本發(fā)明涉及農(nóng)用地膜技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種透光性能好的改性淀粉可降解地膜。
背景技術(shù)：
目前，地膜覆蓋技術(shù)在農(nóng)業(yè)中得到了廣泛推廣，應(yīng)用到了小麥、水稻、玉米、大豆、高粱、棉花等作物的種植中，增產(chǎn)效果明顯，由于現(xiàn)在大量使用的地膜是不可降解的高分子化合物，既不受微生物侵蝕，也不能自行分解。長此下去，必然會給后人帶來難以解決的污染危害。因此，研究可降解地膜逐漸受到重視。淀粉是自然界豐富的可再生資源，它無毒無害，可完全生物降解，然而較差的力學(xué)性能與防水性能卻限制了其應(yīng)用。 其應(yīng)用受到限制。淀粉是一種可再生資源，不僅來源廣泛，價格低廉，且其制品在使用中具有優(yōu)異的環(huán)保性能，廢棄后能迅速降解，源于自然，回歸自然。但是，由于淀粉是一種強極性的結(jié)晶性物質(zhì)，分子內(nèi)與分子間存在著大量的氫鍵，一般條件下熱塑性差，難以加工成型，且所制得的產(chǎn)品存在著力學(xué)強度低、耐水性差和濕強度低等缺點，因此，如何提高淀粉材料的強度、韌性和防水性是淀粉類全生物降解材料能真正替代塑料原料的一個急需解決的問題。通過對淀粉改性，淀粉顆粒膨脹，結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，結(jié)晶度降低，具有一定的分子柔順性，且成膜性好，與高分子樹脂的相容性提高，這樣大大的提高了淀粉地膜的性能，使其應(yīng)用范圍更廣。
《疏水化改性淀粉/PVA生物降解塑料地膜的研究》一文中，作者以玉米淀粉為原料，經(jīng)過羧甲基醚化、交聯(lián)雙改性，其中醚化溫度為74.44℃，氫氧化鈉/淀粉的摩爾比值1.85，醚化時間2.33h，乙醇濃度為84.65%，交聯(lián)改性過程中，使用環(huán)氧氯丙烷作為交聯(lián)劑，用量為0.05%，交聯(lián)時間為1.0h，氫氧化鈉用量為1.5%，然后得到熱塑性較強的交聯(lián)-羧甲基淀粉，再利用其與PVA共混，經(jīng)過交聯(lián)、增速、疏水化改性，膜的力學(xué)性能達到標準要求，吸水率大大降低，但是其綜合性能還達不到實際使用的需要，需要對其進一步改性滿足各種使用需求，以提高淀粉膜的機械性能、韌性、強度和其他屬性，擴大應(yīng)用范圍。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的就是為了彌補已有技術(shù)的缺陷，提供一種透光性能好的改性淀粉可降解地膜。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：
一種透光性能好的改性淀粉可降解地膜，由以下重量份的原料制備制成：干基玉米淀粉64-70、乙醇23-2一氯乙酸11-15、二氧化硅14-16、環(huán)氧氯丙烷0.08-0.1、紫外線吸收劑0.5-1、超細碳酸鈣4-5、聚氧乙烯蠟2-3、造紙廢液16-20、硅烷偶聯(lián)劑0.1-0.2、抗氧劑10100.2-0.3、阿拉伯膠2-3、二甲基甲酰胺60-80、85%乙醇溶液適量、去離子水適量。
所述一種透光性能好的改性淀粉可降解地膜，由以下具體步驟制備制成：
(1)將干基玉米淀粉和6-10倍量的氫氧化鈉混合均勻，轉(zhuǎn)到反應(yīng)釜中攪拌，轉(zhuǎn)速為80-100r/min，在35℃下攪拌反應(yīng)30min，將乙醇溶液和一氯乙酸混合均勻后，噴在淀粉表面繼續(xù)攪拌10min，反應(yīng)結(jié)束后，冷卻至室溫，然后用85%乙醇溶液洗滌上述改性淀粉并加入適量冰醋酸，調(diào)節(jié)pH為7.0，抽濾，繼續(xù)用85%乙醇水溶液洗滌濾餅2-3次，然后在鼓風(fēng)干燥機中50℃下干燥2-3h，粉碎、篩分過100目，得到羧甲基淀粉；
（2）將步驟（1）制備的羧甲基淀粉加到堿性溶液中調(diào)成粉漿，堿性溶液和羧甲基淀粉按照體積質(zhì)量比ml:g1.5-2:1混合，然后置于70-80℃的恒溫水浴鍋中不斷攪拌，將環(huán)氧氯丙烷溶解于適量堿液中，3-5min內(nèi)全部滴入淀粉乳中，反應(yīng)1-3h，反應(yīng)完畢后用鹽酸調(diào)節(jié)溶液的ph值至6-7，靜置一段時間，洗滌，抽濾，置于干燥箱中在55℃干燥4h，制得交聯(lián)-羧甲基淀粉；
（3）將造紙廢液靜置24h后過濾除去水不溶性顆粒及纖維狀雜質(zhì)，再經(jīng)濃縮處理得到濃縮液，調(diào)節(jié)pH值至3-4備用；將超細碳酸鈣在烘箱中80-100℃下干燥4-5h，自然冷卻至室溫后置于反應(yīng)釜內(nèi)，開啟攪拌，加入備用的造紙廢液、硅烷偶聯(lián)劑和阿拉伯膠，在90-110℃下反應(yīng)3-5小時，反應(yīng)結(jié)束后調(diào)整pH至中性，過濾，沉淀烘干；
