本发明涉及农用薄膜的，具体涉及可降解的pbat地膜，提供了一种高水汽阻隔性、缓释除草的可降解地膜及制备方法。
背景技术：
1、农用地膜作为重要的农业生产物资，可以大大提高农作物产量。传统地膜主要是以ldpe、hdpe、pvc等为基体，不仅导致石油消耗量的增加，而且，这类材料难以在自然条件下发生降解，土壤中残膜逐年累积，对植物生长发育造成影响，因此，可降解地膜应运而生。
2、可降解地膜按照降解机理可分为光降解地膜、生物降解地膜、光-生物降解地膜等类型。生物降解地膜可在微生物的作用下被分解为co2、h2o以及矿化无机盐，最终参与生物代谢循环，因而在土壤中无残留，比如pbs、pla、pha、ppc、pbat等。
3、在可降解地膜材料中，pbat的全称为聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯，其兼具脂肪族聚酯和芳香族聚酯的性能优势，应用前景可观。然而，纯pbat薄膜的水汽阻隔性较差，无法满足地膜的使用要求，因而需要改性提高其水汽阻隔性能。
4、另外，杂草显著影响农作物的生长，对除草剂进行缓释控释处理，可减少施用频率，避免其在土壤中迅速降解，减少浪费，提高利用率并延长有效作用时间，将除草剂添加到地膜基体中是实现其缓释的一个途径。
技术实现思路
1、鉴于上述，本发明提出一种高水汽阻隔性、缓释除草的可降解地膜及制备方法。
2、本发明涉及的具体技术方案如下：
3、一方面，本发明提供了一种高水汽阻隔性、缓释除草的可降解地膜的制备方法，包括如下制备步骤：
4、s1，将硅酸镁锂加入去离子水中，充分搅拌溶胀，得到硅酸镁锂凝胶；
5、s2，将氯氟吡啶酯加入丙酮/去离子水中，用hcl溶液调节ph值为3-4，得到氯氟吡啶酯溶液；
6、s3，将氯氟吡啶酯溶液滴加到硅酸镁锂凝胶中，加热反应，再冷却，抽滤，用丙酮、去离子水反复洗涤，干燥，研磨，得到复合填料；
7、s4，将pbat溶于二氯甲烷中，加入复合填料并分散均匀，在玻璃板表面涂膜，室温下挥发除去溶剂，剥离薄膜，得到高水汽阻隔性、缓释除草的可降解地膜。
8、优选的，所述硅酸镁锂为钠基硅酸镁锂或钙基硅酸镁锂。
9、在s1中，硅酸镁锂、去离子水的质量比优选为1-2：100。
10、优选的，所述hcl溶液的浓度为30-36wt%。
11、在s2中，氯氟吡啶酯、丙酮、去离子水的质量比优选为2-4：40-50：50。
12、优选的，s3中，反应温度为65-75℃，时间为8-10h。
13、在s3中，氯氟吡啶酯溶液、硅酸镁锂凝胶的质量比优选为20-30：100。
14、在s4中，pbat、复合填料、二氯甲烷的质量比优选为3-5：0.5-1：100。
15、硅酸镁锂是一种层状硅酸盐矿物，由硅-氧四面体和镁-氧八面体在z轴方向上以2：1的周期性排列，四面体中心的si4+和八面体中心的mg2+可被li+取代，由于li+的价位低，因而硅酸镁锂片层表面带有负电荷，同时，其片层间存在大量na+或ca2+，以实现电荷平衡。基于这样的结构，含正电性阳离子的有机改性剂可与其片层间的无机阳离子发生离子交换，实现插层改性。
16、氯氟吡啶酯是一种高效、广谱的除草剂，对禾本科杂草、莎草、阔叶杂草等具有良好的防除效果。氯氟吡啶酯的化学名称为4-氨基-3-氯-6-(4-氯-2-氟-3-甲氧基苯基)-5-氟吡啶-2-羧酸苯甲酯，从其结构式可以看出，其结构中含有吡啶环和氨基，还含有苯基、酯基、氟原子等疏水结构。其中，吡啶氮和氨基氮在酸性条件下可与质子结合而成盐。
