CN111925616A - 利用pva/生物基复合材料制备农用地膜的方法 - Google Patents
利用pva/生物基复合材料制备农用地膜的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111925616A CN111925616A CN202010717551.5A CN202010717551A CN111925616A CN 111925616 A CN111925616 A CN 111925616A CN 202010717551 A CN202010717551 A CN 202010717551A CN 111925616 A CN111925616 A CN 111925616A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pva
- preparing
- composite material
- agricultural mulching
- based composite
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 15
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 claims abstract description 43
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 claims abstract description 36
- 239000008107 starch Substances 0.000 claims abstract description 36
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 19
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 claims abstract description 19
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 claims abstract description 18
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M Propionate Chemical compound CCC([O-])=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 18
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 13
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 238000010101 extrusion blow moulding Methods 0.000 claims description 14
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 13
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 13
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- OTGHWLKHGCENJV-UHFFFAOYSA-N glycidic acid Chemical compound OC(=O)C1CO1 OTGHWLKHGCENJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 9
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 claims description 9
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 7
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 7
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 6
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 6
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 6
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid Substances OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- -1 arylamine tertiary amine Chemical class 0.000 claims description 4
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 4
- 229940124543 ultraviolet light absorber Drugs 0.000 claims description 4
- 239000006097 ultraviolet radiation absorber Substances 0.000 claims description 4
- 239000004359 castor oil Substances 0.000 claims description 3
- 235000019438 castor oil Nutrition 0.000 claims description 3
- ZEMPKEQAKRGZGQ-XOQCFJPHSA-N glycerol triricinoleate Natural products CCCCCC[C@@H](O)CC=CCCCCCCCC(=O)OC[C@@H](COC(=O)CCCCCCCC=CC[C@@H](O)CCCCCC)OC(=O)CCCCCCCC=CC[C@H](O)CCCCCC ZEMPKEQAKRGZGQ-XOQCFJPHSA-N 0.000 claims description 3
