一种可降解多功能农用地膜的制作方法

本发明具体涉及一种可降解多功能农用地膜，属于薄膜领域。
背景技术：
：地膜作为塑料材料的一类，在现代农业中起着重要的作用，如：预防杂草生长、防止水分蒸发和水土流失、保持土壤温度等。地膜能够有效地提高作物的产量，目前已被广泛应用到作物的早期育苗和生长中，有着“农业白色革命”的称号。随着地膜产量的逐年增加以及覆盖面积的逐年扩大，在给农业带来增收、增产的同时，也给农业带来了严重的白色污染。我国农业使用的农膜最早是聚氯乙烯膜，然后又逐步发展到了线性低密度聚乙烯和低密度聚乙烯膜。上述高分子材料的分子结构稳定，极难降解。有研究表明，残膜长期残留在土壤中会造成土壤板结，阻塞根系对水分的吸收进而导致农作物的减产，甚至牲畜误食而造成的死亡。木质素是天然高分子物质，在自然界中广泛存在。木质素分子结构中含有的官能团主要有醇羟基、酚羟基、甲氧基、羧基、苯基等。因其具有较好的耐热性、对uv高吸收性等特点，现有技术通常将其混合到不同种类的高分子物质中，从而改变聚合物材料的性质。木质素在自然环境中可以自然降解，因此也是现有可降解塑料的重要原料之一。但由于木质素分子间存在强烈的氢键作用力，这使其在高分子树脂中的均匀分散性和相容性均不理想。现有技术中已有添加增塑剂或增容剂以改善分散性和相容性的报道，但研究多限于木质素-eva体系。参考文献：[1]蔡洪江,司马义.努尔拉,张苏莉,杨家龙.农用地膜自然老化与人工老化相关性研究[j].新疆农业科学.2010,47(8):1580-1583[2]黎先发.木质素-eva扭矩流变性能试验研究[j].塑料工业.2005,33(8):42-46。技术实现要素：基于现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种促作物生长、可降解的高分子农用地膜。以木质素和聚乳酸为主要原料，添加不同种类的增塑剂，增加木质素-聚乳酸聚合体系的分散性和相容性，降低生产成本，提升产品质量。该地膜的生产原料还可添加肥料等活性物质，在实现地膜降解的同时，还起到缓释控肥的作用。为实现以上目的，本发明采用了如下技术方案：以质量份数计，本发明所述的农用地膜的原料包括：木质素5-20份，聚乳酸50-100份，活性物质1-5份，增塑剂1-10份，增容剂0-10份，光降解剂0-5份，偶联剂0-10份，分散剂0-15份。本发明所述的技术方案涉及的化学反应主要为：本发明所述的农用地膜制备工艺为：将工业木质素在60-90℃下真空干燥，预热螺杆挤出造粒机。按照设定比例，将木质素与聚乳酸、活性物质、增塑剂等物料进行搅拌混合，加入螺杆挤出造粒机中造粒，冷却切粒后在挤出吹膜设备中处置成膜。所述增塑剂选自乙二醇、甘油、季戊四醇、环氧大豆油、磷酸三甲苯酯、苯甲酸甲酯醚、硫酸十五烷基苯基酯、邻苯二甲酸二烷基酯等，其中，优选磷酸三甲苯酯、癸二酸二丁酯、柠檬酸三丁酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯，更优选磷酸三甲苯酯和/或邻苯二甲酸二辛酯，磷酸三甲苯酯和邻苯二辛酯的质量比为(1-10):(1-10)。按照农业领域的定义，能施用于土壤的，改善作物的营养状况，提高作物产量和品质，改善土壤性质，预防和治理作物病害的有机或无机物质，都可以作为本发明中所述的活性物质，用于制备所述的可降解农用地膜，例如可为肥料、抗菌剂、增氧剂、植物生长调节剂、杀虫/螨剂、除草剂等，从辅助促进地膜分解的角度出发，所述活性物质优选腐殖酸。本发明所述增容剂可选自二甲基硅氧烷-氧化乙烯两嵌段共聚物(pdms-b-peo)、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚乳酸(gma-g-pla)、聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯(pbat)等。所述偶联剂选自甲醛、戊二醛或硅烷偶联剂，例如kh550、kh560、kh570等。为提高地膜的透气性、加速地膜分解，优选添加光降解剂。所述光降解剂可选自乙烯和co的共聚物、乙烯酮共聚物、过渡金属盐或二苯甲酮等。为提高地膜的加工性能，优选增加分散剂。所述分散剂可选自淀粉、超细碳酸钙、滑石粉等。有益效果：本发明的可降解高分子农用地膜，原料易得，制备工艺简单，添加增塑剂，有效降低了生产难度。本发明的地膜不仅具有常规地膜的保温、保湿性能，在土壤中还易被降解，对环境伤害小。添加活性物质随着地膜的分解，被缓慢释放至土壤中，提高了有效成分的利用率，延长了作用时间，具有非常好的市场应用前景。附图说明：图1：一种可降解多功能农用地膜的在线制造装置示意图；图2：可降解多功能农用地膜降解前（a）后（b）的sem图。具体实施方式下面结合实施例对本发明作进一步地描述。本发明实施例中所使用的原料均来源于市售产品，所述份数均指质量份数。木质素和聚乳酸在投入生产前，均在真空干燥箱中干燥了24小时，干燥温度为80℃。实施例1取各原料按照预定比例进行搅拌预混，加入单螺杆挤出造粒机挤出成型，冷却切粒后在单螺杆挤出吹膜机中吹塑成膜，干燥。该制造工艺如图1所示。其中，造粒温度为145-150℃，吹膜温度为145-150℃。所述物料配比如下表所述：实施例2按照gb/t1040.1-2006/iso527-1:1993标准测试实施例1中样品1#-6#的断裂拉伸率。实验结果显示，相对于不添加增塑剂的薄膜，增塑剂的加入显著提高了薄膜的断裂拉伸率。其中，磷酸三甲苯酯、邻苯二甲酸二丁酯和邻苯二甲酸二辛酯的断裂拉伸率更高于季戊四醇和环氧大豆油，相对于不添加增塑剂的薄膜，分别提高了34.5%、22.6%和27.2%。实施例3向原料中加入腐殖酸和分散剂淀粉，其余配比同实施例1的样品3#，物料配比如下：编号木质素(份数)/聚乳酸切片(份数)腐殖酸(份数)磷酸三甲苯酯(份数)淀粉(份数)7#5/1003510将所得样品置于室温下ph=13的氢氧化钠水溶液中进行水解性能测试，并记录测试前样品的精准质量。经放置45天后，对样品进行水洗、真空干燥，再次称重。实验结果显示，样品7#的失重量为7%，即说明该样品已经开始降解。其中，采用质量损失法测定降解性能，具体公式为：dw=（w0－w）/w0×100%，其中，w0、w分别为降解前后薄膜的质量，dw为失重质量百分率。当前第1页12