17、本发明创造性地将氯氟吡啶酯负载于硅酸镁锂片层间制备成复合填料，先在氯氟吡啶酯溶液中滴加hcl溶液使溶液呈酸性，氯氟吡啶酯的吡啶氮和氨基氮与质子结合，生成盐酸盐。然后，将氯氟吡啶酯溶液滴加到硅酸镁锂凝胶中，氯氟吡啶酯盐酸盐的胺盐阳离子与硅酸镁锂片层间的na+或ca2+发生离子交换，从而将氯氟吡啶酯负载到硅酸镁锂的片层间，得到所述复合填料。
18、另一方面，本发明提供了以上制备方法制备得到的一种高水汽阻隔性、缓释除草的可降解地膜。该可降解地膜以pbat为成膜基体，并且添加硅酸镁锂负载氯氟吡啶酯复合填料。
19、硅酸镁锂具有片层状结构，当其加入基体后，可在薄膜中分散形成阻隔层，水蒸汽透过时需要绕过片层状填料，使透过路径的曲折度增加，透过路线延长，从而可提高pbat地膜的水汽阻隔性能。本发明在硅酸镁锂片层间负载了氯氟吡啶酯，可更大程度地提高水汽阻隔性能，原因在于：其一，未插层的硅酸镁锂的层间距较小，片层聚集结构较为致密，而进行插层改性后，体积较大的有机阳离子进入片层间，使得层间距增大，层间作用力减弱，片层聚集状态更为松散，从而进一步增加了水蒸汽透过路径的曲折度；其二，未插层的硅酸镁锂具有强亲水性，而进行插层改性后，氯氟吡啶酯由于其结构中的疏水部分（苯基、氟原子等）可赋予硅酸镁锂疏水性，增强pbat地膜对水蒸汽的抵御能力，从而进一步提高水汽阻隔性能；其三，疏水性的提高还有利于提高复合填料与pbat有机基体的界面相容性，促进复合填料均匀分散，这也有利于提高水汽阻隔性能。
20、在除草效果方面，氯氟吡啶酯以胺盐阳离子的形式负载于硅酸镁锂的片层间，硅酸镁锂片层表面本身带有负电荷，与氯氟吡啶酯阳离子形成静电相互作用，因此，与将氯氟吡啶酯直接添加到基体中相比，本发明的氯氟吡啶酯的释放更为缓慢，可起到更为稳定持久的除草作用。
21、本发明提供了一种高水汽阻隔性、缓释除草的可降解地膜及制备方法，其具有以下优异的技术效果：本发明通过将氯氟吡啶酯负载于硅酸镁锂片层间制备成复合填料，并添加到pbat基体中制成地膜，不仅显著提高了pbat地膜的水汽阻隔性能，而且使氯氟吡啶酯具有稳定持久的除草效果。
1.一种高水汽阻隔性、缓释除草的可降解地膜的制备方法，其特征在于，包括如下制备步骤：
2.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于：s1中，所述硅酸镁锂为钠基硅酸镁锂或钙基硅酸镁锂。
3.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于：s1中，硅酸镁锂、去离子水的质量比为1-2：100。
4.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于：s2中，所述hcl溶液的浓度为30-36wt%。
5.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于：s2中，氯氟吡啶酯、丙酮、去离子水的质量比为2-4：40-50：50。
6.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于：s3中，反应温度为65-75℃，时间为8-10h。
7.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于：s3中，氯氟吡啶酯溶液、硅酸镁锂凝胶的质量比为20-30：100。
8.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于：s4中，pbat、复合填料、二氯甲烷的质量比为3-5：0.5-1：100。
9.权利要求1-8任一项所述制备方法制备得到的一种高水汽阻隔性、缓释除草的可降解地膜。