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims description 3
- 235000015112 vegetable and seed oil Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000008158 vegetable oil Substances 0.000 claims description 3
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000006136 alcoholysis reaction Methods 0.000 claims description 2
- 150000008366 benzophenones Chemical class 0.000 claims description 2
- 125000003354 benzotriazolyl group Chemical class N1N=NC2=C1C=CC=C2* 0.000 claims description 2
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 claims description 2
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000008301 phosphite esters Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000002362 mulch Substances 0.000 claims 8
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 abstract description 5
- 229920001059 synthetic polymer Polymers 0.000 abstract description 3
- 229920005615 natural polymer Polymers 0.000 abstract description 2
- ADTJPOBHAXXXFS-UHFFFAOYSA-N n-[3-(dimethylamino)propyl]prop-2-enamide Chemical compound CN(C)CCCNC(=O)C=C ADTJPOBHAXXXFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 7
- 229940100445 wheat starch Drugs 0.000 description 7
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 6
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 6
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N dimethylselenoniopropionate Natural products CCC(O)=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- BPJZKLBPJBMLQG-KWRJMZDGSA-N propanoyl (z,12r)-12-hydroxyoctadec-9-enoate Chemical compound CCCCCC[C@@H](O)C\C=C/CCCCCCCC(=O)OC(=O)CC BPJZKLBPJBMLQG-KWRJMZDGSA-N 0.000 description 6
- IMOYOUMVYICGCA-UHFFFAOYSA-N 2-tert-butyl-4-hydroxyanisole Chemical compound COC1=CC=C(O)C=C1C(C)(C)C IMOYOUMVYICGCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 5
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 4
- 238000005886 esterification reaction Methods 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000032050 esterification Effects 0.000 description 3
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 description 3
- 229920006255 plastic film Polymers 0.000 description 3
- 235000019260 propionic acid Nutrition 0.000 description 3
- IUVKMZGDUIUOCP-BTNSXGMBSA-N quinbolone Chemical compound O([C@H]1CC[C@H]2[C@H]3[C@@H]([C@]4(C=CC(=O)C=C4CC3)C)CC[C@@]21C)C1=CCCC1 IUVKMZGDUIUOCP-BTNSXGMBSA-N 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 235000012424 soybean oil Nutrition 0.000 description 3
- 239000003549 soybean oil Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940105325 3-dimethylaminopropylamine Drugs 0.000 description 1
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 238000012271 agricultural production Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000009933 burial Methods 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004440 column chromatography Methods 0.000 description 1
