本发明涉及一种新型的生物降解塑料薄膜材料,特别是一种能够在特定的时间内能够控制材料在土壤中降解速率的生物降解塑料薄膜,还涉及该塑料制作的农业辅助物质载体,通过该载体能够控制农业辅助物质的释放时间。
背景技术:
1、当前农业实践中,肥料和农药的使用往往需要定期人工施加,这增加了劳动力成本并可能对环境造成影响。现有的生物降解薄膜材料无法实现精确控制其降解时间,限制了其在农业中的应用。
技术实现思路
1、因此,急需一种环保的、可降解的材料,能够在土壤中实现对农用辅助物质(如肥料、农药)的定时释放。为解决上述问题,本发明提供一种可控农业生物降解塑料及该塑料制作的农业辅助物质载体。
2、本发明的目的是以下述方式实现的:
3、一种可控农业生物降解塑料,,由生物降解塑料和添加剂及偶联剂通过共挤工艺制得,该可控农业生物降解塑料中生物降解塑料的质量百分含量为65%-98.5%,添加剂的含量为0.5%-30%,偶联剂含量1-5%,该可控农业生物降解塑料中添加剂的粒径为10um-50um。
4、上述可控农业生物降解塑料,所述生物降解塑料为pla、ple、pha、pga、pbs、pbat、pcl、 ppc或ppcp。
5、上述可控农业生物降解塑料,所述添加剂为金属盐。
6、上述可控农业生物降解塑料,所述金属盐为氯化钠、氯化钙或氯化锂。
7、上述可控农业生物降解塑料,金属盐选氯化钠,生物可降解塑料为pla或ppcp,金属盐为氯化锂时,生物可降解塑料为pla,ppcp或pbat。
8、上述可控农业生物降解塑料,金属盐选氯化钙时,生物可降解塑料为ple、pha、pga、pbs、pbat、pcl或ppc。
9、上述可控农业生物降解塑料,所述偶联剂为铝酸酯偶联剂、硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂。
10、一种农业辅助物质载体,该载体为容纳农业辅助物质的袋体,该袋体用上述可控农业生物降解塑料制作而成,该袋体自上而下至少三层,相邻层之间的隔膜材质为上述的可控农业生物降解塑料,且在顶层和隔膜上均设置若干微孔,微孔的孔径能够使水进入且阻断农业辅助物质流出。
11、上述农业辅助物质载体,所述袋体为弧形袋或柱形袋或长方体形袋或者正方体形袋。
12、上述农业辅助物质载体,袋体自上而下为三层、四层、五层或六层。
13、相对于现有技术,本发明能够有以下技术效果:
14、生物降解塑料是在自然界如土壤或沙土等条件下,由自然界存在的微生物作用引起降解,并最终完成降解变成二氯化碳或/和甲烷、水及其所含元素的矿化无机盐以及新的生物质如微生物死体等。本申请在生物降解塑料中添加了能够控制生物降解塑料在土壤中降解速率的添加剂,从而控制生物降解塑料的降解速率,实现包装在生物降解塑料内的家用辅助物质的释放时间。
15、具体添加剂为金属盐时,可以调整金属盐的粒径和含量以实现薄膜在土壤中的降解速率和农用辅助物质的释放时间。由于金属盐为吸水性强,为可潮解材料,当可潮解材料(例如氯化钙、氯化锂或氯化钠)均匀地分布在塑料矩阵中时,其反应和作用包括以下几方面:
16、1. 吸湿性:潮解材料在潮湿环境中会吸收水分,因此,如果这种复合材料暴露在湿润的环境中,潮解材料会开始吸湿。会导致塑料矩阵中的潮解颗粒膨胀,产生内部应力,并在一定程度上改变材料的物理性能,例如硬度、强度、韧性等。
17、2. 热传导性能:潮解材料一般具有比塑料更高的热导率。因此,将潮解材料分散在塑料矩阵中会提高复合材料的整体热导率。
18、3. 降解性能:一些潮解材料,如氯化钙,能够增加塑料的降解速度。这是因为吸湿后的氯化钙颗粒在塑料矩阵中形成的微孔可以加速水分和空气的渗透,从而加速了塑料的氧化降解。