（4）將步驟（2）制備的產(chǎn)物配置成濃度為38-48g/L的淀粉乳，加入步驟（3）制備的產(chǎn)物在95-100℃下攪拌30-40min，攪拌結(jié)束后加入其余剩余物質(zhì)繼續(xù)攪拌50-60min，再將混合乳液轉(zhuǎn)移至均質(zhì)器18000r/min均質(zhì)5min，形成均勻的成膜液，然后將成膜液于0.09MPa真空度下脫氣20min，流延成膜即可。
所述一種透光性能好的改性淀粉可降解地膜，所述堿性溶液是由氫氧化鈉和氯化鈉按照質(zhì)量比2-3:1混合，然后用總重量3-4倍量的去離子水溶解攪拌均勻得到。
本發(fā)明的優(yōu)點是：本發(fā)明利用玉米淀粉為原料，經(jīng)過羧甲基醚化、交聯(lián)雙改性，制得改性的玉米淀粉，大大的增加了淀粉的表面基團，分子間存在強的化學(xué)鍵合作用，對流動產(chǎn)生的粘性阻力增大，表觀黏度上升，阻礙了淀粉糊中直鏈分子間的重新排列和締合，增加了淀粉低溫分散系的保水性，大大減少了凝沉和凝膠傾向，并且提高了透光率和降低了親水性，滿足了農(nóng)作物對光照的要求，以及提高了成膜的優(yōu)良性和穩(wěn)定性，多糖是具有特殊的長鏈螺旋分子結(jié)構(gòu)，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，成膜性能較好，阻氣性也優(yōu)良，阻濕性能較差，利用造紙廢液含有大量的木質(zhì)素，和淀粉具有良好的相容性，并且變廢為寶，利用其作為碳酸鈣的改性劑，使其在淀粉膜中具有良好的分散性，提高膜的透光性、韌性和強度等，并且減少廢液對環(huán)境和土壤的污染，本發(fā)明的透光性農(nóng)用地膜，制備工藝簡單，具有很好的韌性和強度高的優(yōu)點，透光性能優(yōu)異，滿足作物對光照的需求，環(huán)保性好，不會對土壤造成破壞，值得推廣。
具體實施方式
一種透光性能好的改性淀粉可降解地膜，由以下重量份（公斤）的原料制備制成：干基玉米淀粉64、乙醇23、一氯乙酸11、二氧化硅14、環(huán)氧氯丙烷0.08、紫外線吸收劑0.5、超細碳酸鈣4、聚氧乙烯蠟2、造紙廢液16、硅烷偶聯(lián)劑0.1、抗氧劑10100.2、阿拉伯膠2、二甲基甲酰胺60、85%乙醇溶液適量、去離子水適量。
所述一種透光性能好的改性淀粉可降解地膜，由以下具體步驟制備制成：
(1)將干基玉米淀粉和6倍量的氫氧化鈉混合均勻，轉(zhuǎn)到反應(yīng)釜中攪拌，轉(zhuǎn)速為80r/min，在35℃下攪拌反應(yīng)30min，將乙醇溶液和一氯乙酸混合均勻后，噴在淀粉表面繼續(xù)攪拌10min，反應(yīng)結(jié)束后，冷卻至室溫，然后用85%乙醇溶液洗滌上述改性淀粉并加入適量冰醋酸，調(diào)節(jié)pH為7.0，抽濾，繼續(xù)用85%乙醇水溶液洗滌濾餅2次，然后在鼓風(fēng)干燥機中50℃下干燥2h，粉碎、篩分過100目，得到羧甲基淀粉；
（2）將步驟（1）制備的羧甲基淀粉加到堿性溶液中調(diào)成粉漿，堿性溶液和羧甲基淀粉按照體積質(zhì)量比ml:g1.5:1混合，然后置于70℃的恒溫水浴鍋中不斷攪拌，將環(huán)氧氯丙烷溶解于適量堿液中，3min內(nèi)全部滴入淀粉乳中，反應(yīng)1h，反應(yīng)完畢后用鹽酸調(diào)節(jié)溶液的ph值至6，靜置一段時間，洗滌，抽濾，置于干燥箱中在55℃干燥4h，制得交聯(lián)羧甲基淀粉；
（3）將造紙廢液靜置24h后過濾除去水不溶性顆粒及纖維狀雜質(zhì)，再經(jīng)濃縮處理得到濃縮液，調(diào)節(jié)pH值至3備用；將超細碳酸鈣在烘箱中80℃下干燥4h，自然冷卻至室溫后置于反應(yīng)釜內(nèi)，開啟攪拌，加入備用的造紙廢液、硅烷偶聯(lián)劑和阿拉伯膠，在90℃下反應(yīng)3小時，反應(yīng)結(jié)束后調(diào)整pH至中性，過濾，沉淀烘干；
（4）將步驟（2）制備的產(chǎn)物配置成濃度為38g/L的淀粉乳，加入步驟（3）制備的產(chǎn)物在95℃下攪拌30min，攪拌結(jié)束后加入其余剩余物質(zhì)繼續(xù)攪拌50min，再將混合乳液轉(zhuǎn)移至均質(zhì)器18000r/min均質(zhì)5min，形成均勻的成膜液，然后將成膜液于0.09MPa真空度下脫氣20min，流延成膜即可。
所述一種透光性能好的改性淀粉可降解地膜，所述堿性溶液是由氫氧化鈉和氯化鈉按照質(zhì)量比2:1混合，然后用總重量3倍量的去離子水溶解攪拌均勻得到。
按照實施例的方法制備淀粉膜，對其進行性能測試，結(jié)果如下：
抗拉強度（MPa）：52.4；斷裂伸長率（%）：318%；透光率（600nm，%）：86.4；水蒸氣透過率（g.cm.cm-2.s-1.Pa-1）:1.82×10-12 ；吸水率（%）：4.5。