- 239000002361 compost Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- IUNMPGNGSSIWFP-UHFFFAOYSA-N dimethylaminopropylamine Chemical compound CN(C)CCCN IUNMPGNGSSIWFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002330 electrospray ionisation mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004185 ester group Chemical group 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- NPZTUJOABDZTLV-UHFFFAOYSA-N hydroxybenzotriazole Substances O=C1C=CC=C2NNN=C12 NPZTUJOABDZTLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N methane;hydrate Chemical compound C.O VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 description 1
- USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L potassium persulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 238000003900 soil pollution Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000009331 sowing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
- C08J5/18—Manufacture of films or sheets
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
- A01G13/00—Protecting plants
- A01G13/02—Protective coverings for plants; Coverings for the ground; Devices for laying-out or removing coverings
- A01G13/0256—Ground coverings
- A01G13/0268—Mats or sheets, e.g. nets or fabrics
- A01G13/0275—Films
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
- C08B31/00—Preparation of derivatives of starch
- C08B31/02—Esters
- C08B31/04—Esters of organic acids, e.g. alkenyl-succinated starch
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2329/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an alcohol, ether, aldehydo, ketonic, acetal, or ketal radical; Hydrolysed polymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids; Derivatives of such polymer
- C08J2329/02—Homopolymers or copolymers of unsaturated alcohols
- C08J2329/04—Polyvinyl alcohol; Partially hydrolysed homopolymers or copolymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2403/00—Characterised by the use of starch, amylose or amylopectin or of their derivatives or degradation products
- C08J2403/04—Starch derivatives
- C08J2403/06—Esters
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2433/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers
- C08J2433/24—Homopolymers or copolymers of amides or imides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2491/00—Characterised by the use of oils, fats or waxes; Derivatives thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K13/00—Use of mixtures of ingredients not covered by one single of the preceding main groups, each of these compounds being essential
- C08K13/02—Organic and inorganic ingredients
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/20—Oxides; Hydroxides