19、4. 质地和透明度:潮解材料的添加会影响材料的外观质地和透明度。例如,如果潮解材料颗粒较大或分布不均,可能会导致材料的透明度降低。
20、5. 薄膜破裂性能:在某些应用中,这种材料的目标是利用潮解材料的吸湿性能,使塑料矩阵在土壤中吸湿后膨胀、破裂,并释放包裹的物质(如肥料或农药)。
21、另外,本发明的可控农业生物降解塑料制作的农业辅助物质载体,其结构为自上而下若干层,且顶层可控农业生物降解塑料上设置有微孔,这样将农业辅助物质如肥料或农药分别装进自上而下的不同层内,各层的可控农业生物降解塑料膜在土壤中降解的同时,顶层可控农业特征降解塑料膜上设置有微孔,土壤中的水份会通过微孔进入到上层内的肥料或农药内,顶层的肥料和农药会在可控农业生物降解塑料膜未降解之前释放到土壤里,当可控农业生物降解塑料膜在自然界的土壤内降解后,这时中层的上隔膜会暴露在土壤里,中层的内、外两侧的可控农业生物降解塑料膜也在自然界中降解完成,中层的内侧和外侧的少量肥料或农药会和底层的肥料或农药一起释放到土壤里,而中层中间大部分的肥料和农药还在中层的上隔膜和下隔膜之间的中层内,这部分中层中间的肥料和农药最后通过中层上隔膜和中层内侧和外侧缓慢释放到土壤里。此农业辅助物质载体,一方面材质为可控生物降解塑料,其降解速率实现可控;另一方面,其结构也能够实现至少三级释放,一级为顶层内的农业辅助物质肥料或农药的释放,二级为底层内或中层内侧和外侧的农业辅助物质肥料或农药的释放,三级为中层中间肥料或农药的释放;通过多途径,多层次的控制农业辅助物质肥料或农药在土壤中的释放时间。
1.一种可控农业生物降解塑料,其特征在于,由生物降解塑料和添加剂及偶联剂通过共挤工艺制得,该可控农业生物降解塑料中生物降解塑料的质量百分含量为65%-98.5%,添加剂的含量为0.5%-30%,偶联剂含量1-5%,该可控农业生物降解塑料中添加剂的粒径为10um-50um。
2.根据权利要求1所述的可控农业生物降解塑料,其特征在于:所述生物降解塑料为pla、ple、pha、pga、pbs、pbat、pcl、 ppc或ppcp。
3.根据权利要求2所述的可控农业生物降解塑料,其特征在于:所述添加剂为金属盐。
4.根据权利要求3所述的可控农业生物降解塑料,其特征在于:所述金属盐为氯化钠、氯化钙或氯化锂。
5.根据权利要求4所述的可控农业生物降解塑料,其特征在于:金属盐选氯化钠时,生物可降解塑料为pla或ppcp;金属盐选氯化锂时,生物可降解塑料为pla,ppcp或pbat。
6.根据权利要求4所述的可控农业生物降解塑料,其特征在于:金属盐选氯化钙时,生物可降解塑料为ple、pha、pga、pbs、pbat、pcl或ppc。
7.根据权利要求1所述的可控农业生物降解塑料,其特征在于:所述偶联剂为铝酸酯偶联剂、硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂。
8.一种农业辅助物质载体,其特征在于:该载体为容纳农业辅助物质的袋体,该袋体用上述权利要求1-7中任一项所述的可控农业生物降解塑料制作而成,该袋体自上而下至少三层,相邻层之间的隔膜材质为上述的可控农业生物降解塑料,且在顶层和隔膜上均设置若干微孔,微孔的孔径能够使水进入且阻断农业辅助物质流出。
9.根据权利要求8所述的农业辅助物质载体,其特征在于:所述袋体为弧形袋或柱形袋或长方体形袋或者正方体形袋。
10.根据权利要求9所述的农业辅助物质载体,其特征在于:袋体自上而下为三层、四层、五层或六层。
