一种木薯淀粉基液体地膜的制备方法

本发明提供了一种生物可降解液体地膜的制备方法，属于农业地膜。

背景技术：

1、我国自古以来都是农业大国，如今中国农作物总种植面积已达到25亿亩，其中蔬菜和果树的种植需要地膜保护。而我国蔬菜种植总面积约3.22亿亩，占农作物总种植面积约12.8％，果园面积近2亿亩，占全国农作物总种植面积中比重约7.56％。

2、自我国引入农业地膜，聚乙烯(pe)地膜迅速在全国广泛推广应用，地膜覆盖作物对农业节水和增产效果是十分显著的，它可以让作物水分利用效率和产量分别提高30％左右，为农产品增产增收，保障粮食安全、蔬菜周年供应等做出巨大贡献，每年在国内产生直接经济效益1200亿—1400亿元。

3、为解决传统pe地膜使用带来的回收和降解问题，科研人员尝试以各种生物基可降解材料为基制备地膜代替pe地膜，如pbat、pla、pbs等地膜。这些地膜都具有优异的可降解性能和环境友好特性。但是碍于成本或生产工艺都难以推广。

4、其中淀粉类可降解地膜仅需简易的生产工艺。而且木薯被我国政府定义为非粮能源作物，被称为“淀粉之王”。2022年我国木薯淀粉产量约为22万吨，主要用于变性淀粉、酒精、饲料等，较少食用，因而成本低廉。但淀粉类可降解地膜致命缺陷是降解时间较快，货架期很短，难以进行商业化。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提供了一种以木薯淀粉为基本原料的生物可降解液体地膜的制备方法，该方法制备工艺简单，原料易得，货架期长，可调控降解时间，制成的地膜具有保温、保湿和保苗性能。

2、本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案具体如下：

3、一种木薯淀粉基液体地膜的制备方法，包括如下步骤：

4、(1)将正硅酸乙酯、乙醇、去离子水和0.8-1.2mol/l的盐酸配置成正硅酸水解液，在室温下搅拌至完全水解，得到作为交联剂的硅溶胶；所述正硅酸乙酯与乙醇、水和盐酸的质量比为25～55：23：9：0.08～0.2；

5、(2)将木薯淀粉加入硅溶胶中，二者质量比为8～15：100，搅拌混合，得到含有交联剂的淀粉溶液；

6、(3)将羧甲基纤维素和碳化二亚胺加入到含有交联剂的淀粉溶液中，其中羧甲基纤维素：碳化二亚胺：淀粉溶液的质量比为9～15：0.009～0.015：1000，搅拌混合均匀得到乳液，即为木薯淀粉基液体地膜。

7、作为优选，步骤(1)中，先配置乙醇和水混合液，再加入正硅酸乙酯，再加入盐酸，搅拌混合后室温下水解1-2小时。

8、作为优选，步骤(1)中，盐酸浓度为1mol/l。

9、作为优选，步骤(2)所述的木薯淀粉为工业级淀粉。

10、作为优选，步骤(2)所述的搅拌混合得到淀粉溶液，是指将木薯淀粉加入硅溶胶并搅拌至淀粉完全溶解，在搅拌的同时发生交联，构成网络状结构，形成均一稳定的混合物。

11、作为优选，步骤(3)所述的搅拌混合是将加入羧甲基纤维素和碳化二亚胺的淀粉混合液通过均质机分散均匀，使碳化二亚胺在室温下催化淀粉和羧甲基纤维素，两者开始发生酯化反应，并放置1-1.5小时使得混合乳液充分反应形成微交联结构。

12、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

13、(1)本发明制得的地膜乳液易喷洒易使用，单人通过喷雾器即可方便快捷在大范围田地表面快速形成一层薄膜。本发明制备的淀粉基地膜可以帮助保持土壤湿润，降低水分蒸发和雨水流失，维持地表温度，减少土壤热量流失。

14、(2)本发明的液体地膜乳液合成成本低廉、配方简单、工艺便捷，可在各地即配即用。

15、(3)本发明的液体地膜作为一次性地膜，无添加不可降解的助剂，是完全可生物降解的材料，减少田地中的塑料污染，符合国家政策要求。

技术特征：

1.一种木薯淀粉基液体地膜的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，先配置乙醇和水混合液，再加入正硅酸乙酯，再加入盐酸，搅拌混合后室温下水解1-2小时。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，盐酸浓度为1mol/l。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)所述的搅拌混合得到淀粉溶液，是指将木薯淀粉加入硅溶胶并搅拌至淀粉完全溶解，在搅拌的同时发生交联，构成网络状结构，形成均一稳定的混合物。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(3)所述的搅拌混合是将加入羧甲基纤维素和碳化二亚胺的淀粉混合液通过均质机分散均匀，并放置1-1.5小时使得混合乳液充分反应形成微交联结构。

技术总结
本发明公开了一种木薯淀粉基液体地膜的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：(1)将正硅酸乙酯、乙醇、去离子水和0.8‑1.2mol/L的盐酸配置成正硅酸水解液，在室温下搅拌至完全水解，得到作为交联剂的硅溶胶；(2)将木薯淀粉加入硅溶胶中，搅拌混合，得到含有交联剂的淀粉溶液；(3)将羧甲基纤维素和碳化二亚胺加入到含有交联剂的淀粉溶液中，搅拌混合均匀得到乳液，即为木薯淀粉基液体地膜。本发明制得的地膜乳液易喷洒易使用，可以帮助保持土壤湿润，降低水分蒸发和雨水流失，维持地表温度，减少土壤热量流失。

技术研发人员：冯杰,汪君杭,涂书画
受保护的技术使用者：浙江工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24