纺丝速率为1600-1700m/min，热拉伸的温度为110-150℃，拉伸倍数为4.5-6.7倍，冷却定型的方式为风冷或水冷。
本发明的有益效果如下：
1、因为碱可与木质素反应，经过碱处理的蔗渣木质素含量降低，纤维素和半纤维素含量上升，比表面积增大，纤维表面变粗糙，有效提高蔗渣纤维与聚乳酸之间的界面相容性。聚乳酸能够完全浸润蔗渣纤维表面，产生强界面粘结力。在受到外界作用力时，蔗渣纤维作为应力集中点，通过良好的界面粘结将应力分散至聚乳酸，显著提高纤维强度，从而可增强聚乳酸制品的拉伸强度和冲击强度。
2、氢氧化钠处理溶解了亚麻纤维表面的木质素、果胶及蜡质等杂质，使亚麻纤维表面附着物减少，更紧密地以填料的形式填充在聚乳酸之中。在熔融纺丝过程中，亚麻纤维促使混合料出现重结晶，提高结晶率，且亚麻纤维降低了聚乳酸分子的热运动能力，减少聚乳酸大分子链由于升温而运动的趋势，因此提高加工热稳定性。另外，亚麻纤维与聚乳酸纤维之间互相重叠，形成连续相，能更有效地进行应力传递。因此，亚麻纤维的加入显著提高聚乳酸制品的韧性和断裂强度。
3、蔗渣纤维与亚麻纤维之间也存在相互作用，产生协同效应，显著提高纤维之间的界面相容性和粘合力，从而增强混合纤维的强度，提高产品力学性能，增加聚乳酸盖土抑尘网的耐久性，减少使用中的破裂风险。而且蔗渣是制糖业的副产物，亚麻纤维来自造纸业，二者价格低廉，可降低聚乳酸产品的成本。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面用具体实例来详细说明本发明的技术方案，但是本发明并不局限于此。
材料与设备
聚乳酸：聚左旋乳酸(plla)，深圳市光华伟业实业有限公司
蔗渣：广西贵糖集团股份有限公司
亚麻纤维浆板：黑龙江凯丰纸业有限公司
色母粒：宁波色母粒有限公司
碳酸钙：东南新材料股份有限公司
螺杆挤出机：ht-te20双螺杆挤出机，东莞市厚天精密仪器有限公司
制网机：svp制网机，东莞市燿安塑胶机器有限公司
实施例１
本实施例提供一种可降解盖土抑尘网，其制备原料至少包括以下组分：
聚乳酸66份；
蔗渣纤维1.5份；
亚麻纤维1.5份；
色母粒1份；
碳酸钙1.5份；
上述份数为重量份数。
所述可降解盖土抑尘网的克重为60克/平方米，网孔密度为400目/100平方厘米。
上述可降解盖土抑尘网是通过以下方法来制备。
（1）蔗渣洗净后，以1:25的比例置于1%氢氧化钠溶液中，于85℃恒温水浴中搅拌2小时，之后用蒸馏水洗至ph7并干燥，制成待用蔗渣纤维。将亚麻纤维浆板粉碎，经过硫酸盐法蒸煮，之后水洗至ph7并干燥，制成待用亚麻纤维。硫酸盐法蒸煮的具体要求如下：以氢氧化钠计，总碱用量相当于亚麻纤维原料重量的16%，硫化度19%，液比为1:4，最高温度为154℃，升温时间125分钟，保温时间85分钟。
（2）将聚乳酸、蔗渣纤维、亚麻纤维、色母粒和碳酸钙按上述比例加入混合机中混合均匀，得到混合料。
（3）将上述混合料置于螺杆挤出机中进行熔融纺丝，熔融纺丝的温度为190℃，纺丝速率为1600m/min，得到聚乳酸纤维丝，在115℃下对所得聚乳酸纤维丝进行热拉伸，拉伸倍数为4.7倍，之后静置垂放冷风冷却定型。
（4）使用制网机将所得聚乳酸纤维丝编织成可降解盖土抑尘网产品a。
实施例2
本实施例提供一种可降解盖土抑尘网，其制备原料至少包括以下组分：
聚乳酸74份；
蔗渣纤维2份；
亚麻纤维1.2份；
色母粒2份；
碳酸钙3份；
上述份数为重量份数。
所述可降解盖土抑尘网的克重为220克/平方米，网孔密度为2100目/100平方厘米。
上述可降解盖土抑尘网是通过以下方法来制备。
（1）蔗渣洗净后，以1:25的比例置于1%氢氧化钠溶液中，于85℃恒温水浴中搅拌2小时，之后用蒸馏水洗至ph7并干燥，制成待用蔗渣纤维。将亚麻纤维浆板粉碎，经过硫酸盐法蒸煮，之后水洗至ph7并干燥，制成待用亚麻纤维。硫酸盐法蒸煮的具体要求如下：以氢氧化钠计，总碱用量相当于亚麻纤维原料重量的18%，硫化度22%，液比为1:5.3，最高温度为164℃，升温时间155分钟，保温时间125分钟。
（2）将聚乳酸、蔗渣纤维、亚麻纤维、色母粒和碳酸钙按上述比例加入混合机中混合均匀，得到混合料。
（3）将上述混合料置于螺杆挤出机中进行熔融纺丝，熔融纺丝的温度为220℃，纺丝速率为1700m/min，得到聚乳酸纤维丝，在150℃下对所得聚乳酸纤维丝进行热拉伸，拉伸倍数为6.5倍，之后静置垂放冷风冷却定型。
（4）使用制网机将所得聚乳酸纤维丝编织成可降解盖土抑尘网产品b。
