一种氧化生物降解内镶圆柱滴灌带的机理与制备方法与流程

文档序号:15348352发布日期:2018-09-04 23:01阅读:191来源:国知局

本发明涉及地膜技术领域,尤其涉及一种氧化生物降解内镶圆柱滴灌带的机理与制备方法。



背景技术:

随着经济的飞速发展,人们对环境的破坏日益严重,尤其是不可降解的塑料,被人们随意乱丢后,由于不易被土壤微生物降解,长期留存在土壤内,给生态环境造成了严重的污染。一次性餐具、一次性塑料制品以及农用地膜等均难以再回收利用,传统的处理方法以焚烧和掩埋为主。焚烧会产生大量的有害气体,污染环境;掩埋则其中的聚合物短时间内不能被微生物分解,也污染环境。残弃的塑料膜存在于土壤中,阻碍农作物根系的发育和对水分、养分的吸收,使土壤透气性降低,导致农作物减产;动作食用残弃的塑料膜后,会造成肠梗阻而死亡;流失到海洋中或废弃在海洋中的合成纤维渔网和钓线已对海洋生物造成了相当的危害,因此提倡绿色消费与加强环境保护势在必行。

为了减少白色污染,保护生态环境,人们开始对可降解的塑料进行研究,研究的第一代降解塑料为可降解塑料,这种可降解塑料在原有原料的基础上添加了一小部分的可降解母料或淀粉基原料,其大部分是不能进行降解的,也不利于塑料的回收与再造;研究的第二代降解塑料为完全生物降解塑料,利用微生物合成材料、天然高分子材料和合成高分子材料等技术进行制造,这种塑料虽然在一定时间内可以完全自然分解,但是由于技术难度较大,不易实施,而且成本也较高,不利于大范围推广使用;研究的第三代降解塑料为氧化生物双降解塑料,是采用生物基原料配合各种降解助剂,利用全降解核心技术,使生物基各种包装膜达到全生物降解。

目前,制造氧化生物降解内镶圆柱滴灌带的方法主要为首先通过高速混合机搅拌,然后通过共挤吹膜机吹膜成型。



技术实现要素:

根据以上技术问题,本发明提供一种氧化生物降解内镶圆柱滴灌带的机理与制备方法,其特征在于包括原料、高速混合机、双轴输送机、造粒机、传送带、吹膜机,所述高速混合机后面设置有双轴输送机,所述双轴输送机包括支架、气缸、进料斗、长筒、短筒、长轴、短轴、出料筒,所述支架上安装有长筒,所述长筒与支架之间铰接,所述长筒与气缸连接,所述气缸的活塞杆支撑长筒且与长筒铰接,所述长筒一侧平行安装有短筒,所述长筒与短筒内部相通,所述短筒内安装有短轴,所述短轴上安装有搅拌叶,所述长筒内安装有长轴,所述长轴与短轴对应的部分安装有有搅拌叶,所述长轴另一部分安装有螺旋输送叶,所述长筒底面安装有出料筒,所述出料筒内安装有通板一,所述通板一内设有迷宫通道,所述通板一下面安装有通板二,所述出料筒内壁设有凹槽,所述通板二边缘安装在凹槽内,所述通板二上设有料孔,所述通板二侧面安装有把手,所述把手一端穿过出料筒内壁,所述双轴输送机后面设置有造粒机,所述造粒机后面设有传送带,所述传送带上面两侧设有橡胶挡条,所述传送带后面设置有吹膜机。

所述出料筒的侧壁开设有弧形孔,所述把手穿过弧形孔。

所述长筒和短筒上面安装有进料斗,所述进料斗位于高速混合机出口处。

所述原料包括硬脂酸镨、水滑石粉、正辛基二茂铁、硬脂酸锶、电气石粉、间苯二酚单苯甲酸酯、4-羟甲基-2,6-二叔丁基苯酚、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、聚乳酸、纳米二氧化硅、3-氨丙基三乙氧基硅烷、硬脂酸镧、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯。

本发明的有益效果为:本发明原料进入到输送机内会被输送机的搅拌叶再次混合搅拌,使得原料混合的更均匀,原料先后经搅拌叶、螺旋输送叶被推送到出料筒,经过通板一上的迷宫通道被又一次充分混合,使得原料的混合效果好,通过旋转把手可以改变料孔与迷宫通道出口的重合度,以此来控制出料速度,通过气缸的活塞杆的升降可以改变双轴输送机的倾斜角度,可以配合高速高速混合机的出料口与造粒机的进料口来调节倾斜角度,橡胶挡条防止颗粒从造粒机出来落到传送带上颗粒外溅。

