【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于农业地膜，具体涉及一种以淀粉废水复合竹纤维的可降解地膜及其制备方法。
技术介绍
1、淀粉是重要的工业原料，广泛应用于食品、化工、纺织、医药等行业。生产制备淀粉时会产生大量高浓度酸性有机废水，每生产1吨淀粉将产生10-20m3的废水，淀粉废水的主要成分是可溶性淀粉、戊聚糖、灰分和少量蛋白质。虽然淀粉废水一般没有毒性，但将废水直接排放到环境水体中不仅是对水资源的浪费，也会对环境造成严重破坏。目前，国内外淀粉废水综合利用主要体现在单细胞蛋白、食用菌、微生物絮凝剂、生物农药等工业产品上，这些废水主要含有可溶性淀粉、少量蛋白质、有机酸、粉尘、矿物质和少量油脂，容易腐败发酵，使水体发黑发臭，排入河流会消耗水中的溶解氧，促进藻类和水生植物繁殖。当废水量大时，河流会出现严重的缺氧、厌氧腐败和恶臭，水生动物可能会窒息而死，从而对人类的生存环境构成威胁。
2、淀粉作为可再生生物资源之一，因其成本较低、产量较高和可生物降解性而成为石油基塑料包装材料，其还具有通用性、价格竞争力和各种行业的适用性，淀粉基材料的难处理性、脆性、水敏感性、机械强度较差等缺陷极大地阻碍了其使用。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种以淀粉废水复合竹纤维的可降解地膜及其制备方法，以解决上述问题。
2、为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、本专利技术提供一种以淀粉废水复合竹纤维的可降解地膜及其制备方法，按重量份数计，所述地膜由75-90份淀粉废水、20
4、进一步地，所述粉废水为马铃薯淀粉废水、小麦淀粉废水、番薯淀粉废水、莲藕淀粉废水、玉米淀粉废水、大米淀粉废水、豌豆淀粉废水中的至少一种。
5、进一步地，所述交联剂为戊二醛，所述填料为碳酸钙，所述竹纤维的粒径为80-120nm。
6、进一步地，还包括一种以淀粉废水复合竹纤维的可降解地膜的制备方法，包括以下步骤，
7、s1、初步处理淀粉废水，将其浓缩得浓缩淀粉水；向浓缩淀粉水中加入甘油制备浆料，而后再在加热条件下搅拌糊化，制得淀粉糊化浆料；
8、s2、将竹纤维进行球磨，得球磨竹纤维粉末；
9、s3、淀粉糊化浆料与竹纤维粉末混合，依次加入聚乙烯醇、填料搅拌，得膜液；
10、s4、将膜液在真空条件下脱气，去除膜液中的气泡；
11、s5、调整膜液的温度和ph值，加入交联剂进行交联反应；
12、s6、将混合后的物料送入挤出机，通过模具挤出成地膜形状；挤出时通过加热装置，使地膜固化成型。
13、进一步地，所述步骤s1中，采用气浮分离处理淀粉废水，将淀粉废水倒入装有搅拌器的圆底烧瓶中，在温度为70-90℃下，以200-400r/min的转速，搅拌25-45min。
14、进一步地，所述s2中，所述球磨方式为：竹纤维在50-60℃下加热3-5h以去除水分，将加热后的竹纤维以400-700rp/min的转速，采用氧化锆球磨珠进行球磨，球磨时间分别为3-12h，竹纤维和氧化锆球磨珠的质量比为1∶10。
15、进一步地，所述步骤s3中，膜液在0.01mpa的真空条件下脱气15-20min。
16、进一步地，所述步骤s5中，膜液的温度为20-30℃，ph值为4.5-9.5。
17、进一步地，所述步骤s6中，挤出时加热装置的温度为45-55℃。
18、本专利技术的有益效果在于：
19、1、由于淀粉是一种天然高分子聚合物，其大分子间相互作用力很强，导致原淀粉难以熔融加工，而且在和其他聚合物共混加工中和其他聚合物的相容性也差，因此淀粉基塑料制备前，须利用化学反应对淀粉进行化学改性，改变其原有的结构，从而改变淀粉相应的性能，把原淀粉变成热塑性淀粉。本专利技术中，利用淀粉废水、甘油配制浆料，通过糊化和酯化时，甘油能够削弱淀粉分子间的相互作用力，提高淀粉材料的柔韧性，使其更易于加工和塑形。
20、2、从自然生长的竹子中提取出的竹纤维纤维素，不仅具有良好的透气性、瞬间吸水性、较强的耐磨性和良好的染色性等特性，而且具有天然抗菌、抑菌、除螨、防臭和抗紫外线功能，作为淀粉基塑料的增强材料时，不仅可以有效提高淀粉基塑料的强度，并且自身有着优异的环保特性。
21、3、将球磨预处理的竹纤维、淀粉糊化浆料、聚乙烯醇搅拌均匀，形成膜液，淀粉糊化浆料将充分渗入到竹纤维，利于将竹纤维粘合交织，可以增强降解塑料基膜的强度；膜液的形成利于在常温压延形成薄膜基膜，而其中的增塑剂会赋予淀粉热塑性，可以充分热粘合竹纤维，有效克服了竹纤维分散困难的问题，确保了竹纤维的增强效果，得到竹纤维均匀分散的降解塑料基膜。
22、4、本专利技术提出了以淀粉废水作为淀粉浆料原材料，利用淀粉浆去渗透粘合球磨法预处理的竹纤维制备竹纤维增强淀粉废水膜制备方法；通过将淀粉糊化酸化破坏淀粉结构，赋予淀粉糊化浆料良好的粘性，利用淀粉糊化浆料使竹纤维粘合交织，进一步通过竹纤维增强了薄膜的耐水性和强度；采用的竹纤维具有优异的力学性能和生物相容性，可以作为薄膜的骨架，提高薄膜的强度和稳定性；通过交联剂的作用，使竹纤维与淀粉废水中的有机物发生化学反应，形成稳定的交联结构，提高地膜的强度和耐久性；采用的聚乙烯醇具有良好的成膜性和可塑性，可以与竹纤维和淀粉废水复合，形成均匀的混合物，并通过挤出成型得到薄膜产品；采用的甘油可以用于提高薄膜的柔韧性和可塑性；采用的碳酸钙可以用于调节薄膜的透明度，进一步降低生产成本。
