自然降解紙基棉質(zhì)地膜及其制備工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的自然降解紙基棉質(zhì)地膜及其制備工藝屬于地膜領(lǐng)域。稱取一定量的經(jīng)人工除雜后的棉短絨和廢舊的棉衣物，采用蒸漂一體的制漿方式，經(jīng)蒸煮、打漿、稀釋后，加入適量分散劑、柔軟劑、濕增強(qiáng)劑等，制得纖維均勻分布的懸浮液，將此液倒入抄紙器平紋銅網(wǎng)上，濾除水分制得濕纖維網(wǎng)，經(jīng)油壓機(jī)壓縮掉其中的水分和空氣，放入烘干器中2min，細(xì)心剝?nèi)〖粗频眉埢拶|(zhì)地膜小樣半成品。將制得紙基棉質(zhì)地膜小樣半成品室溫下靜置24h，然后在液體石蠟的浸漬槽中充分浸漬，最后將其浸漬在4％的PVA施膠液中，采用二浸二軋工藝進(jìn)行軋液整理，將整理后的樣品置于一定溫度的烘箱內(nèi)預(yù)烘一定時(shí)間，使其充分黏合室溫下晾干即得到棉質(zhì)地膜。
【專利說(shuō)明】自然降解紙基棉質(zhì)地膜及其制備工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的自然降解紙基棉質(zhì)地膜及其制備工藝涉及一種地膜制品【背景技術(shù)】
[0002]地膜覆蓋可保溫、縮短農(nóng)作物的成熟期，使種植地域擴(kuò)大和季節(jié)延長(zhǎng)，達(dá)到增產(chǎn)增收的目的。然而，我國(guó)農(nóng)業(yè)上使用的地膜多為石油化工產(chǎn)品如聚氯乙烯產(chǎn)品，分子結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定，很難被自然界的光、熱和微生物分解。而且塑料地膜碎片殘存在土壤里，破壞土壤結(jié)構(gòu)，造成土壤板結(jié)，通透性能差，地力下降，影響作物生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量。隨著現(xiàn)代社會(huì)農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，塑料薄膜的使用逐漸深入到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域。曾推動(dòng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展“白色革命”由于其不易降解的特點(diǎn)給各國(guó)的生態(tài)環(huán)境造成了極大地“白色污染”。基于此，各國(guó)都在努力研究一種可降解的薄膜來(lái)替代傳統(tǒng)的塑料薄膜，日本是較早研究可降解農(nóng)膜國(guó)家之一。日本研制出不同用途的紙基地膜，如纖維網(wǎng)型紙地膜，它是以植物纖維為主要原料，使用后用翻耕機(jī)將其簡(jiǎn)單埋人土壤，土壤中的細(xì)菌就能將其分解。我國(guó)有很多機(jī)構(gòu)利用天然廢棄植物纖維如麻、棉、甘蔗渣等研制紙地膜。如華南理工大學(xué)制漿造紙工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究了用甘蔗渣為主要原料，配以少量棉柏漿渣，經(jīng)堿浸潰、黃酸化、溶解、熟化等工藝制得黏膠，再把適量黏膠與淀粉(已糊化)制成膜，該薄膜在土壤中能完全降解。
[0003]據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年塑料地膜使用量超過(guò)70萬(wàn)噸，并以5%以上的年均速度增長(zhǎng)，殘膜危害性日益顯現(xiàn)。我國(guó)是一個(gè)紡織大國(guó)，每年有廢棄棉短絨、廢舊棉衣物大量出現(xiàn)，如果能利用這些廢棄纖維制備可降解農(nóng)膜，則可有效利用資源，并可以緩解“白色污染”給環(huán)境帶來(lái)的危害。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明是提出利用廢棄棉短絨、廢舊棉衣物等棉纖維制造一種可用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的紙基棉質(zhì)地膜的制備工藝。
[0005]制備工藝:采用蒸漂一體的制漿方式，用堿蒸煮棉漿料。氫氧化鈉是蒸煮液的主要成分，實(shí)驗(yàn)中取用堿量為6%，雙氧水用量為8%，十二烷基磺酸鈉用量2.0%，雙氰胺用量
0.2%，乙二胺四乙酸(EDTA)用量0.1%，蒽醌用量0.05%等，液比為1: 5。液比為1: 5。蒸煮過(guò)程中第一次升溫時(shí)間50分鐘，盡量保持勻速升溫，溫度達(dá)到105°C?110°C時(shí)保溫95分鐘。第二次升溫時(shí)間5分鐘，溫度達(dá)到118±2°C時(shí)，保溫20分鐘，結(jié)束后立即放汽。將蒸煮過(guò)的棉纖維沖洗，洗去浮色，將一定的棉纖維放入打漿機(jī)進(jìn)行打漿，打漿度控制在40°SR，將打好的棉漿烘干以定棉質(zhì)地膜的克重，再稱量一定克重的棉纖維放入纖維解離器中進(jìn)行稀釋解離制得纖維漿的懸浮液，將此液倒入抄紙器中，濾除水分得到濕纖維網(wǎng)，經(jīng)油壓機(jī)擠壓出其中的水分和空氣，放入烘干機(jī)中2min烘干，細(xì)心剝?nèi)〖纯傻玫郊埢拶|(zhì)地膜小樣半成品。最后將其浸潰在4%的PVA施膠液中，采用二浸二軋工藝進(jìn)行軋液整理，將整理后的樣品置于一定溫度的烘箱內(nèi)，預(yù)烘一定時(shí)間，使膠液充分黏合在棉質(zhì)地膜小樣表面，然后在室溫下晾干即得到棉質(zhì)地膜。環(huán)境溫度控制在20°C左右，相對(duì)濕度在30%?60%。[0006]經(jīng)測(cè)試對(duì)比了普通PE地膜和可降解棉質(zhì)地膜的性能?？梢钥闯?可降解棉質(zhì)地膜的厚度比普通PE地膜大10倍，面密度比PE地膜大0.8倍；可降解地膜干、濕態(tài)下的強(qiáng)力(因?yàn)槭菆A形成網(wǎng)，沒(méi)有縱橫向?qū)Ρ?比PE地膜的強(qiáng)力分別高出1.8和0.74倍；但是可降解地膜的斷裂伸長(zhǎng)率遠(yuǎn)不及PE地膜，干態(tài)下只有PE地膜的2.3%，濕態(tài)下為PE地膜的3.3% ;棉質(zhì)地膜的撕裂度和普通PE地膜的撕裂度基本相同，耐破度也相差不大?？梢?jiàn)，可降解棉質(zhì)地膜部分性能指標(biāo)達(dá)到或超過(guò)農(nóng)用塑料地膜。
[0007]
【權(quán)利要求】
1.本研究采用蒸漂一體的制漿方式，用堿蒸煮棉漿料。氫氧化鈉是蒸煮液的主要成分，雙氧水為漂白劑，根據(jù)棉短絨和廢舊的棉衣物含有的物質(zhì)及穩(wěn)定蒸煮和漂白效果，加速蒸漂速度，為使成漿穩(wěn)定、高效、高質(zhì)、高量等，需在溶液中添加一些助劑。實(shí)驗(yàn)中用堿量為6 %，雙氧水用量為8 %，十二烷基磺酸鈉用量2.0 %，雙氰胺用量0.2 %，乙二胺四乙酸(EDTA)用量0.1%，蒽醌用量0.05%等，液比為1: 5。液比為1: 5。蒸煮過(guò)程中第一次升溫時(shí)間50分鐘，盡量保持勻速升溫，溫度達(dá)到105°C?110°C時(shí)保溫95分鐘。第二次升溫時(shí)間5分鐘，溫度達(dá)到118±2°C時(shí)，保溫20分鐘，結(jié)束后立即放汽。將蒸煮過(guò)的棉纖維沖洗，洗去浮色，將一定的棉纖維放入打漿機(jī)進(jìn)行打漿，打漿度控制在40°SR，將打好的棉漿烘干以定棉質(zhì)地膜的克重，再稱量一定克重的棉纖維放入纖維解離器中進(jìn)行稀釋解離制得纖維漿的懸浮液，將此液倒入抄紙器中，濾除水分得到濕纖維網(wǎng)，經(jīng)油壓機(jī)擠壓出其中的水分和空氣，放入烘干機(jī)中2min烘干，細(xì)心剝?nèi)〖纯傻玫郊埢拶|(zhì)地膜小樣半成品。最后將其浸潰在4%的PVA施膠液中，采用二浸二軋工藝進(jìn)行軋液整理，將整理后的樣品置于一定溫度的烘箱內(nèi)，預(yù)烘一定時(shí)間，使膠液充分黏合在棉質(zhì)地膜小樣表面，然后在室溫下晾干即得到棉質(zhì)地膜。環(huán)境溫度控制在20°C左右，相對(duì)濕度在30%?60%。
【文檔編號(hào)】D21H17/36GK103669102SQ201210355102
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2012年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月24日
【發(fā)明者】羅軍, 張燕杰, 葛明橋 申請(qǐng)人:江南大學(xué)