[發(fā)明專利]一種可控生物降解地膜

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510548922.0
• 申請日: 2015-08-31
• 公開（公告）號: CN105109165B
• 公開（公告）日: 2017-08-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王文俊;邢乾秋;吳林波;李伯耿
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: B32B27/08
• 分類號: B32B27/08;B32B27/18;C08L67/02;C08L67/04;C08K13/02;A01G13/02
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司33200
• 代理人: 邱啟旺

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及農(nóng)用薄膜技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種可控生物降解地膜。

背景技術(shù)

農(nóng)用地膜是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要生產(chǎn)資料，不僅具有保濕、保水、保肥、防蟲、抑草等功能，還可以保持土壤水分、提高水分利用率，同時改善農(nóng)作物生長環(huán)境，提高農(nóng)作物產(chǎn)量及農(nóng)業(yè)效益，因此應(yīng)用較為廣泛。

但是，地膜的普及應(yīng)用在給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來巨大收益的同時，地膜殘留對土壤的污染也日趨嚴(yán)重。普通地膜過薄難以回收，在土壤中上百年也不能降解，經(jīng)過多年的累積使用，土壤中地膜殘留造成土壤板結(jié)，引起農(nóng)作物產(chǎn)量嚴(yán)重下降和環(huán)境污染等問題。

目前解決塑料造成的“白色污染”主要是有兩種方法，其一，是將已使用的塑料回收利用，但這受塑料使用情況、類別以及經(jīng)濟(jì)等方面的制約，不僅費(fèi)時費(fèi)力，回收所得農(nóng)膜如不能妥善處理，容易造成“二次污染”，因而不能徹底有效地解決殘膜污染；其二，大力推廣使用可降解的地膜，這是有效解決“白色污染”問題的根本途徑。

目前發(fā)展出了光降解、光/生物雙降解、含氧降解、熱降解、生物降解等幾種降解地膜的制造技術(shù)。但是由于地膜需要滿足不同地區(qū)、氣候條件、土壤環(huán)境、作物類型及不同的保溫、保墑、除草的功能，還要在合適的時機(jī)降解，既不提前也不推后。所以對降解地膜要做到“因地制宜、一區(qū)一方、精確使用、降解完全、周期可控”的技術(shù)要求，由于難度大，生產(chǎn)成本高，至今市場上鮮有成功的降解地膜產(chǎn)品。

目前已經(jīng)問世的生物降解材料主要包括聚乳酸（PLA）、聚羥基脂肪酸（PHAs）、聚丁二酸丁二醇酯（PBS）、聚（丁二酸丁二醇-co-己二酸丁二醇）（PBSA）、聚己內(nèi)酯（PCL）和聚（對苯二甲酸丁二醇-co-己二酸丁二醇）（PBAT）等。由于PBAT柔性的脂肪鏈和苯環(huán)分別賦予其優(yōu)異的成膜性和機(jī)械性能，其在包裝材料和膜領(lǐng)域具有最好的前景。近年來，人們對PBAT材料的關(guān)注度越來越高，但是能在市場上應(yīng)用的產(chǎn)品則非常少，主要原因是價格過高，為普通塑料的2-3倍，另外對PBAT改性材料的研究不夠完善，導(dǎo)致產(chǎn)品性能不穩(wěn)定，得不到市場的認(rèn)可。

PBAT用于地膜生產(chǎn)時，最大的問題在于耐候性不足，其抗水解性能，抗紫外線、抗熱、抗氧化的性能均不理想，產(chǎn)品的使用壽命短，難以滿足農(nóng)作物整個生長周期的要求。

CN 103709687 A、CN 103627151 A提出利用抗氧劑、紫外光吸收劑、光穩(wěn)定劑復(fù)合使用來提高單層聚酯類完全生物降解地膜的耐老化性，但在聚酯降解可控調(diào)節(jié)方面未給予關(guān)注。CN 103709695 A提出利用抗氧劑、紫外光吸收劑、光穩(wěn)定劑、擴(kuò)鏈劑來改性PLA地膜。CN 103587184 A提到一種由防水解層、防老化層、保溫層組成的可控生物降解地膜，但是未關(guān)注聚酯的降解調(diào)控問題，也不涉及加工過程的原位反應(yīng)調(diào)控聚酯性能及各層間結(jié)合。

CN 1312327 A提到利用耐高溫且不易揮發(fā)的高分子型封端劑來封端聚酯殘存的末端基，來生產(chǎn)一種耐水解聚酯組合物；CN 104120504 A公布了一種在縮聚反應(yīng)階段添加硅化合物來生產(chǎn)耐水解聚酯纖維的方法；CN 101525413 B公布了一種在縮聚階段加入無級磷酸鹽和復(fù)合類無機(jī)磷酸鹽類緩沖劑，生產(chǎn)耐水解聚酯組合物的方法；CN 103665777 A提到一種包含惡唑啉類、羥基擴(kuò)鏈劑的生物降解脂肪族-芳香族共聚酯。以上專利都未涉及可降解地膜方面的應(yīng)用，也未對其進(jìn)行耐候改性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可控生物降解地膜，該地膜具有良好耐候性，同時具有可控降解的能力，在滿足農(nóng)作物整個生長周期的需求的同時，又能在使用結(jié)束后迅速降解。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：一種可控生物降解地膜，所述地膜由質(zhì)量百分比為(0.01-100): (0.01-100)的第一熔體和第二熔體按照通過多層共擠工藝，吹塑成膜而成；第一熔體形成耐候?qū)颖∧ぃ诙垠w形成穩(wěn)定層薄膜；其中，所述第一熔體的制備過程如下：將質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為65-99.9%的耐候?qū)訕渲?.1-5 %的復(fù)配型穩(wěn)定劑、1-10 %的開口劑和0-20 %的無機(jī)填料依次加入到混合機(jī)中進(jìn)行混合，混合均勻后加入到螺桿擠出機(jī)中擠出；所述第二熔體制備過程如下：將質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為50-99.4%的穩(wěn)定層樹脂、0-40 %的聚乳酸、0.1-5 %的化學(xué)穩(wěn)定劑和0.5-5 %的復(fù)合類無機(jī)磷酸鹽緩沖劑依次加入到混合機(jī)中進(jìn)行混合，混合均勻后加入到螺桿擠出機(jī)中擠出。