1.本发明属于农业应用技术领域,尤其涉及一种牛粪基全生物基质纸地膜及其制备方法。
背景技术:2.70年代末期,我国引进的“地膜覆盖栽培”技术为作物生长创造了有利的小生态环境,达到保墒保水、积温灭草的目的。该技术应用带来的累积经济增产值在800亿元以上,但却给土壤造成了严重的污染。这是由于目前农田大多使用聚合物塑料地膜,其中的塑料残留物在土壤中数十年无法降解,致使土壤板结、透气性降低,进而影响作物的生长发育,造成作物减产。据统计,我国农用塑料地膜的使用量居世界首位,是其他国家使用量总和的1.6倍。因此,可降解地膜的研究在国内外引起了极大的关注,目前主要集中在光降解地膜、光/生物双降解地膜、生物降解地膜以及植物纤维地膜等几个方面:
3.光降解地膜与光/生物双降解地膜:目前我国已达到规模化生产的水平,但是两者存在同一个问题,即光解或者生物降解后,只能将地膜降解成小颗粒,随着使用时间的延长,土壤中的塑料颗粒逐渐累积并且难以清除,会带来比使用塑料地膜更严重的污染。
4.生物降解地膜:主要分为天然高分子基地膜和化学合成高分子基地膜两大类。天然高分子基地膜主要是淀粉基地膜,其降解性仅限于其中的淀粉部分,不能降解其中的塑料成分,因而是一种不完全生物降解薄膜。目前,美国利用一种可降解的聚己内酯(pcl)合成型高分子,生产出不同级别的化学合成高分子型生物降解地膜。法国目前研究较多的是聚酯类地膜与淀粉和聚酯混合型地膜,聚酯类地膜的原料主要来源于石油产品,淀粉主要采用玉米淀粉。日本采用纤维素与甲壳素水溶液制膜。德国采用直链淀粉或高直链淀粉及其他天然高分子材料制膜。尽管这些薄膜能够降解,但都存在加工困难、力学性能和耐水性差的问题,难以推广和应用。
5.植物纤维地膜:以植物纤维为原料,在纸浆内添加湿强剂、防腐剂和透明剂等助剂,采用造纸工艺抄制出原纸,然后对其进行加工处理制成的地膜。据报道,我国东北、湖北、新疆等地均有研究单位对纸地膜进行开发和研制,但大多处于实验阶段,由于其成本和一些技术指标问题,使得这种地膜尚未得到推广和普及。目前日本已研究开发出一系列的纸地膜产品,但是纸地膜的干湿强度、断裂强度和降解性等问题仍有待解决。
6.考虑到农用地膜的广泛应用,亟待一种成本可控、性能优异、可完全降解且对土壤无害的地膜的制备方法。
7.通过上述分析,现有技术存在的问题及缺陷为:
8.(1)现有光降解地膜与光/生物双降解地膜,光解或者生物降解后,只能将地膜降解成小颗粒,随着使用时间的延长,土壤中的塑料颗粒逐渐累积并且难以清除,会带来比使用塑料地膜更严重的污染。
9.(2)现有生物降解地膜中,天然高分子基地膜主要是淀粉基地膜,其降解性仅限于其中的淀粉部分,不能降解其中的塑料成分,因而是一种不完全生物降解薄膜;现有化学合
成高分子基地膜都存在加工困难、力学性能和耐水性差的问题,难以推广和应用。
10.(3)现有植物纤维地膜大多处于实验阶段,由于其成本和一些技术指标问题,使得这种地膜尚未得到推广和普及,已研究开发出的纸地膜产品的干湿强度、断裂强度和降解性等问题仍有待解决。
11.解决以上问题及缺陷的难度为:
12.我国农村地区仍以使用塑料地膜为主,近几年,塑料地膜使用量以每年十几万吨的增长速度逐步上升,其他类型的可降解地膜存在降解不完全、微塑残留、使用性能差、成本高等特点,很难制备出一种固态全生物基质可降解地膜,其制备过程中不加任何的化学助剂以及其他成分,且制备得到的地膜符合使用性能,降解后对土壤结构无影响,无污染。
