專利名稱：：用農(nóng)作物秸稈制作農(nóng)用全降解紙地膜方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：全降解農(nóng)用紙地膜，用于農(nóng)田覆蓋，代替塑料地膜，消除塑料地膜對(duì)土壤造成的嚴(yán)重污染。開發(fā)使用植物纖維作紙地膜具有良好的生物降解性。
背景技術(shù)：
：農(nóng)用聚乙烯地膜在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中增效(20%左右)已被社會(huì)廣泛重視和認(rèn)可，成為需求量極大和不可缺少的生產(chǎn)資料。但由于塑料地膜使用后的碎片殘留在土壤中不可分解，從而破壞了土壤結(jié)構(gòu)。椐有關(guān)單位測試麥田連續(xù)兩年使用聚乙烯地膜，每畝殘留約6公斤，小麥減產(chǎn)9%;連續(xù)使用5年，每畝地殘留約20公斤，小麥減產(chǎn)20%，使原來被譽(yù)為"白色革命"的聚乙烯地膜變成了"白色災(zāi)害"。早在80年代初，世界上許多國家就積極的尋找聚乙烯地膜的替代品，以達(dá)到農(nóng)業(yè)持續(xù)穩(wěn)定增產(chǎn)的目的。我國從1987年開始推廣使用聚乙烯高分子農(nóng)用地膜，到89年覆蓋面積已達(dá)40萬畝，年耗用地膜50萬噸，對(duì)農(nóng)作物增產(chǎn)起到了很大作用，特別是春冬蔬菜生產(chǎn)和人均耕地較少的高原山區(qū)，低溫、少雨。使用農(nóng)用地膜保溫保墑保肥，增產(chǎn)效果更好；但長期使用，破壞土壤結(jié)構(gòu)，嚴(yán)重影響農(nóng)作物根系生長，土地被污染，產(chǎn)量下降，極大的制約農(nóng)膜的推廣應(yīng)用。國際上對(duì)農(nóng)膜的研究開發(fā)經(jīng)過多年的努力，僅在淀粉農(nóng)膜上有突破性發(fā)展，因價(jià)格昂貴(價(jià)格是聚乙烯地膜的13倍)未能達(dá)到廣泛應(yīng)用的水平。在此情況下，一些國家和地區(qū)出于保護(hù)生態(tài)環(huán)境，保證農(nóng)業(yè)增產(chǎn)，穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)等方面的考慮，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家在食品、醫(yī)藥、生物、化學(xué)制品等方面，對(duì)非塑料包裝膜和地膜需求量很大。本產(chǎn)品價(jià)格低廉，在國際市場上具有極大的競爭優(yōu)勢。我們成功的用除髓玉米稈皮和麥稈纖維制造了農(nóng)用紙地膜，經(jīng)測試其性能指標(biāo)如下:<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>從測試數(shù)據(jù)說明，秸稈纖維紙地膜只要工藝合理，是可以具備實(shí)際應(yīng)用所需的干、濕強(qiáng)度，適宜風(fēng)雨陰晴等各種氣候使用。植物秸稈纖維紙地膜具有良好的生物降解性，埋在土壤中2.5個(gè)月后，質(zhì)量損失超過50%，紙張都成花洞，濕強(qiáng)度損失100%，手一捏就破，使用3.5個(gè)月后，可全部自行降解消失，不影響下茬農(nóng)作物的耕種，不污染土壤。在紙地膜中加入了殼聚糖濕強(qiáng)劑，它具有很好的生物相溶性和生物活性，無毒，易于生物降解。其成本估算，用除髓玉米稈皮或麥秸，價(jià)格低廉，加上添加劑，成本僅為2800~3000元/噸，聚乙烯地膜的成本價(jià)為5800元/噸。
發(fā)明內(nèi)容1、地膜需要在風(fēng)雨陰晴各種氣候條件下露天使用，需要較高的干濕強(qiáng)度、透光性、保濕性等。主要以農(nóng)業(yè)秸稈纖維(除髓玉米稈皮和麥秸或棉稈等)為原料，采用"浸漬氧化催解"法制成的槳，生產(chǎn)成定量為45—50克細(xì)2的未漂漿紙張。"浸漬氧化催解"法制漿是不用高溫高壓蒸煮(溫度在98——IO(TC)不產(chǎn)生黑夜，無污染。不用強(qiáng)堿(用無機(jī)和有機(jī)鹽及有機(jī)溶劑配制而成的浸漬劑)，再用0.4"0.6mpa的氧壓，制成衆(zhòng)的纖維不會(huì)受到破壞降解，木質(zhì)素得到改性，膠體灰份得到分解。2、在打漿過程中加入1.5%CMC，打漿時(shí)間30分鐘，作為纖維的潤脹劑，降低纖維的內(nèi)應(yīng)力，提高纖維的柔軟性，使其物理性質(zhì)得到改變，提高纖維的強(qiáng)度和緊度。3、待打漿度達(dá)到53^SR時(shí)，加入1W的水溶劑PVA(聚乙烯醇)，它主要用途是制纖維和薄膜，屬于合成纖維中最親水的一種纖維物質(zhì)。另一方面是缺乏可塑性，性質(zhì)接近于天然纖維或合成纖維素纖維。利用其特性A、親水性，可以吸濕、透濕性及佳，是聚氯乙烯的15倍。B、保濕性優(yōu)良，夜間地面放出的能量(紅外線)的透過率只有聚氯乙烯2/3。C、透光性、散光性良好，太陽光容易通過。D、耐候性好可以長時(shí)間在室外使用。4、在抄紙時(shí)，在紙張表面施加殼聚糖濕強(qiáng)劑，效果特好，使紙的強(qiáng)度增加40%左右。殼聚糖是甲殼素脫去分子中的乙酰基轉(zhuǎn)化而成的，甲殼素是由水產(chǎn)加工業(yè)的廢棄物蝦、蟹殼制取得到的，殼聚糖的化學(xué)結(jié)構(gòu)與纖維素十分相似，其差別在于每個(gè)葡萄糖單元的2—羥基被氨基(一NH2)置換了，殼聚糖是目前自然界唯一發(fā)現(xiàn)的堿性多糖類天然高分子，它呈白色或灰色，帶珍珠光澤，片或條狀固體，不溶于水，易溶于大多數(shù)稀酸中，同時(shí)生成鹽，所以殼聚糖有著非常特殊的性能和用途。使用之前，配制成1%的殼聚糖醋酸溶液，完全溶解后即成明澈的玻璃狀膠體，過濾后，用真空泵抽氣，脫去氣泡待用。在抄漿時(shí)，在紙張表面施加1.5%的殼聚糖濕強(qiáng)劑，溫度2(TC，PH值7，通過以上的各種方法使纖維紙地膜同時(shí)也具有生物全降解性。具體實(shí)施方式-農(nóng)作物秸稈的收購，在農(nóng)村設(shè)立收購加工點(diǎn)，這項(xiàng)工作交給當(dāng)?shù)剞r(nóng)民來做。加工、前處理等由加工點(diǎn)負(fù)責(zé)，企業(yè)和加工點(diǎn)簽訂每年需要多少加工好的原料的合同，廠區(qū)最多只儲(chǔ)存15天的加工好的原料。當(dāng)原料到廠后，直接喂入制漿造紙生產(chǎn)線，其工藝流程見附圖，附圖是紙地膜的工藝流程圖。權(quán)利要求1、紙地膜需要在風(fēng)雨陰晴各種氣候條件下露天使用。需要較高的干濕強(qiáng)度、透光性、保濕性等。為此，主要的農(nóng)業(yè)秸稈纖維(除髓玉米稈皮和麥秸、棉稈等)為原料，采用“浸漬氧化催解”法制成的漿，生產(chǎn)定量為45-50克/m2的未漂漿紙張。“浸漬氧化催解”法制漿是不用高溫高壓蒸煮(溫度在98——100℃)不產(chǎn)生黑夜，無污染。不用強(qiáng)堿(用無機(jī)和有機(jī)鹽及有機(jī)溶劑配制而成的浸漬劑)，再用0.4-0.6mpa的氧壓，制成漿的纖維不會(huì)受到破壞降解，木質(zhì)素得到改性，膠體灰份得到分解。同時(shí)，使得纖維紙地膜具有很好的生物降解性。2、權(quán)利要求l所述紙地膜需要較高的干濕強(qiáng)度。其特征在于在打漿過程中加入1.5%CMC，打漿時(shí)間30分鐘，作為纖維的潤脹劑，降低纖維的內(nèi)應(yīng)力，提高纖維的柔軟性，使其物理性質(zhì)得到改變，提高纖維的強(qiáng)度和緊度。3、權(quán)利要求l所述紙地膜需要在風(fēng)雨陰晴各種氣候條件下露天使用。需要較高的干濕強(qiáng)度、透光性、保濕性等。其特性在于待打漿度達(dá)到53"SR時(shí)，加入1%的水溶劑PVA(聚乙烯醇)，它主要用途是制纖維和薄膜，屬于合成纖維中最親水的一種纖維物質(zhì)。另一方面是缺乏可塑性，性質(zhì)接近于天然纖維或合成纖維素纖維。利用其特性A、親水性，可以吸濕、透濕性及佳，是聚氯乙烯的15倍。B、保濕性優(yōu)良，夜間地面放出的能量(紅外線)的透過率只有聚氯乙烯2/3。C、透光性、散光性良好，太陽光容易通過。D、耐候性好可以長時(shí)間在室外使用。4、權(quán)利要求l所述農(nóng)作物秸稈纖維紙地膜同時(shí)具備良好的生物降解性，其特征在抄漿時(shí)，在紙張表面施加1.5%的殼聚糖濕強(qiáng)劑，溫度20。C,PH值7。使用之前，配制成1%的殼聚糖醋酸溶液，完全溶解后即成明澈的玻璃狀膠體，過濾后，用真空泵抽氣，脫去氣泡待用。全文摘要用農(nóng)作物秸稈制作農(nóng)用全降解紙地膜方法。植物全降解農(nóng)用紙地膜，代替塑料地膜用于農(nóng)田覆蓋，不僅經(jīng)濟(jì)效益好，而且完全消除塑料地膜對(duì)土壤造成的嚴(yán)重污染。開發(fā)使用植物纖維作紙地膜具有良好的生物降解性。用農(nóng)業(yè)秸稈纖維為原料，采用“浸漬氧化催解”法高科技新工藝技術(shù)，不用高溫高壓，不產(chǎn)生黑夜，無污染；不用強(qiáng)堿，使得秸稈纖維不受損傷降解，改變木質(zhì)素性質(zhì)，分離膠體灰份，提高紙張的物理性能，再加入必要的合理助劑，使秸稈紙地膜具備應(yīng)用所必須的干濕強(qiáng)度，保溫性和透光性，適宜風(fēng)雨陰晴等各種氣候的使用；產(chǎn)品具有良好的生物完全降解性能，無污染，其成本低市場競爭力極強(qiáng)。文檔編號(hào)D21H17/24GK101333774SQ2007101231公開日2008年12月31日申請(qǐng)日期2007年6月29日優(yōu)先權(quán)日2007年6月29日發(fā)明者褚全慧申請(qǐng)人:褚全慧