[發(fā)明專利]一種可降解的木質(zhì)素基復(fù)合農(nóng)用地膜及制備方法

在審

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• 申請日: 2021-06-25
• 公開（公告）號: CN113278265A
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張琰;何泰枝;常隨超;周鑫
• 申請（專利權(quán)）人: 華東理工大學(xué)
• 主分類號: C08L67/02
• 分類號: C08L67/02;C08L67/04;C08L97/00;C08J5/18;A01G13/02
• 代理公司: 上海藍(lán)迪專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 31215
• 代理人: 徐筱梅;張翔

本發(fā)明公開了一種可降解的木質(zhì)素基復(fù)合農(nóng)用地膜及制備方法，所述的木質(zhì)素基復(fù)合農(nóng)用地膜由按重量份計的以下組分共混流延而成：脂肪族聚酯樹脂60~95份；改性木質(zhì)素或木質(zhì)素1~40份；偶聯(lián)劑0.1~1份；開口劑0.1~1份；增塑劑1~5份；分散劑1~3份。本發(fā)明利用木質(zhì)素為原料，通過對原料木質(zhì)素的改性提高與基體樹脂的相容性，制得的地膜薄膜外觀呈現(xiàn)棕色半透明，質(zhì)地光滑均勻，降解周期控制在2~24個月，力學(xué)性能和降解性能優(yōu)良，適用于農(nóng)用材料、包裝材料、環(huán)保袋，土木綠化用網(wǎng)和種子培養(yǎng)帶等領(lǐng)域。本發(fā)明的地膜不僅具有良好的力學(xué)性能，還有增溫、保墑、防蟲、除草等效果，可應(yīng)用于水稻、玉米、棉花、甘蔗、蔬菜等農(nóng)作物。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于可降解薄膜領(lǐng)域，具體涉及一種脂肪族聚酯與改性木質(zhì)素共混改性的生物塑料薄膜及其制備方法。特別適用于農(nóng)用地膜、包裝材料等。

背景技術(shù)

地膜作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中最重要的物質(zhì)資源之一，能夠為農(nóng)作物生長提供較好的生長環(huán)境。農(nóng)民利用地膜覆蓋栽培技術(shù)使農(nóng)業(yè)產(chǎn)量和收益得到了較大的提高，這項技術(shù)也帶動農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式和生產(chǎn)力發(fā)生了重大的改變。傳統(tǒng)農(nóng)用地膜不可降解，使用量大、回收困難、殘留的農(nóng)用地膜逐年累積，直接給土壤及作物帶來嚴(yán)重影響，并且導(dǎo)致嚴(yán)重的“白色污染”，污染了農(nóng)業(yè)環(huán)境，并極大地影響了土地的生產(chǎn)能力。因此，發(fā)展低成本、多功能、可生物降解的農(nóng)用地膜是解決農(nóng)膜污染的有效途徑之一。

脂肪族聚酯是一類具有良好的生物降解性能的高分子化合物。這類聚酯的主鏈大都由脂肪族結(jié)構(gòu)單元通過易水解的酯鍵連接而成，易被自然界存在的大量微生物或動植物體內(nèi)的酶降解成無毒的水溶性低聚物或單體，隨后這些低聚物或單體再通過微生物轉(zhuǎn)化成能量、二氧化碳和水。隨著環(huán)境保護意識逐漸增強，可降解的生物材料的需要日漸迫切的形勢下，脂肪族聚酯降解材料的開發(fā)、制備與應(yīng)用得到迅速推廣，成為新的研究熱點，受到很多研究者的高度關(guān)注。

木質(zhì)素作為一種可生物降解的天然高分子，儲量豐富，產(chǎn)量高，但利用率很低。工業(yè)木質(zhì)素主要來源于造紙廢液以及生物煉制工業(yè)，但僅有2％的木質(zhì)素被商業(yè)化應(yīng)用于塑料、橡膠中，其余木質(zhì)素多以廢液的形式排入江河或濃縮后燒掉，造成資源的浪費以及對環(huán)境的嚴(yán)重污染。由于木質(zhì)素本身加工性能差，難以單獨制成產(chǎn)品，但是木質(zhì)素大分子中含有大量苯環(huán)結(jié)構(gòu)和有多種活性官能團，可以與不同的聚合物通過分子間相互作用(如氫鍵和范德華力等)進(jìn)行共混，制備出具有生物相容性、可降解性、耐熱性和紫外線屏蔽作用的高分子復(fù)合材料。通常復(fù)合材料的制備要加入各種助劑，如增強劑、抗氧化劑、光熱穩(wěn)定劑等，而木質(zhì)素是一種具有多官能團的天然高分子材料，可實現(xiàn)多功能疊加，是一種理想助劑，可減少其他助劑的使用。

專利CN201010604201公開了一種木質(zhì)素填充聚酯型復(fù)合材料及其制備方法，該方法是將木質(zhì)素與聚酯塑料共混，經(jīng)過擠出造粒得到木質(zhì)素填充聚酯型復(fù)合材料，雖然該方法木質(zhì)素含量的含量可以達(dá)到40wt％，但是，所得材料的力學(xué)性能較差，在木質(zhì)素含量40wt％的情況下，斷裂伸長率僅為22.59％。在GB13735-92中，對于農(nóng)用地面覆蓋薄膜的斷裂伸長率要求≥120％，GB/T 4456-2008中，對于包裝塑料薄膜斷裂伸長率要求≥100％。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供的一種可降解的木質(zhì)素基復(fù)合農(nóng)用地膜及制備方法，本發(fā)明通過特定制備方法將木質(zhì)素改性后，改善產(chǎn)品的力學(xué)性能和降解性能，木質(zhì)素含量高，是一種可完全降解，對環(huán)境無污染的環(huán)保型生物塑料薄膜，適用于包裝材料、地膜等領(lǐng)域。

實現(xiàn)本發(fā)明目的的具體技術(shù)方案是：

一種可降解的木質(zhì)素基復(fù)合農(nóng)用地膜，特點是：所述的木質(zhì)素基復(fù)合農(nóng)用地膜由按重量份計的以下組分混合流延成膜：

脂肪族聚酯樹脂60～95份；

改性木質(zhì)素或木質(zhì)素1～40份；

偶聯(lián)劑0.1～1份；

開口劑0.1～1份；

增塑劑1～5份；