專利名稱：一種以馬鈴薯淀粉為原料制備可降解地膜的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及可降解塑料材料技術領域，具體是以馬鈴薯淀粉為主要原料制備可完全降解的地膜產(chǎn)品的制備方法。
背景技術：
由于農用地膜能有效控制土壤溫度和濕度，減少水分和營養(yǎng)流失，防止雜草生長，為作物生長提供有利的生態(tài)環(huán)境，使用地膜是世界糧食和經(jīng)濟作物增產(chǎn)的主要有效途徑之一。然而，地膜覆蓋技術在給農業(yè)增產(chǎn)增收帶來巨大經(jīng)濟效益的同時，由于塑料穩(wěn)定難降解也嚴重污染了土地?？山到馑芰峡梢越鉀Q地膜引起的白色污染問題，但是目前可降解地膜存在降解不完全、成本高、機械強度差等缺點。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種以馬鈴薯淀粉為主要原料制備可完全降解、制備工藝簡單、成本低廉、機械強度好的農用地膜的制備工藝。本發(fā)明提供的可完全降解地膜的制備工藝，制備時先將馬鈴薯淀粉、聚乙烯醇和增塑劑依次共混，然后添加交聯(lián)劑使其交聯(lián)并趁熱流延成膜或擠出成膜，具體條件如下:(I)按重量比例稱取原料
馬鈴薯淀粉 60-90份、
聚乙烯醇 40-10份、
增塑劑1-40份、
交聯(lián)劑1-20份。(2)作為上述條件的進一步說明，所述組分重量比例份數(shù)優(yōu)選
馬鈴薯淀粉 70份、
聚乙烯醇 30份、
增塑劑20份、
交聯(lián)劑10份。(3)所述淀粉為馬鈴薯淀粉，也可直接將表面清洗干凈的馬鈴薯作為原料。 (4)所述聚乙烯醇平均分子量為30000-300000。(5)所述增塑劑為甘油、乙二醇、丙三醇、尿素中的一種或多種。
(6)所述交聯(lián)劑為三氯氧磷、三偏磷酸鈉、三聚磷酸鈉、環(huán)氧氯丙烷、戊二醛、乙醛、甲醛中的一種或多種。馬鈴薯淀粉制備可降解地膜的制備工藝，其特征在于包括如下步驟(I)馬鈴薯淀粉與增塑劑加水共混，70_130°C加熱攪拌20-40分鐘，(2)聚乙烯醇與增塑劑加水共混，70_130°C加熱攪拌20_40分鐘，(3)將(I)和(2)溶液共混，70_130°C加熱攪拌20-40分鐘，(4)將交聯(lián)劑加入溶液(3)中，70_130°C加熱攪拌使其交聯(lián)反應20-40分鐘，(5)將溶液(4)趁熱流延成膜或擠出成膜。本發(fā)明制備的馬鈴薯淀粉基可降解地膜，淀粉含量高，成本低廉，可塑性好，機械強度高，分散性好，無色透明，達到可完全降解地膜功能。
具體實施例方式實施例1:馬鈴薯淀粉和增塑劑共混物的制備將70份馬鈴薯淀粉、7份甘油和3份尿素，加10-50份水，80-95 °C下高速攪拌30-40分鐘，使其混合均勻。實施例2:聚乙烯醇和增塑劑共混物的制備將30份聚乙烯醇中加入3-6份甘油研磨至無明顯顆粒后，加10-30份水和3_6份尿素，80-95 °C下高速攪拌30-40分鐘，使其混合均勻。實施例3:戊二醛作交聯(lián)劑的反應條件按馬鈴薯淀粉比聚乙烯醇質量比7: 3混合馬鈴薯淀粉/增塑劑溶液和聚乙烯醇/增塑劑溶液，80-95°C下高速攪拌30-40分鐘，期間可適當補加水；均勻混合后，按淀粉質量5-10%比例，滴加50%濃度的戊二醛，并維持80-95°C交聯(lián)反應30-40分鐘。實施例4:三偏磷酸鈉作交聯(lián)劑的反應條件按馬鈴薯淀粉比聚乙烯醇質量比7: 3混合馬鈴薯淀粉/增塑劑溶液和聚乙烯醇/增塑劑溶液，80-95°C下高速攪拌30-40分鐘，期間可適當補加水；均勻混合后，加適量氫氧化鈉水溶液調至微堿性(PH9-11)，按淀粉質量1-5%比例，加入三偏磷酸鈉，在60-80°C下交聯(lián)反應30-40分 鐘。實施例5:不同分子量聚乙烯醇對可降解膜性能的影響使用不同分子量聚乙烯醇(16000-20000低黏度聚乙烯醇，110000-130000中黏度聚乙烯醇，和180000-200000高粘度聚乙烯醇)，按馬鈴薯淀粉:聚乙烯醇:增塑劑(甘油+尿素):水質量比7: 3: 2: 5混合，80-95°C下高速攪拌30-40分鐘，期間可適當補加水使其均勻混合；按淀粉質量5-10%比例，滴加50%濃度的戊二醛，并維持80-95°C交聯(lián)反應30-40分鐘；交聯(lián)反應后趁熱流延成膜，可降解膜斷裂伸長率隨聚乙烯醇分子量增加顯著增強。