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农用聚乙烯薄膜的研究现状
毕业设计报告(论文)
(2012届)
题目:
农用聚乙烯薄膜的研究现状
所属系:
材料工程技术系
班级:
复材0921
学生姓名:
刘璐
学号:
2009132206
同组成员:
指导教师:
周慧
摘要
虽然我国农地膜的产量及覆盖面积均居世界之首。
但我国目前农膜的发展水平与世界先进水平相比,仍有很大的差距,这些差距主要表现在产品品种少、大型生产设备与国外有很大差距、各种耐候、耐高温、高性能薄膜的研究落后等等。
农用聚乙烯薄膜具有保温性、防雾无滴、耐热性、透光性、耐候性、彩色专用等特性。
在国外的研究进展主要有生物降解地膜、光降解地膜、光/生物双降解地膜、植物纤维基地膜和液态喷洒式可降解地膜;国内的研究进展主要有环保型麻地膜、可控光生物降解地膜、多功能可降解液态地膜和生物降解淀粉薄膜。
废农膜可以利用在改性沥青路、制造泡沫塑料、制造石蜡、制造防滑板和管件上。
今后我国农业产业的布局必定向区域化、特色化发展,产业中心将继续向优势产区发展,设施结构趋大型化,环境调控趋智能化。
关键词:
薄膜聚乙烯性能降解回收
目录
第一章:
绪论4
1.1聚乙烯薄膜概述4
1.2背景及研究意义4
1.3研究现状及发展趋势4
1.4暴露出的主要质量问题5
第二章农用聚乙烯薄膜的性能及发展5
2.1保温性5
2.2防雾无滴6
2.3耐热性6
2.4透光性7
2.5耐候性7
2.6彩色专用8
第三章农用聚乙烯薄膜的降解类型及发展8
3.1可降解农膜现状及进展8
3.2国外的研究进展8
3.2.1生物降解地膜8
3.2.2光降解地膜9
3.2.3光/生物双降解地膜9
3.2.4植物纤维基地膜9
3.2.5液态喷洒式可降解地膜9
3.3国内的研究进展10
3.3.1环保型麻地膜10
3.3.2可控光生物降解地膜10
3.3.3多功能可降解液态地膜10
3.3.4生物降解淀粉薄膜10
第四章废农膜的回收与利用11
4.1废农膜的产生11
4.1.1自然老化11
4.2废旧聚乙烯薄膜的用途11
4.2.1现状11
4.2.2废农用聚乙烯薄膜改性沥青路12
4.2.3废农用聚乙烯薄膜制造泡沫塑料12
4.2.4利用废聚乙烯薄膜制造石蜡12
4.2.5利用废旧聚乙烯薄膜制造防滑板和管件13
第五章总结与展望13
5.1总结13
5.2展望13
参考文献14
第一章:
绪论
1.1聚乙烯薄膜概述
农膜是指农业用薄膜的简称,是继种子、化肥、农药之后的农业重要生产资料,它的应用为我国农业生产带来了一场革命,对农业增效、农民增收作出了重要贡献,具体指棚膜、地膜以及一些特种膜。
我国主要是棚膜和地膜、饲草用膜、遮阳网、防虫网等现代农用覆盖材料。
我国是传统的农业大国,近年来,农膜制造业发展迅速,农膜产量和覆盖面积均居世界第一。
我国农用塑料的实际消费量仅次于美国,居世界第二位。
其中,地膜覆盖已占据世界第一位。
同时,我国属大陆性季风气候,适宜发展设施园艺,栽培园艺多样化将成为园艺产业新的增长点,至2010年,全国园艺设施面积将增加到300万公顷,功能性棚膜的比重占棚膜年销量40%以上,地膜覆盖栽培面积将扩大到2000万公顷以上,地膜的年耗用量增加到78万吨左右;畜牧、水产专用暧棚面积扩大到l0万公顷左右,氨化、青贮、缠绕膜的年需求量将达到30万吨左右。
在塑料地膜覆盖应用中,我国开展了地面覆盖栽培高产机理的研究及覆盖技术适应性观察;覆盖条件下小气候变化规律的研究;土壤理化性质变化与作物生育关系及对产量形成的影响;光热效应、水热效应、水肥条件变化等对作物生育影响的研究工作。
地面覆盖技术有提高地温、保持土壤水分;保持土壤疏松防止板结;阻止土壤淋溶,保持提高土壤肥效;灭草作用;驱避虫灾和减轻病害;防灌降温;防盐碱危害;反射强光,降低地温,促进果实着色作用;保持产品洁净防止产品污染等。
1.2背景及研究意义
农用塑料包括农膜、农用喷、滴灌管等,畜禽养殖膜和渔业用塑料等。
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。
现代农业正在向集约化、产业化、国际化、特色化发展,农用薄膜不仅是持续繁荣的中国农业,也是世界各先进国家农业的支柱产业之一。
我国农业产业布局也将向区域化、特色化发展,产业中心将继续向优势产区发展,设施结构趋大型化,环境调控趋智能化。
随着城乡居民生活水平的提高,社会对超时令蔬菜的需求量日益增加,推动了以塑料大棚蔬菜生产为主的塑料园艺设施栽培的迅猛发展,进而聚乙烯薄膜的市场规模急剧扩大。
虽然我国农地膜的产量及覆盖面积均居世界之首。
但我国目前农膜的发展水平与世界先进水平相比,仍有很大的差距,这些差距主要表现在产品品种少、大型生产设备与国外有很大差距、各种耐候、耐高温、高性能薄膜的研究落后等等。
农用地膜具有较高的透光性、保温性、抗拉伸强度与抗穿透力。
但它们的主要原料均为高分子聚合物,在结构上又是由不断重复、结合紧密的碳氢长链所构成,这种化学结构决定了农用膜具有易老化、难分解的特性,加上功能单一,不便于防虫、除草、施肥,且用完后形成的碎片遗弃在土壤里不易分解,这种“白色污染”给土壤环境带来了不良后果,所以多光谱、防虫、除草、光解、自溶与草纤维等性能的无公害、能降解的新型农用地膜还需进步研究。
1.3研究现状及发展趋势
农用薄膜是农业重要的生产资料,它的应用为我国农业生产带来了一场革命,对农业增效、农民增收作出了重要贡献。
据了解,中国农膜产量已居世界首位,2007年农膜产量达96.06万吨,是世界其他国家总和的1.6倍。
数据显示,全国适宜农膜覆盖的种植面积有一多半尚为空白;功能膜比重仅占30%,而国外达到80%;高中档农膜产量均不能满足市场需要。
我国农膜的生产缺口还很大,每年进口量的70%是在广东进口或转口的。
农膜生产没有高深的技术要求,现有的LDPE和LLDPE装置完全可以满足生产要求。
只要国家放宽政策,国内产品完全可以顶替进口,夺占这部分市场。
可见,我国农膜行业的发展前景十分广阔,市场潜力巨大。
[1]
目前,有越来越多的消费者和政府把目光放在聚乙烯薄膜塑料袋的环保问题上,由此推进了新技术的研发进程,生物基和生物降解型聚乙烯薄膜的种类层出不穷,其开发应用前途一片光明。
并且它在作物栽培、保护、贮存、加工、运销等各个环节发挥越来越重要的作用。
薄膜温室、薄膜温床、薄膜复盖、薄膜粮仓、薄膜粮袋、薄膜衬里贮水池和贮水湖、薄膜田埂等已大量使用。
农用塑料薄膜已成为人类向大自然作斗争,夺取农业增产的有效工具。
农用塑料薄膜的品种现以聚乙烯和聚氯乙烯为主,其次是聚丙烯、乙烯—醋酸乙烯共聚物、聚醋、聚酞胺、聚丁烯、聚氟乙烯。
日本以耐久性和保温性良好的聚氯乙烯为主,欧洲、美国和苏联则以价廉和易于加工的聚乙烯为主。
为了进一步改进薄膜质量和满足多种用途的需要,当前塑料薄膜的研制和生产正沿着提高薄膜使用寿命和研制特定性能薄膜这两个方面发展。
1.4暴露出的主要质量问题
设备陈旧,加工工艺不稳定。
由于设备陈旧,控制精度下降,有的企业无法进行相应的调整或调整难度加大,有的企业不等工艺稳定就急于生产,造成产品质量不稳定。
片面追求经济效益。
目前一些生产企业在激烈的市场竞争中,为使产品好销,在生产中降低聚乙烯地膜的厚度,一些地膜的厚度仅为0.004mm,由于厚度太薄,造成物理机械性能也随之降低。
这样的地膜由于强度过低,覆盖时容易发生破裂,不能起到保温、防寒的作用,根这无法满足农业生产的需要。
企业自身管理不善。
国家质量监督检验检疫总局要求地方各级质量技术监督部门要加大查处和宣传力度,严厉查处生产企业违反强制性国家标准的生产行为,加强对流通领域经销的农、地膜产品质量的抽查力度,不允许收购和销售不符合国家强制标准要求的产品。
第2章农用聚乙烯薄膜的性能及发展
2.1保温性
塑料棚膜保温性能的优劣直接关系到植物生长的好坏,因此,要保持塑料棚内的温度,必须控制从棚壁逸出的热量,尤其是在夜间和寒冷的冬天,塑料棚膜的保温性更加重要。
广泛使用的农业保温覆盖塑料薄膜有聚氯乙烯薄膜和聚乙烯薄膜两种。
但这两种薄膜各有欠缺,聚氯乙烯具有可塑性,聚乙烯保温性差。
克服聚氯乙烯可塑性的方法有,在其表面上涂一层丙烯系合成树脂溶液中添加表面活性剂以后的组成物等方法,但这样还不足以完全解决可塑缺陷。
近年来温室覆盖材料发展极快,各种材料层出不穷,因此对不同覆盖材料的保温性能进行测试很有实际意义。
中国农业大学农业部设施农业生物环境工程重点开放实验室牟超[2],马承伟,张义根据《温室覆盖材料保温性能测定方法》制订的标准测试条件和操作程序下,使用覆盖材料传热系数测试台,对多种温室覆盖材料的传热系数进行了测定,得到在相同实验条件下,外覆盖材料的保温性能依次为:
中空PC板>玻璃>PE薄膜。
内覆盖材料的保温性能优劣为:
缀铝膜>的确良布>无纺布>PE膜,并且缀铝膜反射率高的一面朝外,能获得更好的保温效果。
外保温覆盖材料的芯材对它的保温性有较大影响,依次为:
毛毡>发泡聚乙烯>镀铝膜>防水布>无纺布>薄膜。
日刊《化学与工业势》报道。
日本大日精化工业公司提出,在聚乙烯或聚苯乙烯中混入一定量的聚乙烯对酞酸盐或聚丁烯对酞酸盐来提高聚乙烯或聚苯乙烯薄膜的保温性。
另外旧本东洋曹达工业公司也提出,在以烯烃系树脂组成的基础材料聚乙烯或乙烯一醋酸乙烯聚合体中加入一定量的硫酸锶来提高保温性。
2.2防雾无滴
有滴膜膜内温度高,适用于春秋两季,对喜温作物效果好,缺点是膜内易形成雾滴,影响透光。
无滴膜(又称流滴膜)表面含亲水物质,膜内水滴顺膜流下,湿度低,透光性好,膜内外温差大,性能普遍优于有滴膜。
为了改善膜的流滴性能,一般可以通过对膜进行表面极性改性或是添加流滴剂,在应用时往往同时添加或在膜表面涂覆流滴剂与防雾剂,即始之兼有防雾和流滴的功能,从而进一步提高膜的透光性。
流滴剂为多种非离子型表面活性剂复配物,消雾剂为特殊型表面活性剂,如含氟表面活性剂和含硅表面活性剂。
塑料棚膜的防雾滴性实际包括无滴性和防雾性两方面。
防雾性要求是近年提出的新的质量要求。
一般通过混炼添加防雾滴剂和在薄膜表面进行防雾滴性处理,达到无滴和消雾的效果。
北京市化学工业研究院和临安市塑料化工助剂厂都开发出了流滴消雾效果良好的流滴消雾体系,涂覆型流滴消雾体系已经成为制取功能化棚膜的重要途径之一。
山东省塑料工业试验厂的李开辉在聚乙烯防雾无滴薄膜的开发及应用的实验中发现防雾剂全氟烷在薄膜中由氟无机物形成一个核,它能把棚内空气中的水份吸收,同时还能抑制膜表面上的水份蒸发,并促进无滴剂无滴效果的发挥;所有这些薄膜表面的水份都在无滴剂作用下,通过薄膜表面往下流到土壤中去,从而使棚内空气中水份减少,达到防雾的效果。
兰州化学工业公司化工研究院的高级工程师郝秀梅和王美玲在涂敷聚乙烯薄膜防雾性研究实验中采用外涂布工艺技术制备聚乙烯防雾膜,通过对薄膜的透光率、雾度、-30℃低温实验,对粘结性、力学性能、实验室不同温度水浴和自制田间大棚覆盖防雾性测试进行评价,并和内添加法的防雾性进行对比。
结果表明,涂层对薄膜的透光率、力学性能没有影响,耐低温性良好,粘结性强,防雾性好,40℃水浴360天,60℃水浴150天,80℃水浴37天,田间大棚已达15个月,是内添加法防雾膜防雾期的5倍。
从而也证明了外涂布防雾膜具有优良的防雾持久性。
河北工业大学化工系的李家政和王强在热处理和稳定剂对PE防滴膜性能的影响实验中发现对加有稳定剂的防滴膜进行热处理,在一定温度下,热处理一定时间后,无滴期大大地延长,超过一定时间则无滴期又开始下降。
这一现象是由于热处理改变了稳定剂在膜内的分散状态及稳定剂与防滴剂的相互作用的结果。
电镜照片直接证实了这种改变。
力学性能测试结果表明,热处理后防滴膜的拉伸强度、直角撕裂强度略上升,伸长率略下降。
这为提高农膜的使用寿命提供了一个良好的途径。
但需在防滴膜中加人稳定剂。
因为只有它才能使小分子在膜中经热处理后形成相对稳定的分散相的聚集。
热处理对防滴膜的力学性能影响不是很大。
周立国[3]等人研究了聚甘油硬脂酸(PGFE)酯作为流滴剂使用时其羟值、酯值、酸值对农用膜无滴性的影响,并且对聚甘油的聚合度与无滴性之间的关系进行了探讨。
结果表明:
PGFE的羟值为350、酯值为148、酸值小于3时农用膜无滴性好。
2.3耐热性
低密度聚乙烯(LDPE)薄膜由于软化温度低,耐热性能差,不能作为蒸煮食品包装和其他耐热包装材料使用。
华侨大学应用化学系林柏松的耐热聚乙烯薄膜研究表明,若在LDPE上接枝共聚具有耐热性能的单体,或者在LDPE表面进行交联处理,均能大大改善其耐热性。
并且采用正交设计方法,可获得反应条件的单体用量、引发剂用量、反应时间、反应温度和不同溶剂,对接枝度的影响规律。
同时,得到最佳接枝度的反应条件。
接枝MMA的LDPE薄膜可提高耐热性能,接枝度为17.4%~23.0%的薄膜加热至140℃,其抗张强度可达到9.2~9.8MPa,因此这样改进的薄膜可用作耐热包装材料。
天津轻工业学院的钱仲裕和夏荣秀在耐热聚乙烯薄膜的研制实验中简短地介绍了光化学交联低密度聚乙烯的原理和方法。
在试验中使用了若干种光敏剂,它能使聚乙烯在紫外线的照射下,发生交联。
在最初的5分钟光照时间内,凝胶含量增加,以后的5~20分钟内,凝胶含量基本保持不变。
在聚乙烯光化学交联的同时,发生断链,致使交联聚乙烯薄膜的强度降低。
交联改善了聚乙烯膜的耐热性。
低密度聚乙烯交联薄膜可用于罐式硫化(155℃,30分钟)的电线和电缆的隔离层材料。
通过试验,找到了适合在空气中紫外光化学交联聚乙烯的光敏剂4和12。
这两种光敏剂混合使用的6膜,耐热性较好,可用作罐式硫化的电线电缆隔离层材料。
中国石油兰州化工研究中心的王卓妮和樊洁在加工温度对低密度聚乙烯薄膜热收缩性能的影响实验中考察了熔体温度及热收缩温度对低密度聚乙烯(牌号为1810D)薄膜热收缩性能的影响。
结果表明,熔体温度对薄膜横向热收缩率的影响较纵向大;在吹膜过程中,适宜的熔体温度为200~230℃;适当提高熔体温度或热收缩温度,有利于提高薄膜的热收缩性能,减小薄膜纵横向热收缩差异。
2.4透光性
北京市塑料研究所的韩昌泰和王国华等人采用LDPE、LLDPE、EVA等为主体原料并配合多种功能性助剂制成多层复合保温高透光棚膜,得到的是一种耐老化性好、无滴性持久、防尘、长久透光性优良、促进作物生长的新型棚膜。
它的研制成功,为农业提供了一种比较理想的目光温室覆盖材料。
中科院长春应用化学研究所的刘南安及吉林省科技厅的关丽宏等人在高透光增强线型聚乙烯的研究中研讨了添加成核透明剂等对线型低密度聚乙烯(LLDPE)结构与性能的影响。
发现添加成核透明剂后LLDPE的结晶结构均匀细密,光学性能与力学性能大幅度提高。
并且分子量分布宽可引起散色光,增加雾度,不利于透光性。
当然高分子量高结晶度有利于成核透明剂发挥作用,也可相对减少用量,可使蔬菜增产10%。
华南理工大学材料学院曾芳勇[4]在线型低密度聚乙烯薄膜透光性的研究中,发现Unipol气相流化床工艺生产的线型低密度聚乙烯(LLDPE)的结晶度高,薄膜透光性比高压低密度聚乙烯薄膜的透光性差,影响了LLDPE薄膜的应用与推广。
分析认为,降低LLDPE薄膜中的灰分含量、调整LLDPE薄膜的结晶性能,有助于降低LLDPE薄膜的雾度,提高LLDPE薄膜的透光性。
乙烯分压从0.85MPa降至0.60MPa时,LLDPE薄膜的雾度下降了3%~5%;使用高活性催化剂和优质添加剂,可使LLDPE薄膜中灰分的质量分数从4X10-4降至1X10-4;成核剂的使用及吹膜工艺参数的调整,可改善LLDPE薄膜晶核的形态及尺寸,达到了改善LLDPE薄膜透光性的目的。
2.5耐候性
安徽省合肥塑料工业研究所的张冶华在PVC系树脂中适量配台增塑剂、稳定剂以及特定的有机磷化合物、环氧树脂、防雾滴剂、有机磷酸醇化合物或有机磷酸金属盐的组成物,经压延成型制膜,所制软质PVC农用大棚薄膜具有高耐候性、防雾滴性及高频焊合性皆优的特点,尤其是高频焊合性扰异对于幅宽不够而需要搭缝焊接的压延薄膜更显得重要。
北京化工大学材料科学与工程学院王胜、黄皓浩对聚乙烯分子结构对其耐候性影响的评估表明。
近年来,随着农业的发展以及环境问题日益受到人们的重视,对棚膜的耐候性提出了更高的要求。
改善棚膜的耐候性,一方面,要从树脂添加的稳定剂方面入手,选用高效的稳定剂;另一方面,也要从树脂本身的耐候性入手,选用具有优良耐候性的基础树脂,提高树脂资源的利用率,从而降低农业生产成本。
节省树脂资源。
通过运用层次分析法,确定丁聚乙烯结构对耐候性影响的权重。
从而提出丁聚乙烯基础树脂耐候性评估指标。
有助于棚膜生产厂家合理选用棚膜用基础树脂。
2.6彩色专用
一般来说,植物的生长离不开阳光,对光线质量也有严格的要求。
因此人们可以通过合理选择薄膜,调节透光成份与强度,设计出符合作物生长需要的光质量条件。
为此日本的碳化物(Carbide)公司开发了一种可以阻隔近紫外线的功能佳农用薄膜,用它来代替传统的薄膜,使番茄、甜茭、黄瓜等作物减少病害,收到增产的好效果。
第三章农用聚乙烯薄膜的降解类型及发展
3.1可降解农膜现状及进展
目前世界上解决塑料薄膜白色污染的途径有两个,一是回收塑料薄膜,二是开发可降解农膜。
但由于我国地膜用量和覆盖面积大,企业生产的薄膜厚度太薄(6微米,低于国家规定8微米,美国24微米,韩国20微米,日本15微米),回收起来异常困难,在经济上得不偿失,因此,目前最重要的是加强对降解地膜的开发与应用。
[5]
3.2国外的研究进展
3.2.1生物降解地膜
法国目前研究较多的是聚酯类地膜与淀粉和聚酯混合型地膜,聚酯类地膜的原料主要来源于石油产品,淀粉主要采用玉米淀粉。
日本采用纤维素与甲壳素水溶液制膜,德国采用直链淀粉或高直链淀粉及其它天然高分子材料制膜。
赫玉欣和由文颖是河南科技大学化工与制药学院的教授,他们在淀粉基生物降解塑料的应用研究现状及发展趋势中简述了开发淀粉塑料的意义及研究发展趋势,指出含淀粉量低的填充型淀粉塑料由于其组分大部分为非降解树脂,难以符合环保要求,发展的趋势是开发含淀粉量在80%以上(其余组分均可降解)能完全降解的所谓全淀粉或基本全淀粉热塑性塑料,蒙脱土为增强相的热塑性淀粉纳米复合材料是研究的热点。
C20010506专利(生物可降解塑料及其制造方法)中讲解到生物可降解塑料技术是以变性淀粉和聚乙稀为主体的可降解塑料,它在环境中可被微生物和光所降解。
降解时间根据所处环境及所用原料不同而有所不同,降解最快的制品可在半个月内全部溃烂(薄膜,地面覆盖试验),降解最慢的制品可持效约8个月左右(薄膜,树苗嫁接保护试验),普通薄膜制品的降解通常在使用后2个月开始,3个月左右薄膜完全溃烂。
华中农业大学食科系的熊汉国和吴俊等人以及武汉绿华降解塑料有限公司的曾庆想,他们以天然高聚物玉米淀粉为原料,经增塑、增强、交联后制备全生物降解薄膜。
通过正交实验确定了三种增塑剂的协同作用最佳配比,探索了增强剂、交联剂对薄膜力学性能的影响,研究了该薄膜的生物降解特性,并通过X-衍射对该膜的结构进行表征。
结果表明:
三种增塑剂的最佳用量为15%水、2%丙三醇、2%尿素,20%增强剂聚乙烯醇、5%交联剂乙二醛,所制备的膜强度达到国标GB4456-84所规定的标准:
淀粉经塑化、交联后,次价键断裂,晶区被破坏,使淀粉具备热塑性。
该膜微生物生长达到4级,土埋20天后,失重率达到90%。
该研究结果为用淀粉制造一次性生物降解膜、消除“白色污染”、提供了理论依据和实际参考。
3.2.2光降解地膜
该技术由英国和以色列首创,并在英国、以色列和南非应用。
由于光降解地膜降解速度很难控制,降解速度快,再加上这种地膜只有在光下才能降解,而埋在土壤里的部分因见不到阳光而不能分解,降解后碎片不易继续粉化或被土壤同化,污染土壤问题仍未得到根本解决。
因此它的使用很受限制。
另外成本比普通膜高,使推广应用受到限制。
[6]
中国纺织大学纺织化学工程系睦伟民在可光降解聚乙姗薄膜的研究中以硬脂酸的铁盐和铈盐为光敏剂用母粒法制备了可光解聚乙烯薄膜,用差示扫描仪法(DSC)、热重分析法(TGA)、熔体流动指数(MI)和红外光语(IR)分别表征光敏剂、光敏母拉和可光降解薄膜。
根据经不同时间氙灯或自然暴晒后羧基指数及力学性能的变化,研究了这两种光敏剂含对薄膜降解性能的影响。
3.2.3光/生物双降解地膜
在通用高分子材料中添加光敏剂、自动氧化剂、抗氧剂和作为微生物培养基的生物降解助剂等的添加型技术而制成光/生物双降解地膜。
主要代表为淀粉型光,生物降解地膜。
目前,很多国家正在研究淀粉型降解地膜材料一淀粉的改性问题。
光/生物双降解地膜虽然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,不过随着使用时间的延长,土壤中塑料颗粒逐渐增加,而且非常难以清除,可能带来潜在的更严重污染,不利于农业的可持续发展。
刘再满[7]提出采用傅里叶变换红外光谱、示差扫描量热、凝胶渗透色谱和气相色谱-质谱联用等方法,研究了质量分数为35%的淀粉光/生物降解聚乙烯薄膜的光降解性能、产物结构及降解机理。
结果表明,可通过光敏剂种类和用量调节薄膜的光降解速度。
硬脂酸铁和硬脂酸铈的光敏化作用相近,均优于二乙基二硫代氨基甲酸铁;在光敏剂质量分数为0.2%~0.3%时制得的光/生物降解薄膜光降解性能较好。
随着薄膜的光降解程度增大,羰基指数和薄膜中聚乙烯的结晶度升高,而熔点和相对分子质量下降。
其光降解产物中含有低分子量的烷烃、酮、醛、酯、一元羧酸和二元羧酸等。
3.2.4植物纤维基地膜
目前日本已研究开发出一系列的纸地膜产品,主要有经济合理型纸地膜、纤维网型纸地膜、有机肥料型纸地膜、生化型纸地膜和化学高分子型纸地膜。
但这些纸地膜由于抗风雨能力差、易破碎,遇雨后撕破强力大大降低,不适宜机械铺膜,所以纸地膜并未在日本农业生产上推广应用。
为了寻找塑料地膜的替代产品,解决应用塑料地膜造成的严重农田污染问题,中国科学院沈阳应用生态研究所的李文军和中国科学院研究生院的刘作新等人对一种植物纤维地膜进行了玉米田间覆盖试验研究。
结果表明,植物纤维地膜在玉米苗期具有显著的增温保墒作用。
有利于保全苗,促进玉米的生长发育,显著提高玉米产量和水分利用效率。
与露地相比,覆盖植物纤维地膜在不同测定时期内可提高土壤温度0.5℃~1.7℃,增加土壤含水量1.4%~6.1%;提高产量10.8%。
植物纤维地膜覆盖8周后抗张强度损失率接近90%,120天后地表残留量基本为零,表明植物纤维基地膜具有很好的降解性。
天津轻工业学院的高玉杰和谢来苏在“纸基农用地膜的开发及应用”实验中介绍了以植物纤维原料为主的农用纸基地膜的研制与应用。
采用常规造纸工艺,以草浆配加部分木浆,添加适当助剂或辅料,首先生产地膜原纸,然后选用适宜的透明助剂对原纸进行涂布,纸基地膜具备实际使用所必需的干、湿强度,适于风雨晴阴等全天候使用。
经实地种植试验表明,纸基地膜的各项使用性能与塑料地膜基本相当。
纸基地膜的研制开发,是消除塑膜污染的有效途径之一。
但由于纸基地膜的成本相对较高,在大范围农田推广应用还有一定困难,进一步降低成本,或配套相关的环保政策是纸基地膜被广泛应用的前提。
3.2.5液态喷洒式可降解地膜
液态喷洒式可降解地膜强度可以根据具体用途而定,地膜也可以被制成黑色,以抑制地面杂草的生长。
此外,还可以在喷洒地膜前,向其中加入化肥或农药。
庄稼收获后,这些地膜就可以在耕地时被混入土壤,并随之降解,不会造成污染。
目前,这种产品已经开始在瑞典、德国和意大
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