[发明专利]一种可降解高性能植物纤维综合农用地膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于领域，特别涉及一种可降解高性能植物纤维综合农用地膜及其制备方法。

背景技术

随着塑料工业的迅速发展，在农业方面，由于农用地膜的使用，有效的控制了土壤的温度和湿度，减少了水分和营养物质的流失，促进了农作物的高产和稳定，从而增加了农业生产的效益。

农用塑料地膜在20世纪中叶开始应用。1955年日本首次应用于草莓生产，并进行推广。60年代初，法国、意大利、美国等国家开始在蔬菜、水果、咖啡、烟草、棉花等作物生产上应用农用塑料地膜，均获得良好效果。我国自1978年从日本引进塑料农用地膜覆盖技术以来，地膜覆盖技术在国内农业生产中得到了迅速推广，极大地提高了我国农作物产量。

但与此同时，由于地膜的一次性使用，降解时间长达二三百年，用后易破碎在农田中并夹杂了大量的沙土，很难回收利用。每年都会有大量的残膜留在土壤中。塑料地膜多为分子量数万至数十万的聚乙烯，它们在自然界中很难降解。这些地膜碎片可在土壤中形成阴隔层，使土壤中的水、气、肥等流动受阻，造成土壤结构板结，严重危害生态环境，造成白色污染。因此，解决残留地膜污染土壤问题，已经成为地膜覆盖栽培技术的当务之急。

日本、美国、意大利、法国、德国、加拿大等发达国家，于上个世纪末相继着手研究可降解地膜。主要类型包括：生物降解地膜、光降解地膜、光/生物降解地膜和利用植物纤维制成的可降解地膜。其中，生物降解地膜可分为化学合成分子基地膜、天然高分子基地膜两大类，但只有所含的淀粉成分可降解，其中的塑料成分并不能降解。光降解地膜分为添加型光降解地膜和合成型光降解地膜两大类，光降解地膜降解速度快、很难控制，且这种地膜只有在光下才能降解，因此它的使用很受限制。光/生物降解地膜能把地膜降解成小颗粒，短期内对作物生长不会有太明显的负面影响，但随着使用时间的延长，土壤中塑料颗粒逐渐增加，难以清除，可能带来比使用塑料地膜更严重的污染，不利于农业的可持续发展。植物纤维基地膜是利用植物纤维，如针叶木、阔叶木、麻、苇等多种天然原料生产地膜，如日本研究开发的纸地膜、麻地膜。纸地膜可被土壤微生物完全降解，没有污染，但所述纸地膜抗风雨能力差、易破损，遇雨后撕破强力大大降低，不易机械化铺膜，同时价格较贵，目前在生产上使用量较少。20世纪末，日本研制出农用麻地膜，主要以纸浆和麻纤维为原料，韧性较纸地膜大大增强，提高了机械化铺设的效率，但日本麻纤维缺乏，价格昂贵，难以大量推广应用。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种可降解高性能植物纤维综合农用地膜及其制备方法。所述地膜采用植物纤维等天然原料生产，采用新工艺制成的地膜，不仅韧性较强，适合机械化铺设，而且可在土壤中完全降解，属于环保型产品。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种可降解高性能植物纤维综合农用地膜，制备所述农用地膜的原料包括植物纤维、淀粉、纤维素、增强剂、防水剂和助滤剂，所述各原料的重量份数比为：

植物纤维 60~75

淀粉 5~15

纤维素 3~10

增强剂 0.5~5

防水剂 0.5~15

助滤剂 4~10。

进一步的，所述植物纤维为稻草植物纤维、棉杆植物纤维或木材残料植物纤维。

进一步的，所述稻草植物纤维的提取方法包括以下步骤：

1）清洗、除尘：通过高压泵喷洗、揉搓将原料稻草，去除包括尘土、沙石、泥土在内的杂质，并利用高磁铁去除铁杂质，得到清洁干净的稻草原料；

2）膨化：向稻草原料中添加酸碱，利用酸碱综合处理工艺处理稻草原料，将原料置于膨化机中，2.8-3.6个大气压下，旋转28-30分钟排出，静置2-3小时自行反应，得到孰料待用；

3）搓丝：把待用的熟料，用双螺杆搓丝分离，纤维送到前面，渣料排出，并把纤维料加温到130℃，按2%-6%的比例添加双氧水，使丝状达到白度要求80度以上，得到搓丝合格的料；

4）反应仓：将搓丝合格的料慢慢降温达到丝状白度稳定后（80度以上），直接送入热磨机，经过热磨机处理，纤维达到扣解度36，白度达到80度以上，得到片状纤维；

5）揉搓分离：把片状纤维揉搓成分散状，并把包括尘埃在内的杂质排出，得到纤维初产品；

6）压滤：将纤维初产品送至压滤机，首次压滤将所含水分挤压到含水60%-70%，二次压滤后含水40%~50%，三次压滤后含水量达到14%-20%，即得到所述的植物纤维。