[發明專利]可引發降解的農用覆蓋薄膜

無效

• 申請號: 00808579.X
• 申請日: 2000-05-05
• 公開（公告）號: CN1354777A
• 公開（公告）日: 2002-06-19
• 發明（設計）人: R·J·奧菲爾曼
• 申請（專利權）人: 伊斯曼化學公司
• 主分類號: C09K17/52
• 分類號: C09K17/52;C08L1/10;C08L1/12;C08L1/14
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 吳大建,王其灝

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發明領域

本發明涉及可生物降解的薄膜。本發明尤其涉及可生物降解的農用薄膜，更具體地說，涉及在接觸一種引發組合物后發生降解的可生物降解農用薄膜。本發明也涉及在接觸一種引發劑后發生降解的尺寸穩定的成型制品。

發明背景

農用覆蓋薄膜已在水果與蔬菜作物的生產中使用多年。使用這類薄膜的好處包括雜草控制、通過曝曬(加熱)土壤促進植物生長、延長生長季節從而能種植雙季或三季作物，減少病蟲害蔓延、提高煙熏效果、保濕、提高灌溉效率、減少作物生產所需的勞力、增加作物產量、提高作物質量、防止土壤風化、防止養料流失并通過減少與土壤接觸而減少水果腐爛。

在使用農用薄膜時，農民先要翻耕土壤準備農田。要準備一方垅高的農田，叫做田床，然后在田床頂上覆蓋農用覆蓋薄膜并密封膜邊。在膜上開孔并通過這些孔種植作物來種植作物。農用覆蓋薄膜常與灌溉系統連用，后者置于作物行間或薄膜下面，且在施膜期間常煙熏土壤以減少病蟲害蔓延。為了更有效地利用薄膜，種植者常常在不除去薄膜時種植第二或第三次作物。

作物收獲后，要用繁重的勞作除去覆蓋膜。植物垃圾一般靠人力從地里除去或燒掉。將塑料撕開，取出灌溉管道(如果存在)。用人力或機械將薄膜從地里拉出去，收集起來以作處理。

這種方法有一些缺點。首先，勞動強度很大。其次，薄膜的處理仍成問題。薄膜常被植物垃圾，雜質且可能被化學藥品污染，如農藥、除草劑和肥料。從田地里清除出來的薄膜重量通常是施用薄膜起始重量的25-200％，清出薄膜的體積常是該膜起始體積的3-4倍。

清除薄膜的其它問題是，其質量常因種植、收獲和清除期間薄膜的撕裂而很不好。聚乙烯膜還常常因光降解而缺乏完整性。這些問題使薄膜的再利用幾乎不可能。

由于薄膜受污染，這種材料幾乎沒有辦法回收，也難以再生。在某些地區，因考慮到污染問題，法律上不允許回收清除出來的材料。在嘗試進行回收的地區，薄膜的拒收率非常高。例如，Vermont研究表明，回收農膜在使用者已經用水清洗后交給回收者時，遭到的拒收率達70-90％。

薄膜的處理因地而異。一般是將薄膜就地或在工業掩埋地掩埋或燒掉。在工業掩埋地的掩埋費用非常高，且掩埋區很不情愿接收用過的農膜，因為從農田清除出來的薄膜的體積很大。

業已作過各種嘗試來開發適用于農業應用的可降解或可生物降解薄膜。例如，美國專利5,559,171和5,580,911公開了一種纖維素酯的二元共混物和由該共混物制成的制品。該共混物包括(a)約5％-約98％的一種C1-C10纖維素酯，其每個葡糖酐單元上的取代基數目為約1.7-3.0，以0.5g樣品溶于100ml重量份之比為60/40的苯酚/四氯乙烷中的溶液，于25℃下測得的特性粘度為約0.2-約3.0dl/g，以及(b)約2％-約95％的一種脂族-芳族共聚酯，以0.5g樣品溶于100ml重量份之比為60/40的苯酚/四氯乙烷中的溶液，于25℃下測得的特性粘度為約0.2-約2.0dl/g，所述百分數以組分(a)與(b)的重量和為基準。

如Buchanan報告，(J.Appl.Poly?Science，卷52，1477-1488頁(1994))，纖維素或取代度低，即小于1的纖維素衍生物是以較快速率可生物降解的。纖維素在環境中被厭氧或需氧微生物降解。這類微生物降解的典型終產物包括細胞生物質、甲烷(僅由厭氧微生物產生)、二氧化碳、水和其它發酵產物。最終產物將取決于環境類型和存在的微生物數量。據美國專利5,580,911公開，纖維素酯的可生物降解性基本上隨取代度而變。例如，取代度為約1.5的纖維素酯的生物降解速率較快，而取代度高達2.5的醋酸纖維素酯雖能被某些微生物降解，但速率是慢的。如本文所用，術語“取代度”或“DS”是指每個葡糖酐單元的取代基數目，最大取代度為3。如本文所用，術語“可生物降解”是指當基體在有利于基體被微生物消化的條件下暴露在微生物中時，由微生物和/或其酶引起的那種可降解性。

美國專利5,594,068公開了一種可生物降解的纖維素酯共混物。該共混物包括約4重量％-約97重量％的一種C1-C10纖維素酯，其DS為約2.3-約3.0；約2重量％-約95重量％的一種第二C1-C10纖維素酯，其DS為約1.5-約2.2；以及約1重量％-約94重量％的一種脂肪族聚酯或一種脂族-芳族聚酯。