附图说明

图1为本发明流程图。

图2为本发明a处放大示意图。

图3为本发明双轴输送机俯视示意图。

图4为本发明出料筒侧面示意图。

图5为本发明传送带俯视示意图。

如图,高速混合机-1、双轴输送机-2、支架-21、气缸-22、进料斗-23、长筒-24、短筒-25、长轴--26、短轴-27、出料筒-28、搅拌叶-3、螺旋输送叶-4、通板一-5、迷宫通道-51、通板二-6、料孔-61、凹槽-7、把手-8、弧形孔-9、造粒机-10、传送带-11、橡胶挡条-12、吹膜机-13。

具体实施方式

根据图所示,对本发明进行进一步说明:

实施例1本发明为一种氧化生物降解内镶圆柱滴灌带的机理与制备方法,其特征在于包括原料、高速混合机1、双轴输送机2、造粒机10、传送带11、吹膜机13,原料包括硬脂酸镨、水滑石粉、正辛基二茂铁、硬脂酸锶、电气石粉、间苯二酚单苯甲酸酯、4-羟甲基-2,6-二叔丁基苯酚、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、聚乳酸、纳米二氧化硅、3-氨丙基三乙氧基硅烷、硬脂酸镧、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯,双轴输送机2设置在高速混合机1后面,双轴输送机2包括支架21、气缸22、进料斗23、长筒24、短筒25、长轴26、短轴27、出料筒28,长筒24安装在支架21上,长筒与支架之间铰接,气缸22的活塞杆支撑长筒且与长筒24铰接,短筒25安装在长筒一侧且与长筒平行,长筒与短筒内部相通,短轴安装在短筒内,短轴上安装有搅拌叶3,长轴26安装在长筒24内,长轴与短轴对应的部分安装有有搅拌叶,长轴另一部分安装有螺旋输送叶4,出料筒28安装在长筒底面,通板一5安装在出料筒28内,通板一内设有迷宫通道51,通板二6安装在通板一5下面,出料筒内壁设有凹槽7,通板二6边缘安装在凹槽7内,通板二6上设有料孔61,通板二6侧安装有把手8,把手8一端穿过出料筒28内壁,造粒机10设置在双轴输送机2后面,传送带设置在造粒机10后面,传送带上面两侧设有橡胶挡条12,吹膜机13设置在传送带后面。

实施例2生产时,先根据高速混合机1的出料口与造粒机10的进料口调节双轴输送机2的倾斜角度,气缸22的活塞杆升降使得双轴输送机2绕着支架21与长筒24的铰接处摆动,调整好倾斜角度,然后将降解剂、聚乙烯、淀粉、聚乙烯醇等原料放进高速混合机内混合,混合后的原料进入到双轴输送机内,搅拌叶3对原料再次混合搅拌,搅拌叶3和螺旋输送叶4依次将原料送出,原料经过通板一上的迷宫通道被又一次充分混合,使得原料的混合效果好,需要改变出料速度时,旋转把手8改变料孔与迷宫通道51出口的重合度,以此来控制出料速度,原料进入到造粒机10后被加工成颗粒,颗粒从造粒机出来落到传送带11上,橡胶挡条12防止颗粒外溅,颗粒被传送带传送到吹膜机13内。

实施原理:氧化式生物复合降解添加剂,以pp、pe、ps等聚烯烃为原料制成的制品,加入1%氧化式生物复合降解添加剂,即可达到100%的氧化和生物双降解,降解原理为通过打断高分子内部的碳键的共价键,把分子量变小,分解成碎片,经氧化降解的过程后,最终把塑料转化成水、二氧化碳和生物质,被微生物分解,整个降解过程近乎零污染,对自然生态没有负面影响,加入氧生物降解母料的塑料,可回收后再造,循环利用,不会留下任何有害物质。生物降解过程并不需要一个生物活跃环境来开始分解,在有氧的情况下,配合阳光、热力、压力等因素,降解过程便能启动。

聚乙烯和聚丙烯的光热降解可追溯到20世纪后半叶,主要目标是解决它们的生物降解问题。研究的重点放在通过引入官能团使聚烯烃在光热作用下产生亲水的过氧化物,并切断长链。在光热、氧气和氧化促进剂的作用下,长链被切断,大分子被氧化是其主要的反应。

经过热氧化降解,含有氧化促进剂的聚乙烯的分子量显著减小,氧化后的产物包含羧酸,酮,内酯和小分子量的碳氢化合物。用化学发光法分析聚乙烯的热氧化反应,发现最初的产物是酮类亲水的过氧化物,然后长链断裂,并同时生成羧酸、醛和酮基团。聚烯烃的氧化降解产生的羰基类产物可用红外光谱仪来检测。羰基的产生和增加显示了聚合物分子量地降低。羰基指数和聚合物分子量的变化有关联。氧化降解后的产物,如羧酸,即使没有进一步的生物降解,它也可以继续氧化降解,最终氧化为二氧化碳和水。