比较实施例1
本实施例提供一种可降解盖土抑尘网，其制备原料至少包括以下组分：
聚乳酸75份；
色母粒2份；
碳酸钙3份；
上述份数为重量份数。
所述可降解盖土抑尘网的克重为210克/平方米，网孔密度为500目/100平方厘米。
上述可降解盖土抑尘网是通过以下方法来制备。
（1）将聚乳酸、色母粒和碳酸钙按上述比例加入混合机中混合均匀，得到混合料。
（2）将上述混合料置于螺杆挤出机中进行熔融纺丝，熔融纺丝的温度为188℃，纺丝速率为1700m/min，得到聚乳酸纤维丝，在140℃下对所得聚乳酸纤维丝进行热拉伸，拉伸倍数为5.0倍，之后静置垂放冷风冷却定型。
（3）使用制网机将所得聚乳酸纤维丝编织成可降解盖土抑尘网产品c。
比较实施例2
本实施例提供一种可降解盖土抑尘网，其制备原料至少包括以下组分：
聚乳酸75份；
蔗渣纤维1.5份；
色母粒2份；
碳酸钙3份；
上述份数为重量份数。
所述可降解盖土抑尘网的克重为210克/平方米，网孔密度为1000目/100平方厘米。
上述可降解盖土抑尘网是通过以下方法来制备。
（1）蔗渣洗净后，以1:25的比例置于1%氢氧化钠溶液中，于85℃恒温水浴中搅拌2小时，之后用蒸馏水洗至ph7并干燥，制成待用蔗渣纤维。
（2）将聚乳酸、蔗渣纤维、色母粒和碳酸钙按上述比例加入混合机中混合均匀，得到混合料。
（3）将上述混合料置于螺杆挤出机中进行熔融纺丝，熔融纺丝的温度为190℃，纺丝速率为1650m/min，得到聚乳酸纤维丝，在135℃下对所得聚乳酸纤维丝进行热拉伸，拉伸倍数为5.5倍，之后静置垂放冷风冷却定型。
（4）使用制网机将所得聚乳酸纤维丝编织成可降解盖土抑尘网产品d。
比较实施例3
本实施例提供一种可降解盖土抑尘网，其制备原料至少包括以下组分：
聚乳酸75份；
亚麻纤维1.5份；
色母粒2份；
碳酸钙3份；
上述份数为重量份数。
所述可降解盖土抑尘网的克重为220克/平方米，网孔密度为2000目/100平方厘米。
上述可降解盖土抑尘网是通过以下方法来制备。
（1）将亚麻纤维浆板粉碎，经过硫酸盐法蒸煮，之后水洗至ph7并干燥，硫酸盐法蒸煮的具体要求如下：以氢氧化钠计，总碱用量相当于亚麻纤维原料重量的17%，硫化度22%，液比为1:5.0，最高温度为158℃，升温时间150分钟，保温时间120分钟。
（2）将聚乳酸、亚麻纤维、色母粒和碳酸钙按上述比例加入混合机中混合均匀，得到混合料。
（3）将上述混合料置于螺杆挤出机中进行熔融纺丝，熔融纺丝的温度为195℃，纺丝速率为1700m/min，得到聚乳酸纤维丝，在145℃下对所得聚乳酸纤维丝进行热拉伸，拉伸倍数为4.8倍，之后静置垂放冷风冷却定型；
（3）使用制网机将所得聚乳酸纤维丝编织成可降解盖土抑尘网产品e。
力学性能比较
对上述实施例获得的产品a至e进行测试，并比较结果。
1、拉伸性能测试
使用yg(b)021h型化纤长丝电子单纱强力机（西安精大检测设备有限公司）进行测试，测试条件为：每块试样的有效宽度为50毫米，夹持距离220毫米，拉伸速度设为20毫米/分钟，每个样品测10次。
结果
产品a拉伸强度为72.67mpa，断裂伸长率为3.4%；
产品b拉伸强度为75.14mpa，断裂伸长率为3.6%；
产品c拉伸强度为56.38mpa，断裂伸长率为2.1%；
产品d拉伸强度为58.83mpa，断裂伸长率为2.4%；
产品e拉伸强度为57.44mpa，断裂伸长率为2.3%。
2、耐磨性测试
采用马丁代尔耐磨仪（标准集团（香港）有限公司）进行测试，夹持器与磨台相对运动速度：40r/分钟，样品为圆形，直径为50毫米。
结果
产品a的耐磨性为2.77f/tex；
产品b的耐磨性为2.82f/tex；
产品c的耐磨性为2.08f/tex；
产品d的耐磨性为2.15f/tex；
产品e的耐磨性为2.23f/tex。
根据上述实验结果可见，对于通过本发明方法以聚乳酸纤维混合蔗渣纤维和亚麻纤维为原料制备的盖土抑尘网，各项力学性能不仅显著高于纯聚乳酸制品，而且蔗渣纤维和亚麻纤维产生了协同作用，在所测试各项指标中发生的改进远大于单独添加蔗渣纤维或亚麻纤维造成的改进之和。
因此，本发明的盖土抑尘网不仅可降解，具有重要的环保意义，而且适用于建筑工地、散料堆放场、煤场等场景，寿命更长，耐久性更强。
本发明的上述实施例仅为较佳实施例，并非对本发明的范围加以任何限制。本领域的普通技术人员可根据上述实施例领会本发明的精神，并做出多种不同修改和变化。在不脱离本发明的精神的情况下，所有该等修改和变化都在本发明的保护范围内。