论文部分内容阅读
随着全球能源危机形势的日益严峻以及环保意识的日益增强,近年来,人们愈发注重在发展农业的同时也时刻关注环境的保护。传统聚乙烯(PE)地膜的过度使用导致土壤污染、农作物减产、牲畜误食死亡等问题层出不穷,生物降解地膜的推广是大势所趋。同时由于生物降解地膜种类多样,不同地区环境下生物降解地膜的降解周期有会出现差异,这对生物降解地膜的推广造成一定程度影响,同时生物降解地膜在实际应用中的试验周期较长和成本昂贵的原因使得其推广使用受到限制,所以本论文生物降解地膜在大田中的实际应用对后期生物降解地膜的发展和推广提供数据支撑。本文首先在成熟配方的前提下,以不同牌号的PBAT为基材进行加工改性后吹塑成膜,生物降解地膜A、B、C、D在大田玉米作物上进行试验,以传统聚乙烯地膜CK作为对照组,对不同地膜在玉米各生长阶段中土壤的温度湿度、玉米株高、干物质、叶面积、产量等数据进行比较。生物降解膜初期阶段的增温保墒性能初期与传统PE膜维持一致的水平,生长初期甚至高出CK膜0.1~0.2 oC,生长后期由于地膜降解导致生物降解膜的增温保湿性能下降,土壤温度比CK低出0.3~0.5 oC。A、C膜玉米生长各阶段的株高、茎宽、干物质含量、产量等性状数据与传统地膜最为接近,A膜经济产量与CK同比减产0.58%,基本无差别。综合各项数据,A膜与传统PE膜各方面性状数据基本一致,推荐生物降解A膜在西北地区大田玉米作物中进行推广使用。然后,我们对生物降解膜在覆膜不同时间后各方面的性能进行测试,通过基团分析和酸值检测证明降解过程伴随酯键的断裂和端羧基的形成,热分析和分子量测试表明聚酯类的降解是分子链断裂,高分子聚合物降解成低分子量聚合物的过程。熔点由未降解时的124.5 oC下降至降解120天后的117.9 oC,A膜降解120天后的分子量变为未降解时分子量的35%,分子量的降低也使得熔点降低和融限变宽。SEM图像显示覆膜120天后地膜随降解时间延长出现孔洞结构。力学性能测试显示降解120天后地膜横纵向拉伸强度分别下降至12.34 Mpa、7.93 Mpa,断裂伸长率降低至18.31%、5.28%。甘州区土壤填埋试验中A膜填埋20周后的失重率可达18.23%,失重率的高低与土壤温度湿度有较大关系。最后,我们研究了单一PBAT体系和PBAT/PLA复合体系在Na OH、HCl、H2O溶液中的降解情况,不同溶液环境下两种材料体系降解速率显示Na OH>HCl>H2O,同时,含有PLA组分的体系降解速度比单一体系降解速度更快。碱性环境中浸泡6周后F、L的失重率分别为9.9%、15.1%。SEM图表明碱性环境中薄膜劣化更为明显,F、L膜降解6周后拉伸强度分别下降58.14%、65.49%,L膜的断裂伸长率损失达到96.01%,F膜断裂伸长率损失78.44%。