[發明專利]利用PVA/生物基復合材料制備農用地膜的方法

有效

• 申請號: 202010717551.5
• 申請日: 2020-07-23
• 公開（公告）號: CN111925616B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 李汪洋;吳磊;胡偉;陳寧;聶敏;李莉;李怡俊;劉鵬舉
• 申請（專利權）人: 安徽瑞鴻新材料科技有限公司
• 主分類號: C08L29/04
• 分類號: C08L29/04;C08L3/06;C08L91/00;C08L33/24;C08K13/02;C08K3/22;C08K5/132;C08J5/18;C08B31/04;A01G13/02
• 代理公司: 合肥中博知信知識產權代理有限公司 34142
• 代理人: 肖健

本發明公開了一種利用PVA/生物基復合材料制備農用地膜的方法，涉及農用地膜技術領域，包括以下步驟：(1)環氧丙酸酯淀粉的制備；(2)共混料的準備；(3)農用地膜的成型。本發明通過對淀粉的酯化改性制得環氧丙酸酯淀粉，再以PVA作為主料，協以增塑劑、抗氧劑和防紫外線劑制得農用地膜；所制農用地膜綜合了合成高分子材料和天然高分子材料的優勢，通過生物基材料的添加來優化農用地膜的生物可降解性能，同時所制農用地膜還具有良好的力學性能和耐候性能，滿足目前農用地膜的使用要求。

技術領域：

本發明涉及農用地膜技術領域，具體涉及一種利用PVA/生物基復合材料制備農用地膜的方法。

背景技術：

農用地膜是應用于農業生產的塑料薄膜，對播種時期的保濕、保溫起到非常重要的作用。為了避免因塑料薄膜無法被生物降解而引發的土壤污染問題，現在提倡開發和應用可降解型農用地膜。

完全生物降解地膜由于其特殊的分子構成，在使用過程中性能穩定，使用后能在堆肥、土壤、水和活化污泥等環境下，被微生物或動植物體內的酶最終分解為二氧化碳和水，具有良好的生物相容性和生物可吸收性。

生物基材料是指利用可再生生物質，包括農作物、樹木和其它植物及殘體和內含物為原料，通過生物、化學以及物理等手段制造的一類新型材料，具有綠色、環境友好、原料可再生以及可生物降解的特性。

生物基材料雖然具有可生物降解的優勢，但用于加工農用地膜時存在薄膜成型性差、力學性能不佳的缺陷，因此需要對生物基材料進行改進或者與合成高分子材料組合后用于農用地膜的加工。

發明內容：

本發明所要解決的技術問題在于提供一種利用PVA/生物基復合材料制備農用地膜的方法，通過對淀粉的酯化改性制得環氧丙酸酯淀粉，再以PVA作為主料，協以增塑劑、抗氧劑和防紫外線劑制得農用地膜，加工成型性好，所制農用地膜不僅具有優異的生物可降解性能，還具有良好的力學性能和耐候性能。

本發明所要解決的技術問題采用以下的技術方案來實現：

利用PVA/生物基復合材料制備農用地膜的方法，包括以下步驟：

(1)環氧丙酸酯淀粉的制備：將植物淀粉分散于水中制成漿體，并加入環氧丙酸的水溶液，再滴加催化劑，加熱反應，反應結束后冷卻，離心，過濾，干燥，得到環氧丙酸酯淀粉；

(2)共混料的準備：向PVA中加入上述環氧丙酸酯淀粉、增塑劑、抗氧劑和防紫外線劑，混合均勻，得到共混料；

(3)農用地膜的成型：將上述共混料送入擠出吹塑機中，擠出吹塑成膜，擠出溫度在180-230℃，經風冷、牽引和卷取，得到農用地膜。

所述植物淀粉、環氧丙酸的質量比為(50-100):(5-20)。

所述催化劑為濃硫酸。

所述加熱反應的溫度為60-80℃。

本發明通過酯化反應將淀粉分子結構中的部分羥基轉變為帶有環氧基的酯基，在保留淀粉原有親水性的基礎上優化淀粉的薄膜加工成型性能和力學性能。雖然對淀粉進行酯化改性屬于本領域的公知技術手段，但具體以環氧丙酸作為淀粉改性劑以優化薄膜成型性能和力學性能的應用不屬于本領域的現有技術或者公知常識。

所述PVA、環氧丙酸酯淀粉、增塑劑、抗氧劑和防紫外線劑的質量比為(50-100):(10-50):(1-10):(0.1-5):(0.1-5)。

所述PVA的聚合度為1800-2200，醇解度≥98％。

所述增塑劑為環氧植物油增塑劑或蓖麻油基增塑劑。

環氧植物油增塑劑和蓖麻油基增塑劑屬于價格低廉、原料易得的可再生資源，產品分子結構中不含苯環，不僅具有優良的增塑作用，而且無毒、環保、可生物降解。