- C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
- C08K2003/2296—Oxides; Hydroxides of metals of zinc
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/04—Oxygen-containing compounds
- C08K5/13—Phenols; Phenolates
- C08K5/132—Phenols containing keto groups, e.g. benzophenones
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
- Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
- Y02A40/28—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture specially adapted for farming
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Toxicology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Protection Of Plants (AREA)
Abstract
本发明公开了一种利用PVA/生物基复合材料制备农用地膜的方法，涉及农用地膜技术领域，包括以下步骤：(1)环氧丙酸酯淀粉的制备；(2)共混料的准备；(3)农用地膜的成型。本发明通过对淀粉的酯化改性制得环氧丙酸酯淀粉，再以PVA作为主料，协以增塑剂、抗氧剂和防紫外线剂制得农用地膜；所制农用地膜综合了合成高分子材料和天然高分子材料的优势，通过生物基材料的添加来优化农用地膜的生物可降解性能，同时所制农用地膜还具有良好的力学性能和耐候性能，满足目前农用地膜的使用要求。
Description
技术领域：
本发明涉及农用地膜技术领域，具体涉及一种利用PVA/生物基复合材料制备农用地膜的方法。
背景技术：
农用地膜是应用于农业生产的塑料薄膜，对播种时期的保湿、保温起到非常重要的作用。为了避免因塑料薄膜无法被生物降解而引发的土壤污染问题，现在提倡开发和应用可降解型农用地膜。
完全生物降解地膜由于其特殊的分子构成，在使用过程中性能稳定，使用后能在堆肥、土壤、水和活化污泥等环境下，被微生物或动植物体内的酶最终分解为二氧化碳和水，具有良好的生物相容性和生物可吸收性。
生物基材料是指利用可再生生物质，包括农作物、树木和其它植物及残体和内含物为原料，通过生物、化学以及物理等手段制造的一类新型材料，具有绿色、环境友好、原料可再生以及可生物降解的特性。
生物基材料虽然具有可生物降解的优势，但用于加工农用地膜时存在薄膜成型性差、力学性能不佳的缺陷，因此需要对生物基材料进行改进或者与合成高分子材料组合后用于农用地膜的加工。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题在于提供一种利用PVA/生物基复合材料制备农用地膜的方法，通过对淀粉的酯化改性制得环氧丙酸酯淀粉，再以PVA作为主料，协以增塑剂、抗氧剂和防紫外线剂制得农用地膜，加工成型性好，所制农用地膜不仅具有优异的生物可降解性能，还具有良好的力学性能和耐候性能。
本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
利用PVA/生物基复合材料制备农用地膜的方法，包括以下步骤：
(1)环氧丙酸酯淀粉的制备：将植物淀粉分散于水中制成浆体，并加入环氧丙酸的水溶液，再滴加催化剂，加热反应，反应结束后冷却，离心，过滤，干燥，得到环氧丙酸酯淀粉；
(2)共混料的准备：向PVA中加入上述环氧丙酸酯淀粉、增塑剂、抗氧剂和防紫外线剂，混合均匀，得到共混料；
(3)农用地膜的成型：将上述共混料送入挤出吹塑机中，挤出吹塑成膜，挤出温度在180-230℃，经风冷、牵引和卷取，得到农用地膜。
所述植物淀粉、环氧丙酸的质量比为(50-100):(5-20)。
所述催化剂为浓硫酸。
所述加热反应的温度为60-80℃。
本发明通过酯化反应将淀粉分子结构中的部分羟基转变为带有环氧基的酯基，在保留淀粉原有亲水性的基础上优化淀粉的薄膜加工成型性能和力学性能。虽然对淀粉进行酯化改性属于本领域的公知技术手段，但具体以环氧丙酸作为淀粉改性剂以优化薄膜成型性能和力学性能的应用不属于本领域的现有技术或者公知常识。
所述PVA、环氧丙酸酯淀粉、增塑剂、抗氧剂和防紫外线剂的质量比为(50-100):(10-50):(1-10):(0.1-5):(0.1-5)。
所述PVA的聚合度为1800-2200，醇解度≥98％。
所述增塑剂为环氧植物油增塑剂或蓖麻油基增塑剂。
环氧植物油增塑剂和蓖麻油基增塑剂属于价格低廉、原料易得的可再生资源，产品分子结构中不含苯环，不仅具有优良的增塑作用，而且无毒、环保、可生物降解。
所述抗氧剂为受阻酚型抗氧剂、芳胺叔胺型抗氧剂、亚磷酸酯型抗氧剂、硫酯硫醚型抗氧剂、螯合金属离子的酰肼型抗氧剂中的一种或几种。
所述防紫外线剂由任意质量比的紫外光屏蔽剂和紫外光吸收剂组成，紫外光屏蔽剂为碳黑、氧化锌、氧化铁红中的一种或几种，紫外光吸收剂为二苯甲酮类化合物、苯并三唑类化合物中的一种或几种。
通过紫外光屏蔽和紫外光吸收的双重作用方式来优化防紫外线性能，从而减缓紫外光对塑料薄膜的破坏速度。
上述增塑剂属于本领域现有常用环保型增塑剂，本发明除了采用上述增塑剂作为薄膜加工增塑剂以外，还采用聚N-(3-(二甲氨基)丙基)丙烯酰胺作为增塑剂，取得了优于上述增塑剂的增塑效果。
所述增塑剂为聚N-(3-(二甲氨基)丙基)丙烯酰胺，是以N-(3-(二甲氨基)丙基)丙烯酰胺作为单体经聚合反应制成，聚合度为12-25万。
本发明的有益效果是：本发明通过对淀粉的酯化改性制得环氧丙酸酯淀粉，再以PVA作为主料，协以增塑剂、抗氧剂和防紫外线剂制得农用地膜；所制农用地膜综合了合成高分子材料和天然高分子材料的优势，通过生物基材料的添加来优化农用地膜的生物可降解性能，同时所制农用地膜还具有良好的力学性能和耐候性能，满足目前农用地膜的使用要求。
具体实施方式：
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