通过研究分子量和真菌生长的关系,发现聚乙烯无法被生物降解。但假如聚乙烯的分子量小于500,它们可以被微生物分解。35年前英国阿斯登大学的多学科联合小组证实:虽然普通商用聚乙烯无法生物降解,但加了氧化促进剂的聚乙烯在光的作用下发生降解,可以被生物吸收。有研究显示,分子量为28,000的高密度聚乙烯能被生物降解[14]。对较厚的聚乙烯板的研究发现,光降解后,mw为40,000时,聚乙烯板的表面发生了生物降解。在聚乙烯板表面生成的氧化降解的低分子量产物首先被生物降解。在这种情况下,生物降解的速度取决于氧化降解的速度。进一步的研究发现,只要发生少许非生物降解,就可产生生物降解。也就是说,生物降解和非生物降解几乎是同时发生,同时存在,并相互促进。

可降解聚烯烃的生物降解速率取决于非生物降解速率,它们在土壤中的矿物化速率较小。现有的用于(水化)生物降解塑料的试验方法在测试氧化降解塑料的矿物化速率时,测试精度受到了环境和空白试样的影响。研究者于是设计了一种合适的试验装置和测试方法来测试氧化生物降解塑料的矿物化速率。研究显示,氧化降解后的低密度聚乙烯样品在土壤中的微生物作用下,发生了显著的生物降解。经过18个月的生物降解,矿物化率达到50%~60%。

氧化生物降解性能研究分为三大部分,第一部分是氧化降解性能的研究。其中包括热氧化降解性能研究和光热氧化生物降解性能研究。第二部分是氧化降解产物的生物降解性能研究。其中包括二氧化碳释放试验和获得性生物降解性能试验。第三部分是氧化降解产物对环境的影响性研究。包括水芹和大麦种子发芽和生长试验、蚯蚓和水蚤毒性试验和细菌活力试验。

试验过程:

降解产物生物毒性试验,样品的准备参考了美国标准astmd5338-98“控制堆肥条件下塑料材料有氧生物降解测试方法”和欧盟标准en13432“堆肥和生物降解包装材料的要求—包装材料评判标准和试验方法”。

将经过热氧化降解或光热氧化降解后的塑料样品和标准堆肥混合,塑料样品干重和堆肥干重的比例为1比9。标准堆肥在使用前用孔径为10mm的筛子过筛,使其颗粒小于10mm。在容器内用蒸馏水将混合物的含水量调整到50%。用氯化铵将混合物中c/n之比调整到40以下。将密闭容器放入58±2oc的烘箱内,放45天。在第一个星期,容器每天打开4次,向容器内吹入空气(氧气)。在第二个星期,容器每天打开2次。第三个星期,容器每天打开1次。以后每2~3天打开一次。在样品准备期间,每星期搅拌混合料一次。空白组用100%标准堆肥,所有的准备程序和试验样品相同。

大麦发芽和生长试验,用500ml的花盆,将堆肥和标准培养基混合。每种堆肥用2种混合比例:1/3和1/1(体积比)。将500ml试验混合料装入花盆,加入100ml去矿物质水,在其表面均匀放上50粒大麦种子,在种子上面,覆盖一薄层硅砂。最后,加入足量的去矿物质水以保证达到最佳的含水率。花盆准备好后,盖上一块玻璃片,将所有花盆放入温度为22±2oc的暗处。发芽后,去除玻璃片,将花盆安置在有阳光的地方。根据实际情况,对需要加水的花盆加去矿物质水。为消除负面影响,每个花盆在试验周期转动三次。当50%标准培养基内的种子发芽后,试验再进行14±2天。试验结束时,测定土壤上面植物的鲜重和干重,以及种子的发芽率。大麦鲜重和大麦干重的p值均接近于1,说明各组试验结果相差不显著。这说明,降解堆肥1:3对大麦的生长和空白堆肥1:3相比没有显著的不同;降解堆肥1:1对大麦的生长和空白堆肥1:1相比没有显著的不同。所有5种环境,即标准培养基、空白堆肥1:3、空白堆肥1:1、卡润祺堆肥1:3和降解堆肥1:1,对大麦的生长没有显著的区别。

以上对本发明的实施例进行了详细说明,但所述内容仅为本发明的较佳实施例,不能被认为用于限定本发明的实施范围,凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等,均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

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