實施例6:流延成膜制備馬鈴薯淀粉基可降解膜以戊二醛為交聯(lián)劑，80_95°C交聯(lián)反應30-40分鐘后，趁熱將反應溶液平穩(wěn)流出到鋼質基底或玻璃基底上流延成膜，待降至室溫后揭膜測試。實施例7:擠出成膜制備馬鈴薯淀粉基可降解膜以三偏磷酸鈉為交聯(lián)劑，交聯(lián)反應后，趁熱將反應溶液轉移到擠出成膜機中，30-50轉/分鐘下擠出成膜。以上所述實施方案僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，應指出，對于本領域的技術人員而言，在未脫離本發(fā)明創(chuàng)作構思的前提下，作出的若干變形和改進都屬于本發(fā)明的保護范
圍?！?br> 權利要求
1.一種以馬鈴薯淀粉為原料制備可降解地膜的方法，其特征在于制備過程中的原料組分及其重量份數(shù)比例，具體如下:馬鈴薯淀粉 60-90份、聚乙烯醇 40-10份、增塑劑1-40份、交聯(lián)劑1-20份。
2 .根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于原料淀粉為馬鈴薯淀粉，也可直接將表面清洗干凈的馬鈴薯作為原料制備可完全降解地膜。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于聚乙烯醇平均分子量為30000-300000。
4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于增塑劑為甘油、乙二醇、丙三醇、尿素中的一種或多種。
5.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于交聯(lián)劑為三氯氧磷、三偏磷酸鈉、三聚磷酸鈉、環(huán)氧氯丙烷、戊二醛、乙醛、甲醛中的一種或多種。
6.一種以馬鈴薯淀粉為原料制備可完全降解地膜的制備工藝，其特征在于制備過程包括如下步驟: (1)將馬鈴薯淀粉和增塑劑加水，加熱至70-130°C攪拌20-40分鐘； (2)將聚乙烯醇和增塑劑加水，加熱至70-130°C攪拌20-40分鐘； (3)將(I)和(2)溶液混合，加熱至70-130。。攪拌20-40分鐘； (4)將交聯(lián)劑加入溶液(3)中，70-130°C下交聯(lián)反應30-60分鐘； (5)交聯(lián)反應結束后，趁熱流延成膜或擠出成膜。
7.根據(jù)權利要求6所述的制備工藝，其特征在于在步驟(I)中，優(yōu)選條件為將馬鈴薯淀粉和增塑劑混合加水，85-95°C加熱攪拌30分鐘。
8.根據(jù)權利要求6所述的制備工藝，其特征在于在步驟(2)中，優(yōu)選條件為將聚乙烯醇和增塑劑混合加水，85-95°C加熱攪拌30分鐘。
9.根據(jù)權利要求6所述的制備工藝，其特征在于在步驟(4)中，優(yōu)選條件為加入交聯(lián)劑在85-95 °C交聯(lián)反應40分鐘。
10.根據(jù)權利要求6所述的制備工藝，其特征在于在步驟(5)中，優(yōu)選條件為85-95°C交聯(lián)反應后趁熱流延成膜或擠出成膜。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種以馬鈴薯淀粉為原料制備可降解地膜的方法。本發(fā)明涉及可降解塑料領域，針對目前塑料地膜造成的環(huán)境污染問題而提出，使用馬鈴薯淀粉、聚乙烯醇、增塑劑、交聯(lián)劑等共混、交聯(lián)反應后流延成膜或擠出成膜得到可完全降解的薄膜材料；其特征在于制備過程中使用特定的條件，如原料成分、各成分重量份數(shù)比例和反應條件。本發(fā)明以馬鈴薯淀粉為主要原料，也可直接使用馬鈴薯為原料，成膜均勻，具有普通聚乙烯膜的機械性能，可用于可降級地膜材料，制備工藝簡單，具有良好的推廣價值。
文檔編號C08K5/053GK103242561SQ20131020055
公開日2013年8月14日 申請日期2013年5月27日 優(yōu)先權日2013年5月27日
發(fā)明者王帥 申請人:新疆師范大學