[00123410]可降解高性能植物纤维农用地膜

1、课题来源与背景： 现在农用地膜普遍使用塑料地膜,由于传统塑料地膜的降解时间长达二三百年,用后易破碎在农田中并夹杂了大量的沙土,很难回收利用。每年都会有大量的残膜留在土壤里。塑料地膜多为分子量数万至数十万的聚乙烯,它们在自然界中很难降解。这些地膜碎片可在土壤中形成阴隔层,使土壤中的水、气、肥等流动受阻,造成土壤结构板结,严重危害生态环境,造成白色污染,“白色革命”的功臣已渐变为“白色污染”的祸首,且这一情况正在进一步恶化。因此解决残膜污染土壤问题已成为地膜覆盖栽培技术的当务之急,为了解决这一问题,我们研究可降解地膜的想法应运而生。 2、技术原理与性能指标： 本产品利用稻草、秸杆、玉米杆及杨木边角余料做原料生产高性能纤维,添加：淀粉、纤维素、增强剂、防水剂等,实现可降解的高性能植物纤维农用地膜,解决了塑料农用地膜不能降解和污染环境的难题 该产品属于掺混型地膜,经考察国内外这方面的产品也有很多,国内大多可降解农膜多采用聚乙烯/淀粉作为混合剂,利用添加增溶剂或对淀粉进行改性的方法制备聚乙烯/淀粉的共混物,通过降解实验,发现只有淀粉组被降解,残留的聚乙烯没有降解,添加一些能促进氧化的添加剂后聚乙烯还是不能降解, 还有一种产品“可降解植物纤维农用地膜”工艺沿用传统的造纸技术,防水性能较差,降解时间在3个月以内,雨季降解时间会缩短,我们的产品混合的是玉米淀粉与超强度纤维混合,采用喷射技术,产品由防水层、增强层、覆盖层三层组成,降解性、强度和防水性更好。 工艺流程分二部分,第一部分植物纤维制造工艺,第二部分是压膜工艺。 2016年产品经吉林省产品质量监督检验院检测,直角撕裂强度横向达到12.4kN/m,纵向14kN/m：拉伸强度横向4.5MP/a,纵向5.7MP/a：断裂标称应变横向9%,纵向5%,优于普通塑料薄膜。 3、技术的创造性与先进性： 产品工艺是利用喷射技术进行三喷三压,产品达到农用地膜的抗拉强度、柔软度和重量的要求,利用酸碱中和原理,在高压环境下进行膨化处理。利用双氧水和碱进行综合、溶解分化作用使得排放的废水达到排放要求,做到没有废水排放。利用防水剂配比调节来控制地膜降解的时间。该技术已经进行试生产,产品经检测各项指标达到国家标准,经用户使用反应良好,完全可以替代塑料地膜。 先进性有以下几点： 1)3～8个月可风化降解,降解后变为肥料,含氮磷钾肥料。 2)产品不污染土壤,能生产出优质粮油蔬菜瓜果产品。 3)原料使用稻草、秸秆等,原料供应充足,可变废为宝。 4)产品保温性能好,冷热温差平衡性能强。 5)比塑料地膜成本低30%,省钱省力省工。 6)每年给农民增加秸秆等收入3500万元。 7)每年给农民降低耕地1亿元地膜成本。 4、技术成熟程度、适用范围和安全性： 技术已经成熟并进行小批量生产供农民试用,该技术已经申报国家专利并获得中华人民共和国知识产权局受理通知书。 产品适用于所有农作物,在玉米、大豆、草莓等种植中使用,降解效果得到验证,性能方面完全取代塑料薄膜。 经试用,该地膜对农作物无损害,对杂草的抑制效果明显,降解后转化成农用肥,没有任何有害残留,安全性能非常高。 5、应用情况及存在的问题： 产品只提供给当地农民试用,收集实验数据,计划于2017年4月建设年产3.2万吨植物纤维农用地膜,存在的问题主要是产品的推广和建设资金的不足。 产品工艺采用喷射技术进行三喷三压属于国内首创,产品达到农用地膜的抗拉强度、柔软度和重量的要求,完全可替代传统塑料地膜,利用酸碱中和原理,在高压环境下进行膨化处理。利用双氧水和碱进行综合、溶解分化作用使得排放的废水达到排放要求,解决了多年纤维提取过程废水排放严重污染环境的问题,做到没有废水排放。利用防水剂配比调节来控制地膜降解的时间,可以按用户的不同需求调节降解时间,满足了不同用户和不同植物对降解时间的要求,实现无公害利用农作物废弃物并达到了循环使用,使得废弃物变废为宝最终转化成植物所需要的肥料。该技术能够充分利用农业废弃物并为企业和农民带来丰厚的利润,为农民节约种植成本为,为社会创造就业机会,是一项利国利民的新技术,符合申报科技成果和专利技术的要求,值得推广和成果转化。