小麦淀粉购自江苏寻贻生物科技有限公司，PVA购自上海凯茵化工有限公司，乙酰蓖麻油酸甲酯购自(克拉玛尔)上海紫一试剂厂，环氧大豆油购自江苏盛凯增塑剂科技有限公司，氧化锌购自山东博奥实业有限公司的99.9％氧化锌。
实施例1
(1)环氧丙酸酯淀粉的制备：将68g小麦淀粉分散于水中制成浆体，并加入12g环氧丙酸的水溶液(质量以环氧丙酸计)，再滴加0.5g 98％浓硫酸，加热至70℃反应8h，反应结束后冷却，离心，过滤，干燥，得到环氧丙酸酯淀粉
(2)共混料的准备：向65g PVA中加入35g上述环氧丙酸酯淀粉、3g乙酰蓖麻油酸甲酯、0.8g叔丁基-4-羟基茴香醚、0.25g氧化锌和0.25g紫外线吸收剂UV-531，混合均匀，得到共混料；
(3)农用地膜的成型：将上述共混料送入挤出吹塑机中，挤出吹塑成膜，挤出温度设置为一区195℃，二区205℃，三区215℃，四区220℃，五区215℃，六区205℃，经风冷、牵引和卷取，得到厚度120μm的农用地膜。
实施例2
实施例2与实施例1的区别之处在于将增塑剂乙酰蓖麻油酸甲酯替换为等质量的环氧大豆油。
(1)环氧丙酸酯淀粉的制备：将68g小麦淀粉分散于水中制成浆体，并加入12g环氧丙酸的水溶液(质量以环氧丙酸计)，再滴加0.5g 98％浓硫酸，加热至70℃反应8h，反应结束后冷却，离心，过滤，干燥，得到环氧丙酸酯淀粉；
(2)共混料的准备：向65g PVA中加入35g上述环氧丙酸酯淀粉、3g环氧大豆油、0.8g叔丁基-4-羟基茴香醚、0.25g氧化锌和0.25g紫外线吸收剂UV-531，混合均匀，得到共混料；
(3)农用地膜的成型：将上述共混料送入挤出吹塑机中，挤出吹塑成膜，挤出温度设置为一区195℃，二区205℃，三区215℃，四区220℃，五区215℃，六区205℃，经风冷、牵引和卷取，得到厚度120μm的农用地膜。
实施例3
实施例3与实施例1的区别之处在于将增塑剂乙酰蓖麻油酸甲酯替换为等质量的聚N-(3-(二甲氨基)丙基)丙烯酰胺。
N-(3-(二甲氨基)丙基)丙烯酰胺的合成：向50g水中加入0.72g丙烯酸和1.02g 3-二甲氨基丙胺，再加入1.92g EDC.HCl和1.35g HOBt，加热至80℃反应3h，反应结束后蒸馏除水，柱层析(层析剂为体积比5:1的乙酸乙酯和石油醚)，得到N-(3-(二甲氨基)丙基)丙烯酰胺。ESI-MS:m/z＝157.13[M+1]+.
聚N-(3-(二甲氨基)丙基)丙烯酰胺的合成：向水中加入5g N-(3-(二甲氨基)丙基)丙烯酰胺和0.05g过硫酸钾，加热至80℃反应8h，反应结束后蒸馏除水，得到聚N-(3-(二甲氨基)丙基)丙烯酰胺。
(1)环氧丙酸酯淀粉的制备：将68g小麦淀粉分散于水中制成浆体，并加入12g环氧丙酸的水溶液(质量以环氧丙酸计)，再滴加0.5g 98％浓硫酸，加热至70℃反应8h，反应结束后冷却，离心，过滤，干燥，得到环氧丙酸酯淀粉；
(2)共混料的准备：向65g PVA中加入35g上述环氧丙酸酯淀粉、3g聚N-(3-(二甲氨基)丙基)丙烯酰胺、0.8g叔丁基-4-羟基茴香醚、0.25g氧化锌和0.25g紫外线吸收剂UV-531，混合均匀，得到共混料；
(3)农用地膜的成型：将上述共混料送入挤出吹塑机中，挤出吹塑成膜，挤出温度设置为一区195℃，二区205℃，三区215℃，四区220℃，五区215℃，六区205℃，经风冷、牵引和卷取，得到厚度120μm的农用地膜。
对比例1
对比例1与实施例1的区别之处在于将环氧丙酸替代为等摩尔量的丙酸。
(1)丙酸酯淀粉的制备：将68g小麦淀粉分散于水中制成浆体，并加入10g丙酸的水溶液(质量以丙酸计)，再滴加0.5g 98％浓硫酸，加热至70℃反应8h，反应结束后冷却，离心，过滤，干燥，得到丙酸酯淀粉；
(2)共混料的准备：向65g PVA中加入35g上述丙酸酯淀粉、3g乙酰蓖麻油酸甲酯、0.8g叔丁基-4-羟基茴香醚、0.25g氧化锌和0.25g紫外线吸收剂UV-531，混合均匀，得到共混料；
(3)农用地膜的成型：将上述共混料送入挤出吹塑机中，挤出吹塑成膜，挤出温度设置为一区195℃，二区205℃，三区215℃，四区220℃，五区215℃，六区205℃，经风冷、牵引和卷取，得到厚度120μm的农用地膜。
对比例2
对比例2与实施例1的区别之处在于未对小麦淀粉进行酯化改性。
(1)共混料的准备：向65g PVA中加入35g小麦淀粉、3g乙酰蓖麻油酸甲酯、0.8g叔丁基-4-羟基茴香醚、0.25g氧化锌和0.25g紫外线吸收剂UV-531，混合均匀，得到共混料；
(2)农用地膜的成型：将上述共混料送入挤出吹塑机中，挤出吹塑成膜，挤出温度设置为一区195℃，二区205℃，三区215℃，四区220℃，五区215℃，六区205℃，经风冷、牵引和卷取，得到厚度120μm的农用地膜。
分别利用上述实施例和对比例制备农用地膜，并测试农用地膜的使用性能，结果如表1所示。
对上述实施例所制农用地膜按照土壤掩埋法进行降解试验，12个月后计算降解率。结果显示：上述实施例所制农用地膜的降解率均达到80％以上。
降解率＝[(m0-m1)/m0]×100％，m0为降解试验前薄膜质量，m1为降解试验后薄膜质量。
按照标准GB/T 1040.1-2018《塑料拉伸性能的测定第1部分：总则》测定拉伸强度，单位MPa。
按照标准QB/T 1130-1991《塑料直角撕裂性能试验方法》测定直角撕裂强度，单位kN/m。
表1农用地膜的拉伸强度和直角撕裂强度
| 项目 | 拉伸强度 | 直角撕裂强度 |
| 实施例1 | 28.5 | 42.7 |
| 实施例2 | 29.7 | 44.1 |
| 实施例3 | 31.8 | 46.6 |
| 对比例1 | 26.4 | 37.2 |
| 对比例2 | 21.3 | 33.5 |
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (9)
1.利用PVA/生物基复合材料制备农用地膜的方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)环氧丙酸酯淀粉的制备：将植物淀粉分散于水中制成浆体，并加入环氧丙酸的水溶液，再滴加催化剂，加热反应，反应结束后冷却，离心，过滤，干燥，得到环氧丙酸酯淀粉；
(2)共混料的准备：向PVA中加入上述环氧丙酸酯淀粉、增塑剂、抗氧剂和防紫外线剂，混合均匀，得到共混料；
(3)农用地膜的成型：将上述共混料送入挤出吹塑机中，挤出吹塑成膜，挤出温度在180-230℃，经风冷、牵引和卷取，得到农用地膜。
