[发明专利]一种全生物降解多重交联明胶基农用地膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种全生物降解多重交联明胶基农用地膜及其制备方法，属于农用薄膜技术领域。以明胶为主要基础材料，首先在THP盐(四羟基季盐)的作用下使明胶分子之间形成共价交联网络，再以PVA(聚乙烯醇)为第二网络与明胶分子之间产生大量氢键，制备得到一种多重交联的明胶基农用地膜。本发明的制备方法操作简单、反应条件温和、易于实现，实用性强，适合大规模扩展应用，制备的农用地膜的物理机械性能和透光性能良好，可以作为一种优秀的农用薄膜，且该薄膜降解后可以作为肥料被农作物吸收，既保护了耕地土壤质量又节约了化肥的用量，减少农用薄膜对不可再生石油产品的依赖，符合农业领域的可持续发展战略。

技术领域

本发明属于农用薄膜技术领域，涉及一种全生物降解多重交联明胶基农用地膜及其制备方法。

背景技术

农用薄膜是继种子、化肥、农药之后的农业重要生产材料，它的应用为农业生产带来了一场革命，对农业增效、农民增收做出了重要贡献。常使用的薄膜为普通聚氯乙烯薄膜、聚氯乙烯无滴膜、普通聚乙烯薄膜、聚乙烯无滴膜、聚乙烯多功能复合膜以及EVA多功能复合膜等。其中地膜覆盖面积平均每年都有所增长，目前地膜覆盖面积和每年地膜的实际消费量也随之增长。随着农业科学技术的迅速发展，对地膜的需求量将会继续增长。目前绝大部分农用薄膜原料为化工石油，其中聚氯乙烯在80℃以上时会分解释放盐酸等有毒有害物质，且随着地膜使用年限的增加，土壤中的地膜残留越来越大，因残膜的影响，土壤物理性状也随之变差，土壤中残膜量越多，土壤含水量越低，土壤密度比重越大，空隙越小，严重影响有限耕地的土壤质量。因此，开发符合农业生产使用的生物质基、可降解的农用薄膜对农业的可持续发展具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中，现有农用地膜难以降解从而影响土壤质量的缺点，提供一种全生物降解多重交联明胶基农用地膜及其制备方法。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种全生物降解多重交联明胶基农用地膜，所述农用地膜的机械性能如下：断裂应力为11.09～32.83MPa，断裂应变为2.77～3.92mm/mm，厚度为0.114～0.138mm，撕裂能为13.26～36.56kJ/m²。

一种全生物降解多重交联明胶基农用地膜的制备方法，包括如下步骤：

S1：按照5g明胶：0.25～1.25g PVA：2g甘油：80mL水的投料比，将明胶、PVA、甘油和水混合搅拌至完全溶解，再向其中加入THP盐，得到混合溶液，搅拌反应120～150min，得到成膜母液；

S2：将成膜母液置于模具中进行冷却成型，干燥后得到全生物降解多重交联明胶基农用地膜。

优选地，S1所述的THP盐在混合溶液中的体积分数为0.05％～0.2％。

优选地，S1所述的THP盐的化学式为[C₄H₁₂O₄P]X，其中X为Cl^-、OH^-或SO₄^2-。

优选地，S1所述的混合搅拌和搅拌反应的温度均为85～95℃。

优选地，S2所述的干燥是在30～40℃条件下进行的。

优选地，所述明胶的分子质量为80000～10000。

优选地，所述PVA的聚合度为1700～1800。

优选地，所述模具为聚四氟乙烯模具。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：