23、5、本专利技术中，采用的制备方法有效克服了淀粉难以成膜的缺陷，为生物质淀粉、竹纤维在降解塑料领域的应用提供了强有力的支撑。此外以淀粉废水为原料，可在一定程度上降低生产成本；利用淀粉废水作为竹纤维增强淀粉基复合膜的工艺用水，该工艺还可以抵消淀粉废水的处理成本。
24、6、本专利技术制备得到的地膜强度高、挺度良好，使用后能够自然降解，减少环境污染，保证了产品的安全性，膜覆盖能够抑制土壤水分蒸发，提高土壤温度，促进作物生长，同时减少灌溉用水量，同时为淀粉废水的资源化利用提供新的思路。
25、本专利技术的其他优点、目标和特征将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上对本领域技术人员而言是显而易见的，或者本领域技术人员可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
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1.一种以淀粉废水复合竹纤维的可降解地膜，其特征在于：按重量份数计，所述地膜由75-90份淀粉废水、20-30份竹纤维、10-18份聚乙烯醇、18-30份甘油、8-15份交联剂、5-10份填料。
2.根据权利要求1所述的一种以淀粉废水复合竹纤维的可降解地膜，其特征在于：所述粉废水为马铃薯淀粉废水、小麦淀粉废水、番薯淀粉废水、莲藕淀粉废水、玉米淀粉废水、大米淀粉废水、豌豆淀粉废水中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种以淀粉废水复合竹纤维的可降解地膜，其特征在于：所述交联剂为戊二醛，所述填料为碳酸钙，所述竹纤维的粒径为80-120nm。
4.根据权利要求1-3-任一项所述的一种以淀粉废水复合竹纤维的可降解地膜，还包括一种以淀粉废水复合竹纤维的可降解地膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤，
5.根据权利要求4所述的一种以淀粉废水复合竹纤维的可降解地膜的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，采用气浮分离处理淀粉废水，将淀粉废水倒入装有搅拌器的圆底烧瓶中，在温度为70-90℃下，以200-400r/min的转速，搅拌25-45min。
6.根据权利要求4所述的一种以淀粉废水复合竹纤维的可降解地膜的制备方法，其特征在于：所述S2中，所述球磨方式为：竹纤维在50-60℃下加热3-5h以去除水分，将加热后的竹纤维以400-700rp/min的转速，采用氧化锆球磨珠进行球磨，球磨时间分别为3-12h，竹纤维和氧化锆球磨珠的质量比为1∶10。
7.根据权利要求4所述的一种以淀粉废水复合竹纤维的可降解地膜的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中，膜液在0.01MPa的真空条件下脱气15-20min。
8.根据权利要求4所述的一种以淀粉废水复合竹纤维的可降解地膜的制备方法，其特征在于：所述步骤S5中，膜液的温度为20-30℃，PH值为4.5-9.5。
9.根据权利要求4所述的一种以淀粉废水复合竹纤维的可降解地膜的制备方法，其特征在于：所述步骤S6中，挤出时加热装置的温度为45-55℃。
...【技术特征摘要】
1.一种以淀粉废水复合竹纤维的可降解地膜，其特征在于：按重量份数计，所述地膜由75-90份淀粉废水、20-30份竹纤维、10-18份聚乙烯醇、18-30份甘油、8-15份交联剂、5-10份填料。
2.根据权利要求1所述的一种以淀粉废水复合竹纤维的可降解地膜，其特征在于：所述粉废水为马铃薯淀粉废水、小麦淀粉废水、番薯淀粉废水、莲藕淀粉废水、玉米淀粉废水、大米淀粉废水、豌豆淀粉废水中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种以淀粉废水复合竹纤维的可降解地膜，其特征在于：所述交联剂为戊二醛，所述填料为碳酸钙，所述竹纤维的粒径为80-120nm。
4.根据权利要求1-3-任一项所述的一种以淀粉废水复合竹纤维的可降解地膜，还包括一种以淀粉废水复合竹纤维的可降解地膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤，
5.根据权利要求4所述的一种以淀粉废水复合竹纤维的可降解地膜的制备方法，其特征在于：所述步骤s1中，采用气浮分离处理淀粉废水，将淀粉废水倒入装有搅...
【专利技术属性】
技术研发人员：汤立红，李丽，熊欢，王永涛，郑碧芳，何翼，田双琴，王淑杰，
申请(专利权)人：云南大学，
类型：发明
国别省市：
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