2.根据权利要求1所述的利用PVA/生物基复合材料制备农用地膜的方法，其特征在于：所述植物淀粉、环氧丙酸的质量比为(50-100):(5-20)。
3.根据权利要求1所述的利用PVA/生物基复合材料制备农用地膜的方法，其特征在于：所述催化剂为浓硫酸。
4.根据权利要求1所述的利用PVA/生物基复合材料制备农用地膜的方法，其特征在于：所述加热反应的温度为60-80℃。
5.根据权利要求1所述的利用PVA/生物基复合材料制备农用地膜的方法，其特征在于：所述PVA、环氧丙酸酯淀粉、增塑剂、抗氧剂和防紫外线剂的质量比为(50-100):(10-50):(1-10):(0.1-5):(0.1-5)。
6.根据权利要求1所述的利用PVA/生物基复合材料制备农用地膜的方法，其特征在于：所述PVA的聚合度为1800-2200，醇解度≥98％。
7.根据权利要求1所述的利用PVA/生物基复合材料制备农用地膜的方法，其特征在于：所述增塑剂为环氧植物油增塑剂或蓖麻油基增塑剂。
8.根据权利要求1所述的利用PVA/生物基复合材料制备农用地膜的方法，其特征在于：所述抗氧剂为受阻酚型抗氧剂、芳胺叔胺型抗氧剂、亚磷酸酯型抗氧剂、硫酯硫醚型抗氧剂、螯合金属离子的酰肼型抗氧剂中的一种或几种。
9.根据权利要求1所述的利用PVA/生物基复合材料制备农用地膜的方法，其特征在于：所述防紫外线剂由任意质量比的紫外光屏蔽剂和紫外光吸收剂组成，紫外光屏蔽剂为碳黑、氧化锌、氧化铁红中的一种或几种，紫外光吸收剂为二苯甲酮类化合物、苯并三唑类化合物中的一种或几种。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010717551.5A CN111925616B (zh) | 2020-07-23 | 2020-07-23 | 利用pva/生物基复合材料制备农用地膜的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010717551.5A CN111925616B (zh) | 2020-07-23 | 2020-07-23 | 利用pva/生物基复合材料制备农用地膜的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111925616A true CN111925616A (zh) | 2020-11-13 |
| CN111925616B CN111925616B (zh) | 2022-11-08 |
Family
ID=73315404
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010717551.5A Active CN111925616B (zh) | 2020-07-23 | 2020-07-23 | 利用pva/生物基复合材料制备农用地膜的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111925616B (zh) |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004155922A (ja) * | 2002-11-07 | 2004-06-03 | Nippon Synthetic Chem Ind Co Ltd:The | ポリビニルアルコール系フィルム及びその製造方法 |
| WO2010138081A1 (en) * | 2009-05-26 | 2010-12-02 | Hyflux Ltd | A biodegradable starch film |
| CN101948598A (zh) * | 2010-02-02 | 2011-01-19 | 广东上九生物降解塑料有限公司 | 一种生物降解薄膜的制备方法 |
| CN105968423A (zh) * | 2016-06-28 | 2016-09-28 | 陈建峰 | 一种改性淀粉可生物降解膜的制备方法 |
| CN107141671A (zh) * | 2017-06-14 | 2017-09-08 | 合肥助航生态农业科技有限公司 | 农业用地膜及其生产工艺 |
| CN107177148A (zh) * | 2017-05-31 | 2017-09-19 | 顾思阳 | 改性淀粉‑pva基复合快递包装袋膜及制备方法 |
| CN108976482A (zh) * | 2018-06-21 | 2018-12-11 | 福建满山红新材料科技有限公司 | 一种制备塑料膜的方法 |
| CN109280303A (zh) * | 2017-07-21 | 2019-01-29 | 上海凯矜新材料科技有限公司 | 生物可降解高分子膜及其制备方法 |
| CN110256586A (zh) * | 2019-07-11 | 2019-09-20 | 江南大学 | 一种可降解的环氧改性淀粉及其制备方法 |
| CN110734633A (zh) * | 2019-11-05 | 2020-01-31 | 山东斯达克生物降解科技有限公司 | 一种改性淀粉基可生物降解塑料及其制备方法 |
-
2020
- 2020-07-23 CN CN202010717551.5A patent/CN111925616B/zh active Active
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004155922A (ja) * | 2002-11-07 | 2004-06-03 | Nippon Synthetic Chem Ind Co Ltd:The | ポリビニルアルコール系フィルム及びその製造方法 |
| WO2010138081A1 (en) * | 2009-05-26 | 2010-12-02 | Hyflux Ltd | A biodegradable starch film |
| CN101948598A (zh) * | 2010-02-02 | 2011-01-19 | 广东上九生物降解塑料有限公司 | 一种生物降解薄膜的制备方法 |
| CN105968423A (zh) * | 2016-06-28 | 2016-09-28 | 陈建峰 | 一种改性淀粉可生物降解膜的制备方法 |
| CN107177148A (zh) * | 2017-05-31 | 2017-09-19 | 顾思阳 | 改性淀粉‑pva基复合快递包装袋膜及制备方法 |
