消除残留地膜 解决生物降解地膜技术瓶颈

来源:中科应化 | 发布时间: 2019-06-26 | 71 次浏览

中国的地膜从1979年开始使用,目前的覆盖面积已经达到3.7亿亩, 2012年年产量达到131万吨,预计2017年覆盖面积将达到4.5亿亩、产量将达到150万吨。目前使用的普通地膜,每年使用后大约有25%左右残留在土壤中。残留的原因为地膜越来越薄,难以回收,且回收经济价值低。这些残留的地膜大多由聚乙烯原料制成,不具有任何降解性能,会残留100年以上。随着非降解地膜累积的残留量越来越大,其对农作物造成的减产危害也会越来越大,因此目前地膜残留问题已经成为社会关注的生态问题。

如何减少或消除地膜的残留呢?现今的办法有两个:

◆鼓励残留地膜的回收

(1)增加地膜厚度 现今实施的《聚乙烯吹塑农用地面覆盖膜》(GB 13735-92)国家标准中对塑料地膜的厚度要求是0.008(±0.003)毫米。国家计划对旧的塑料地膜标准进行修订,其中最主要的一项修改为增加厚度,将原标准中塑料地膜厚度修改为0.010(±0.0015)毫米。

(2)政府回收补助 政府鼓励农民进行地膜回收,并对耗费的工时进行补贴,例如甘肃等地已有补助,每亩大约120元左右。鼓励残留地膜回收虽在一定程度上可以缓解一定的非降解地膜的残留,但成本较高,也不能从生态上完全消除地膜残留,并不是长久之计。

◆采用全生物降解塑料地膜

随着新的生物降解原料品种越来越多,可生产降解地膜的原料也越来越多,生产可降解地膜的技术也越来越趋于成熟。生物降解地膜因其可降解性,在土壤中会慢慢的被微生物分解成二氧化碳和水,不会对环境造成危害,也不会影响农作物的产量,是一种非常绿色环保的材料,具有可持续发展性。

解决生物降解地膜的技术瓶颈

近10年来,我国农业部农业技术推广应用中心在全国各地进行了规模不断扩大的生物降解地膜的试用,已经取得了可喜的成功。但综合起来,生物降解地膜目前在使用方面还存在拉力低、降解快、保水差、成本高等主要问题,下面就强度问题的解决方法进行论述。

目前产业化并且可以用于降解地膜的原料有:聚乳酸(PLA)、聚环氧丙烷-二氧化碳共聚物(PPC)和聚丁二酸-对苯二甲酸-丁二醇酯(PBAT)。

◆解决强度问题

目前的地膜大都采用机械铺装的方法,已经试用的全生物降解地膜在拉力上和挺度上还稍有不足,需要采用改进措施。

选择高强度的降解树脂

目前可以用于全降解地膜的基础原料主要为PBAT,选择强度高的PBAT树脂为基本原料可以大幅度提高地膜的强度。目前国内外生产PBAT的企业见表1,全球年生产能力大于20万吨,而且视需求增加可以随时扩产。

与其他高强度降解树脂共混

PBAT的拉伸强度为20MPa左右、弯曲模量极低,而PLA的拉伸强度可以达到45MPa左右,弯曲模量为3000MPa左右。在PBAT中共混PLA可以提高薄膜的拉伸强度和挺度。PLA树脂是最早产业化的全生物降解塑料,目前全球产能达到27万吨左右。

添加提高强度的助剂

① 成核剂 添加适量的α晶成核剂,一般选用有机磷酸酯类,有利于提高强度和刚性。

② 润滑剂 目前主要为有机硅酮和有机氟类PPA母料,增加后可以使分子纵向排列的有序度增加。

改进薄膜成型工艺

针对生物降解地膜,通过改进其成型工艺来促进其结晶度的提高,从而达到提高刚性和拉伸强度的目的。

增加地膜的厚度

目前农民使用的PE地膜厚度在3-6μm左右,根据前期试用经验,全生物降解地膜的厚度选择在10-12μm左右较为适宜。

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(文章链接:中国塑料机械网 http://www.86pla.com/news/detail/dy44153_p3.html)

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