本公开属于高分子材料和可降解膜材料,具体涉及一种双拉伸聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯生物可降解地膜。
背景技术:
1、在农业生产中,地膜作为一种重要的地面覆盖材料,在保持土壤温度、湿度、防止雨水冲刷与结皮形成等方面起到了关键作用,利于肥料的腐熟和分解,提高土地肥力,具有显著的增产增收效应。然而,随着环保意识的增强和可持续发展要求的提高,传统聚乙烯地膜的不可降解性及其对环境的污染问题日益凸显。因此,寻找一种既环保又具备优良性能的膜材料成为当前研究的热点。
2、聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯(pbat)作为一种生物可降解材料,因其较大的产能以及与聚乙烯相近的物理性能,被认为是一种理想的替代材料。然而,目前市场上采用吹膜、流延制备的pbat地膜在应用于新疆地区时,存在降解速度过快的问题,即地膜在2-3个月内即会达到诱导期,开始碎裂,使用寿命较短,使得其难以长期发挥增温保水的功能,严重影响了农作物的生长和产量。
3、此外,采用双拉工艺制备的pbat地膜虽然在一定程度上改善了地膜的机械性能和光学性能,但其含有的pbat(易于降解)含量较高,所制备的地膜降解速率较快,寿命较短、保水效果较低,而且其在应用过程中仍表现出不耐紫外线、透水率高等问题。尤其在新疆地区,由于紫外线辐射强烈、日照时间长、气候条件恶劣等因素,使得现有的pbat地膜技术尚不能满足新疆地区农作物种植对地膜性能的需求。
4、因此,如何提供一种新型地膜材料,使其在保持适度降解性能和耐用性的同时,能够提升增温保水效果,并具备优秀的耐候性,从而应对不同环境条件下的使用需求,成为当前亟需解决的技术问题。
技术实现思路
1、有鉴于此,为解决相关技术中的以及其他方面的至少一种技术问题,本公开提供了一种双拉伸聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯生物可降解地膜,包括:依次设置的内层、芯层和外层;
2、以质量百分比计,内层和外层各自包括聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯54.5-94.5%、可降解材料5-44.5%、抗氧化剂0.1-0.5%、爽滑剂0.1-0.5%、相容剂0.1-0.5%、热稳定剂0.1-0.5%、紫外吸收剂0.1-0.5%,总计100%;
3、芯层为中间层,以质量百分比计,芯层包括聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯54.5-94.5%、可降解材料5-44.5%、扩链剂0.1-0.5%、抗氧化剂0.1-0.5%、相容剂0.1-0.5%、热稳定剂0.1-0.5%、紫外吸收剂0.1-0.5%,总计100%;
4、其中可降解材料选自聚乳酸、聚己内酯中任意一种;相容剂选自甲基丙烯酸缩水甘油酯、马来酸酐中至少一种;扩链剂选自聚氨酯类、多元醇类、偶氮类、环氧类中至少一种化合物。
5、根据本公开的实施例,内层、芯层和外层的厚度比例为1-3∶4-8∶1-3;
6、地膜的厚度为3-10μm。
7、根据本公开的实施例,抗氧化剂选自抗氧化剂1010或抗氧化剂168;
8、爽滑剂选自乙撑双硬脂酸酰胺、芥酸酰胺、硬脂酸锌中至少一种;
9、热稳定剂选自有机锡类热稳定剂;
10、紫外吸收剂选自水杨酸酯类、二苯甲酮类、苯并三唑类、三嗪类以及取代丙烯腈类中任意一种紫外吸收剂。
11、根据本公开的实施例,以质量百分比计,在内层、芯层和外层中,聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯为89%-94%,可降解材料为5%-10%。
12、根据本公开的实施例,膜的诱导期为120-180天,地膜的水蒸气透过量为85-200g/m2.24h。
13、根据本公开的实施例,地膜通过如下步骤获得:
14、将内层、芯层和外层的原料分别加入不同的挤出机中进行挤出流延,经冷却后得到复合铸片;
15、将复合铸片先进行纵向拉伸,再进行横向拉伸,经过热定型,得到地膜。
16、根据本公开的实施例,内层、芯层和外层的挤出温度为160-180℃,冷却温度为5-10℃;
17、纵向拉伸的拉伸比为3-5,纵向拉伸温度为80-100℃;
18、横向拉伸的拉伸比为7-9倍,横向拉伸温度为90-120℃;
19、热稳定型温度为110-140℃。
20、根据本公开的实施例,地膜的透光率大于85%。
21、根据本公开的实施例,地膜的纵向拉伸强度大于50mpa,横向拉伸强度大于100mpa。
22、基于上述技术方案,本公开提供的一种双拉伸聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯生物可降解地膜至少存在以下有益效果:
23、(1)本公开实施例提供的双拉伸聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯生物可降解地膜,通过引入可降解材料以代替部分的pbat,能够提高双拉地膜的阻水率,有效减少水分的蒸发,从而达到优化增温保水的效果。
24、(2)在本公开的实施例中,向地膜中添加紫外吸收剂增强地膜的耐紫外线性能,从而延长其使用寿命。使得制备得到的双拉伸聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯生物可降解地膜兼具优良的保水性能以及耐候性能,延长地膜的使用寿命。同时利用相容剂,以保证pbat、可降解材料之间均匀共混,使本申请的双拉pbat地膜具有良好的力学性能和光学性能。
1.一种双拉伸聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯生物可降解地膜,包括:依次设置的内层、芯层和外层;
2.根据权利要求1所述的地膜,其中:
3.根据权利要求1所述的地膜,其中:
4.根据权利要求1或2所述的地膜,其中:
5.根据权利要求4所述的地膜,其中:
6.根据权利要求1所述的地膜,其中,所述地膜通过如下步骤获得:
7.根据权利要求6所述的地膜,其中:
8.根据权利要求1所述的地膜,其中:
9.根据权利要求1或8所述的地膜,其中:
