本發明涉及農用地膜技術領域。更具體地說，本發明涉及一種劍麻纖維增強淀粉環保地膜及其制備方法。
背景技術：
目前，地膜覆蓋技術在農業中得到了廣泛推廣，應用到了小麥、水稻、玉米、大豆、高粱、棉花等作物的種植中，增產效果明顯。由于現在大量使用的地膜是不可降解的高分子化合物，既不受微生物侵蝕，也不能自行分解。長此下去，必然會給后人帶來難以解決的污染危害。因此，研究可降解地膜逐漸受到重視。淀粉是自然界豐富的可再生資源，無毒無害，可完全生物降解，然而較差的力學性能卻限制了其應用。
技術實現要素：
本發明的一個目的是解決至少上述問題，并提供至少后面將說明的優點。
本發明還有一個目的是提供一種劍麻纖維增強淀粉環保地膜及其制備方法，其能夠很好地保持土壤水分，殘留的地膜可完全降解，不會污染環境，且具有優異的力學性能和耐高溫性。
為了實現根據本發明的這些目的和其它優點，提供了一種劍麻纖維增強淀粉環保地膜，包括以下重量份數的原料：淀粉40份、劍麻纖維100份、低熔指線形低密度聚乙烯樹脂5份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物樹脂3份、遠紅外陶瓷粉3份、苯并三唑類紫外線吸收劑1份、麥飯石5份、酪蛋白酸鈉5份、鈦酸正丁酯25份、聚對苯二甲酸丁二酯20份、白炭黑15份、亞麻油籽5份、絲素蛋白20份、磷酸胍5份、山梨醇5份、滑石粉5份、魚腥草提取物20份；
其中，低熔指線形低密度聚乙烯樹脂的熔體流動速率mfr≤1；
所述魚腥草提取物的制備方法為：將魚腥草干燥、粉碎，與10倍質量的水混合，進行超聲波處理，控制超聲波功率為120w，保持30min，過濾，分離濾渣和濾液，濾液旋蒸至原有體積的1/10，得到濃縮液，將濾渣溶解于濃度為5g/l的茶多糖水溶液，超聲分散后，加入濃縮液和聚乙烯醇，加熱攪拌至稠狀，烘干至含水量低于5％，即得。
優選的是，所述的劍麻纖維增強淀粉環保地膜，所述淀粉為木薯淀粉，其直鏈淀粉含量在20％以上，水含量在10％以下。
一種劍麻纖維增強淀粉環保地膜的制備方法，包括以下步驟：
步驟一、將質量比為10:1:2:0.2:1.5的所述淀粉、甘油、馬來酸二辛酯、水混合，在150℃通過擠出機進行熔融共混接枝反應，即改性淀粉；
步驟二、將所述劍麻纖維粉碎、膨化，加入2倍質量的1wt.％的酸液，在120℃下保持1h，過濾、清洗、干燥、粉碎，得到第一混合物，向第一混合物中加入3倍質量的10wt.％的堿液，攪拌，在30℃下保持1h，過濾、清洗、干燥，控制含水量為10％，得到第二混合物，將質量比為5:10:1將第二混合物、丙烯酸甲酯、過硫酸鉀混合，通入ar，控制壓力為1mpa、溫度為40℃，保持5h，加入10wt.％醋酸溶液中和ph至7，過濾、清洗、干燥，即得改性劍麻纖維；
步驟三、將步驟一制備的改性淀粉、步驟二制備的改性劍麻纖維導入高混機，并加入所述低熔指線形低密度聚乙烯樹脂、所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物樹脂、所述遠紅外陶瓷粉、所述聚對苯二甲酸丁二酯，混合10min，再加入所述亞麻油籽、所述絲素蛋白、所述酪蛋白酸鈉、所述魚腥草濃縮物，混合10min，再加入所述麥飯石、所述苯并三唑類紫外線吸收劑、所述鈦酸正丁酯所述磷酸胍，混合10min，最后加入剩余原料，混合10min，轉移至吹膜機的料斗，熔融擠出吹塑，制成筒狀地膜，切割、分卷、包裝即得。
優選的是，所述的制備方法，制備的薄膜的厚度為0.01mm。
優選的是，所述的制備方法，吹膜機設置5個加熱段，溫度分別為190℃、195℃、200℃、205℃、210℃。
優選的是，所述的制備方法，酸液為硫酸溶液，堿液為氫氧化鈉溶液。
本發明至少包括以下有益效果：本發明能夠很好地保持土壤水分，殘留的地膜可完全降解，不會污染環境，且具有優異的力學性能和耐高溫性；采用劍麻纖維與淀粉復配，改善淀粉基地膜的力學性能，添加魚腥草提取物，地膜降解后改善土質，提高抗菌性能，淀粉、劍麻纖維改性后得到以植物纖維為骨架的熱塑性材料，相容性很好，能夠達到熱力學相容狀態，避免產品的相分離現象，提高改性產品性能的穩定性，緩解大量非降解合成高分子材料廢棄物造成的環境污染，遠紅外陶瓷粉能夠提高地面溫度，為農作物生長提供適宜的溫度，利于農作物的生長，苯并三唑類紫外線吸收劑可強烈吸收波長280～340nm范圍內的紫外光，提高地膜穩定性,低熔指聚乙烯樹脂溶體流動速率小，數均分子量大、分子量分布窄、支鏈越少，所得制品初始力學強度高，耐用性好。
本發明的其它優點、目標和特征將部分通過下面的說明體現，部分還將通過對本發明的研究和實踐而為本領域的技術人員所理解。
具體實施方式
下面結合實施例對本發明做進一步的詳細說明，以令本領域技術人員參照說明書文字能夠據以實施。
需要說明的是，下述實施方案中所述實驗方法，如無特殊說明，均為常規方法，所述試劑和材料，如無特殊說明，均可從商業途徑獲得。
<實施例1>
一種劍麻纖維增強淀粉環保地膜，包括以下重量份數的原料：淀粉40份、劍麻纖維100份、低熔指線形低密度聚乙烯樹脂5份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物樹脂3份、遠紅外陶瓷粉3份、苯并三唑類紫外線吸收劑1份、麥飯石5份、酪蛋白酸鈉5份、鈦酸正丁酯25份、聚對苯二甲酸丁二酯20份、白炭黑15份、亞麻油籽5份、絲素蛋白20份、磷酸胍5份、山梨醇5份、滑石粉5份、魚腥草提取物20份；
其中，低熔指線形低密度聚乙烯樹脂的熔體流動速率mfr≤1；
所述魚腥草提取物的制備方法為：將魚腥草干燥、粉碎，與10倍質量的水混合，進行超聲波處理，控制超聲波功率為120w，保持30min，過濾，分離濾渣和濾液，濾液旋蒸至原有體積的1/10，得到濃縮液，將濾渣溶解于濃度為5g/l的茶多糖水溶液，超聲分散后，加入濃縮液和聚乙烯醇，加熱攪拌至稠狀，烘干至含水量低于5％，即得；
所述淀粉為木薯淀粉，其直鏈淀粉含量在20％以上，水含量在10％以下。
一種劍麻纖維增強淀粉環保地膜的制備方法，包括以下步驟：
步驟一、將質量比為10:1:2:0.2:1.5的所述淀粉、甘油、馬來酸二辛酯、水混合，在150℃通過擠出機進行熔融共混接枝反應，即改性淀粉；
步驟二、將所述劍麻纖維粉碎、膨化，加入2倍質量的1wt.％的硫酸溶液，在120℃下保持1h，過濾、清洗、干燥、粉碎，得到第一混合物，向第一混合物中加入3倍質量的10wt.％的氫氧化鈉溶液，攪拌，在30℃下保持1h，過濾、清洗、干燥，控制含水量為10％，得到第二混合物，將質量比為5:10:1將第二混合物、丙烯酸甲酯、過硫酸鉀混合，通入ar，控制壓力為1mpa、溫度為40℃，保持5h，加入10wt.％醋酸溶液中和ph至7，過濾、清洗、干燥，即得改性劍麻纖維；
步驟三、將步驟一制備的改性淀粉、步驟二制備的改性劍麻纖維導入高混機，并加入所述低熔指線形低密度聚乙烯樹脂、所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物樹脂、所述遠紅外陶瓷粉、所述聚對苯二甲酸丁二酯，混合10min，再加入所述亞麻油籽、所述絲素蛋白、所述酪蛋白酸鈉、所述魚腥草濃縮物，混合10min，再加入所述麥飯石、所述苯并三唑類紫外線吸收劑、所述鈦酸正丁酯所述磷酸胍，混合10min，最后加入剩余原料，混合10min，轉移至吹膜機的料斗，吹膜機設置5個加熱段，溫度分別為190℃、195℃、200℃、205℃、210℃，熔融擠出吹塑，制成筒狀地膜，切割、分卷、包裝即得，制備的薄膜的厚度為0.01mm。
<對比例1>
一種劍麻纖維增強淀粉環保地膜，配方及制備方法同實施例1，不同的是，配方中的劍麻纖維替換為等量的淀粉，故也不包括步驟二的劍麻纖維改性處理。
<對比例2>
一種劍麻纖維增強淀粉環保地膜，配方及制備方法同實施例1，不同的是，不經過步驟一和步驟二，即不進行淀粉改性處理和劍麻纖維改性處理。
<對比例3>
一種劍麻纖維增強淀粉環保地膜，配方及制備方法同實施例1，不同的是，配方中不包括遠紅外陶瓷粉、苯并三唑類紫外線吸收劑、魚腥草提取物。
<地膜物理強度測試實驗>
根據gb/t1040.3進行測試，對實施例1、對比例1、2制備的地膜進行測試，結果如表1所示。
表1
表1說明，添加劍麻纖維后，制備的地膜拉伸強度得到大大提高，淀粉、劍麻纖維經改性處理后，斷裂伸長率得到大大提高。
<地膜生物可降解性測試試驗>
在3畝玉米地作試驗，播種后，1畝覆蓋實施例1制備的地膜，1畝覆蓋對比例3制備的地膜，1畝不覆蓋地膜，結果，實施例1制備的地膜覆蓋的土地5天內發芽，對比例3制備的地膜覆蓋的土地8天內發芽，未覆蓋任何地膜的土地10天后陸續發芽。
在2畝廢棄的田地，1畝覆蓋實施例1制備的地膜，1畝覆蓋對比例3制備的地膜，遇到雨水后，實施例1制備的地膜12天后即可降解，18天后明顯聞到發酵分解出有機質肥料的味道，對比例3制備的地膜18天后既可降解，隨后30天內未聞到有機質肥料的味道。
<地膜透光性能測試試驗>
根據gb/t2410-2008進行測試，對實施例1、對比例2、3制備的地膜進行測試，結果如表2所示。
表2說明，淀粉、劍麻纖維改性后，吸釋率大大提高，說明淀粉、劍麻纖維改性后相容性很好，制備的地膜滲水性優異，添加遠紅外陶瓷粉、苯并三唑類紫外線吸收劑、魚腥草提取物后，制備的地膜可見光透光率、透氣率大大提高。
這里說明的設備數量和處理規模是用來簡化本發明的說明的。對本發明的應用、修改和變化對本領域的技術人員來說是顯而易見的。
盡管本發明的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運用，它完全可以被適用于各種適合本發明的領域，對于熟悉本領域的人員而言，可容易地實現另外的修改，因此在不背離權利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發明并不限于特定的細節和這里示出與描述的實施例。