| CN107141671A (zh) * | 2017-06-14 | 2017-09-08 | 合肥助航生态农业科技有限公司 | 农业用地膜及其生产工艺 |
| CN109280303A (zh) * | 2017-07-21 | 2019-01-29 | 上海凯矜新材料科技有限公司 | 生物可降解高分子膜及其制备方法 |
| CN108976482A (zh) * | 2018-06-21 | 2018-12-11 | 福建满山红新材料科技有限公司 | 一种制备塑料膜的方法 |
| CN110256586A (zh) * | 2019-07-11 | 2019-09-20 | 江南大学 | 一种可降解的环氧改性淀粉及其制备方法 |
| CN110734633A (zh) * | 2019-11-05 | 2020-01-31 | 山东斯达克生物降解科技有限公司 | 一种改性淀粉基可生物降解塑料及其制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 罗河胜: "《塑料材料手册》", 31 March 1988, 广州：广东科技出版社 * |
| 袁晓燕等: "可降解高淀粉塑料膜材料", 《长沙大学学报》 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111925616B (zh) | 2022-11-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106832801B (zh) | 一种木质素改性pbat生物降解塑料及其制备方法 | |
| CN108948690B (zh) | 一种聚乳酸-木质素-淀粉复合材料及其制备方法 | |
| CN106589854B (zh) | 一种木质素改性全生物基pbsa生物降解塑料及其制备方法 | |
| CN108948681A (zh) | 一种淀粉改性全生物基pbat生物降解塑料及其制备方法 | |
| CN106700442B (zh) | 一种木质素改性pbs生物降解塑料及其制备方法 | |
| CN108359224A (zh) | 一种具有缓释氮肥功效的全降解地膜及其制备方法 | |
| CN108948678A (zh) | 一种淀粉改性全生物基pbs生物降解塑料及其制备方法 | |
| CN108948682A (zh) | 一种木质素改性pbat/pla复合膜材料及其制备方法 | |
| CN107141743A (zh) | 一次性高效降解环保聚乳酸餐具及其制备方法 | |
| CN108948679A (zh) | 一种木质素改性淀粉基pbat生物降解膜材料及其制备方法 | |
| CN111925616B (zh) | 利用pva/生物基复合材料制备农用地膜的方法 | |
| CN102952292B (zh) | 一种淀粉酯完全生物降解塑料及制备方法 | |
| CN115678072A (zh) | 一种可生物降解地膜及其制备方法 | |
| CN114989590A (zh) | 一种高流动性聚乳酸材料 | |
| CN111875912A (zh) | 一种pva/pla共混降解膜的制备方法 | |
| CN108948680A (zh) | 一种淀粉改性全生物基pbsa生物降解塑料及其制备方法 | |
| CN106700441B (zh) | 一种木质素改性pbsa生物降解塑料及其制备方法 | |
| CN111849177A (zh) | 一种全生物降解材料 | |
| CN106700472B (zh) | 一种木质素改性ppc生物降解塑料及其制备方法 | |
| CN115160752B (zh) | 一种地膜用聚乳酸复合材料及其应用 | |
| CN113337085A (zh) | 一种改性淀粉基pbat生物降解膜材料及其制备方法 | |
| CN115449198A (zh) | 一种高分子生物降解塑料及其制备方法 | |
| CN108892933A (zh) | 一种用于制造可降解仿生鱼饵的材料 | |
| CN115449201A (zh) | 一种聚乳酸秸秆复合材料的亮面改善方法及工艺 | |
| CN108485207A (zh) | 一种具有缓释磷肥功效的全降解地膜及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Application publication date: 20201113 Assignee: JIESHOU TIANHONG NEW MATERIAL Co.,Ltd. Assignor: ANHUI JIAYANG NEW MATERIAL TECHNOLOGY CO.,LTD. Contract record no.: X2023980042050 Denomination of invention: Method for preparing agricultural film using PVA/bio based composite materials Granted publication date: 20221108 License type: Common License Record date: 20230922 |
|
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Application publication date: 20201113 Assignee: JIESHOU TIANHONG NEW MATERIAL Co.,Ltd. Assignor: ANHUI JIAYANG NEW MATERIAL TECHNOLOGY CO.,LTD. Contract record no.: X2023980044013 Denomination of invention: Method for preparing agricultural film using PVA/bio based composite materials Granted publication date: 20221108 License type: Common License Record date: 20231026 |
|
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |