本發(fā)明涉及農(nóng)用地膜技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種遮光可降解農(nóng)用地膜。
背景技術(shù)：
目前，地膜覆蓋技術(shù)在農(nóng)業(yè)中得到了廣泛推廣，應(yīng)用到了小麥、水稻、玉米、大豆、高粱、棉花等作物的種植中，增產(chǎn)效果明顯，由于現(xiàn)在大量使用的地膜是不可降解的高分子化合物，既不受微生物侵蝕，也不能自行分解。長(zhǎng)此下去，必然會(huì)給后人帶來(lái)難以解決的污染危害。因此，研究可降解地膜逐漸受到重視。淀粉是自然界豐富的可再生資源，它無(wú)毒無(wú)害，可完全生物降解，然而較差的力學(xué)性能與防水性能卻限制了其應(yīng)用。 其應(yīng)用受到限制。淀粉是一種可再生資源，不僅來(lái)源廣泛，價(jià)格低廉，且其制品在使用中具有優(yōu)異的環(huán)保性能，廢棄后能迅速降解，源于自然，回歸自然。但是，由于淀粉是一種強(qiáng)極性的結(jié)晶性物質(zhì)，分子內(nèi)與分子間存在著大量的氫鍵，一般條件下熱塑性差，難以加工成型，且所制得的產(chǎn)品存在著力學(xué)強(qiáng)度低、耐水性差和濕強(qiáng)度低等缺點(diǎn)，因此，如何提高淀粉材料的強(qiáng)度、韌性和防水性是淀粉類全生物降解材料能真正替代塑料原料的一個(gè)急需解決的問(wèn)題。通過(guò)對(duì)淀粉改性，淀粉顆粒膨脹，結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，結(jié)晶度降低，具有一定的分子柔順性，且成膜性好，與高分子樹(shù)脂的相容性提高，這樣大大的提高了淀粉地膜的性能，使其應(yīng)用范圍更廣。
《疏水化改性淀粉/PVA生物降解塑料地膜的研究》一文中，作者以玉米淀粉為原料，經(jīng)過(guò)羧甲基醚化、交聯(lián)雙改性，其中醚化溫度為74.44℃，氫氧化鈉/淀粉的摩爾比值1.85，醚化時(shí)間2.33h，乙醇濃度為84.65%，交聯(lián)改性過(guò)程中，使用環(huán)氧氯丙烷作為交聯(lián)劑，用量為0.05%，交聯(lián)時(shí)間為1.0h，氫氧化鈉用量為1.5%，然后得到熱塑性較強(qiáng)的交聯(lián)-羧甲基淀粉，再利用其與PVA共混，經(jīng)過(guò)交聯(lián)、增速、疏水化改性，膜的力學(xué)性能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，吸水率大大降低，但是其綜合性能還達(dá)不到實(shí)際使用的需要，需要對(duì)其進(jìn)一步改性滿足各種使用需求，以提高淀粉膜的機(jī)械性能、韌性、強(qiáng)度和其他屬性，擴(kuò)大應(yīng)用范圍。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種遮光可降解農(nóng)用地膜。
本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
一種遮光可降解農(nóng)用地膜，由以下重量份的原料制備制成：干基玉米淀粉64-70、乙醇23-2一氯乙酸11-15、二氧化硅14-16、環(huán)氧氯丙烷0.08-0.1、二甲基甲酰胺60-80、玉米油4-5、魔芋膠7-8、遮光劑2-3、金屬硅粉、聚丙烯酰胺3-4、丙烯酰胺2-3、丙烯酸甲酯0.07-0.1、檸檬酸酯2-3、甘油3-4、85%乙醇溶液適量、去離子水適量。
所述一種遮光可降解農(nóng)用地膜，由以下具體步驟制備制成：
(1)將干基玉米淀粉和6-10倍量的氫氧化鈉混合均勻，轉(zhuǎn)到反應(yīng)釜中攪拌，轉(zhuǎn)速為80-100r/min，在35℃下攪拌反應(yīng)30min，將乙醇溶液和一氯乙酸混合均勻后，噴在淀粉表面繼續(xù)攪拌10min，反應(yīng)結(jié)束后，冷卻至室溫，然后用85%乙醇溶液洗滌上述改性淀粉并加入適量冰醋酸，調(diào)節(jié)pH為7.0，抽濾，繼續(xù)用85%乙醇水溶液洗滌濾餅2-3次，然后在鼓風(fēng)干燥機(jī)中50℃下干燥2-3h，粉碎、篩分過(guò)100目，得到羧甲基淀粉；
（2）將步驟（1）制備的羧甲基淀粉加到堿性溶液中調(diào)成粉漿，堿性溶液和羧甲基淀粉按照體積質(zhì)量比ml:g1.5-2:1混合，然后置于70-80℃的恒溫水浴鍋中不斷攪拌，將環(huán)氧氯丙烷溶解于適量堿液中，3-5min內(nèi)全部滴入淀粉乳中，反應(yīng)1-3h，反應(yīng)完畢后用鹽酸調(diào)節(jié)溶液的ph值至6-7，靜置一段時(shí)間，洗滌，抽濾，置于干燥箱中在55℃干燥4h，制得交聯(lián)-羧甲基淀粉；
（3）將魔芋膠加到去離子水中，充分?jǐn)嚢韬笊邷囟戎?0-90℃，在該溫度下攪拌1-2h得到膠液，再將遮光劑、金屬硅粉、聚丙烯酰胺和丙烯酰胺加到球磨機(jī)中球磨分散均勻，其中去離子水占粉體總重量的3-4倍量，再將膠液和液體漿料混勻，加入丙烯酸甲酯在40-50℃下攪拌反應(yīng)50-80min，反應(yīng)結(jié)束后加到真空干燥箱中干燥備用；
（4）將步驟（2）制備的產(chǎn)物配置成濃度為38-48g/L的淀粉乳，加入步驟（3）制備的產(chǎn)物在95-100℃下攪拌30-40min，攪拌結(jié)束后加入其余剩余物質(zhì)繼續(xù)攪拌50-60min，再將混合乳液轉(zhuǎn)移至均質(zhì)器18000r/min均質(zhì)5min，形成均勻的成膜液，然后將成膜液于0.09MPa真空度下脫氣20min，流延成膜即可。
所述一種遮光可降解農(nóng)用地膜，所述堿性溶液是由氫氧化鈉和氯化鈉按照質(zhì)量比2-3:1混合，然后用總重量3-4倍量的去離子水溶解攪拌均勻得到。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：本發(fā)明利用玉米淀粉為原料，經(jīng)過(guò)羧甲基醚化、交聯(lián)雙改性，制得改性的玉米淀粉，大大的增加了淀粉的表面基團(tuán)，分子間存在強(qiáng)的化學(xué)鍵合作用，對(duì)流動(dòng)產(chǎn)生的粘性阻力增大，表觀黏度上升，阻礙了淀粉糊中直鏈分子間的重新排列和締合，增加了淀粉低溫分散系的保水性，大大減少了凝沉和凝膠傾向，并且提高了透光率和降低了親水性，滿足了農(nóng)作物對(duì)光照的要求，以及提高了成膜的優(yōu)良性和穩(wěn)定性，多糖是具有特殊的長(zhǎng)鏈螺旋分子結(jié)構(gòu)，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，成膜性能較好，阻氣性也優(yōu)良，阻濕性能較差，利用化學(xué)反應(yīng)使遮光劑和金屬硅粉互相包覆，形成有效的遮光和增強(qiáng)膜機(jī)械性能的作用，并且利用魔芋膠使其在淀粉糊中具有良好的分散性，不團(tuán)聚，極大的發(fā)揮出較高強(qiáng)度和優(yōu)異遮光性，本發(fā)明的改進(jìn)的環(huán)保型農(nóng)用地膜，具有極好的韌性，有效改善了薄膜的降解性能，對(duì)環(huán)境無(wú)害，對(duì)不需光照的作物起到很好的遮光性，耐用性好，而且極具環(huán)保性，不會(huì)污染環(huán)境。
具體實(shí)施方式
一種遮光可降解農(nóng)用地膜，由以下重量份（公斤）的原料制備制成：干基玉米淀粉64、乙醇23、一氯乙酸11、二氧化硅14、環(huán)氧氯丙烷0.08、二甲基甲酰胺60、玉米油4、魔芋膠7、遮光劑2、金屬硅粉、聚丙烯酰胺3、丙烯酰胺2、丙烯酸甲酯0.07、檸檬酸酯2、甘油3、85%乙醇溶液適量、去離子水適量。
所述一種遮光可降解農(nóng)用地膜，由以下具體步驟制備制成：
(1)將干基玉米淀粉和6倍量的氫氧化鈉混合均勻，轉(zhuǎn)到反應(yīng)釜中攪拌，轉(zhuǎn)速為80r/min，在35℃下攪拌反應(yīng)30min，將乙醇溶液和一氯乙酸混合均勻后，噴在淀粉表面繼續(xù)攪拌10min，反應(yīng)結(jié)束后，冷卻至室溫，然后用85%乙醇溶液洗滌上述改性淀粉并加入適量冰醋酸，調(diào)節(jié)pH為7.0，抽濾，繼續(xù)用85%乙醇水溶液洗滌濾餅2次，然后在鼓風(fēng)干燥機(jī)中50℃下干燥2h，粉碎、篩分過(guò)100目，得到羧甲基淀粉；
（2）將步驟（1）制備的羧甲基淀粉加到堿性溶液中調(diào)成粉漿，堿性溶液和羧甲基淀粉按照體積質(zhì)量比ml:g1.5:1混合，然后置于70℃的恒溫水浴鍋中不斷攪拌，將環(huán)氧氯丙烷溶解于適量堿液中，3min內(nèi)全部滴入淀粉乳中，反應(yīng)1h，反應(yīng)完畢后用鹽酸調(diào)節(jié)溶液的ph值至6，靜置一段時(shí)間，洗滌，抽濾，置于干燥箱中在55℃干燥4h，制得交聯(lián)羧甲基淀粉；
（3）將魔芋膠加到去離子水中，充分?jǐn)嚢韬笊邷囟戎?0℃，在該溫度下攪拌1h得到膠液，再將遮光劑、金屬硅粉、聚丙烯酰胺和丙烯酰胺加到球磨機(jī)中球磨分散均勻，其中去離子水占粉體總重量的3倍量，再將膠液和液體漿料混勻，加入丙烯酸甲酯在40℃下攪拌反應(yīng)50min，反應(yīng)結(jié)束后加到真空干燥箱中干燥備用；
（4）將步驟（2）制備的產(chǎn)物配置成濃度為38g/L的淀粉乳，加入步驟（3）制備的產(chǎn)物在95℃下攪拌30min，攪拌結(jié)束后加入其余剩余物質(zhì)繼續(xù)攪拌50min，再將混合乳液轉(zhuǎn)移至均質(zhì)器18000r/min均質(zhì)5min，形成均勻的成膜液，然后將成膜液于0.09MPa真空度下脫氣20min，流延成膜即可。
所述一種遮光可降解農(nóng)用地膜，所述堿性溶液是由氫氧化鈉和氯化鈉按照質(zhì)量比2:1混合，然后用總重量3倍量的去離子水溶解攪拌均勻得到。
按照實(shí)施例的方法制備淀粉膜，對(duì)其進(jìn)行性能測(cè)試，結(jié)果如下：
抗拉強(qiáng)度（MPa）：52.3；斷裂伸長(zhǎng)率（%）：327%；透光率（600nm，%）：20.8；水蒸氣透過(guò)率（g.cm.cm-2.s-1.Pa-1）:1.83×10-12 ；吸水率（%）：5.6。