13.解决以上问题及缺陷的意义为:
14.全生物基质可降解地膜,可彻底解决“白色污染”问题及微塑残留问题,保护农业生态环境,是今后我国地膜产业的发展趋势,也是发展可持续农业的必要前提。
技术实现要素:15.针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种牛粪基全生物基质纸地膜及其制备方法,涉及一种生物基原料利用新技术。
16.本发明是这样实现的,一种牛粪基全生物基质纸地膜,由胡麻秸秆和牛粪组成,按照质量百分数计,胡麻秸秆为5%~75%,其余为牛粪,组成100%。
17.进一步,所述牛粪基全生物基质纸地膜按照质量百分数计,由50%麻和50%牛粪制备而成。
18.本发明的另一目的在于提供一种应用所述的牛粪基全生物基质纸地膜的牛粪基全生物基质纸地膜的制备方法,所述牛粪基全生物基质纸地膜的制备方法包括以下步骤:
19.步骤一,以牛粪和麻纤维含量为40%的胡麻秸秆为原料,并对牛粪及麻纤维含量为40%的胡麻秸秆进行预处理;
20.步骤二,采用瓦利打浆机对预处理后的牛粪及胡麻秸秆进行打浆,并采用打浆度测定仪分别测定牛粪打浆度和胡麻秸秆打浆度;
21.步骤三,将完成打浆的牛粪和胡麻秸秆按照绝干量定量,按照含胡麻秸秆质量百分数5%~75%进行配比,将混合后的绝干浆在标准疏解器进行纤维疏解,抄制得到纸地膜样片。
22.进一步,步骤一中,所述对牛粪进行预处理,包括:
23.(1)通过机械挤压方式对牛粪进行粪水分离,将牛粪中的干物质进行分离;
24.(2)对分离出的干牛粪进行称重,并添加牛粪质量10%-20%的草木灰,用清水浸泡牛粪与草木灰的混合物10h以上;
25.(3)用水清洗牛粪与草木灰的混合物数次,洗去牛粪中的砂子和沙土杂质;
26.(4)将清洗后的牛粪在烘箱中烘干,烘干温度为60℃-90℃,按照牛粪绝干质量与打浆清水质量比例为3%-4%称取牛粪绝干料,并将牛粪绝干料彻底浸泡4h以上;
27.(5)按浓度为3%-4%,缓慢加入所有浆料和用以浸泡浆料的水,至浆和水的总容积达到瓦利打浆机允许工作的最低容积以上;
28.(6)选用底刀将浆液疏解5min-30min,使浆料充分解离;
29.(7)将解离后的浆料开始打浆,打浆负荷为1.5kg-2.5kg,打浆时间为60min-180min,采用打浆度测定仪测定打浆度为30-49
°
sr;
30.(8)将打浆度为30-49
°
sr的牛粪浆料采用纸页成型器分别抄制成牛粪浆板,纸页成型干燥温度为80℃-100℃。
31.进一步,步骤一中,所述对麻纤维含量为40%的胡麻秸秆进行预处理,包括:
32.(1)将麻纤维含量为40%的胡麻秸秆铡成2cm的短秸秆并称重,添加秸秆质量25%-35%的草木灰并置于电热蒸煮锅中进行蒸煮;
33.(2)用水清洗蒸煮后胡麻秸秆并在烘箱中按常规烘干温度烘干,按照胡麻秸秆绝干质量与打浆清水质量比例为1.3%-1.7%称取胡麻秸秆绝干料,并将胡麻秸秆绝干料隔夜浸泡;
34.(3)按浓度为1.3%-1.7%,缓慢加入所有浆料和用以浸泡浆料的水,至浆和水的总容积达到瓦利打浆机允许工作的最低容积以上;
35.(4)选用底刀将浆液疏解30min-45min,使浆料充分解离;
36.(5)将解离后的浆料开始打浆,打浆负荷为2.5kg-4.5kg,打浆时间为90min-180min,采用打浆度测定仪测定打浆度为73-90
°
sr;
37.(6)将打浆度为73-90
°
sr的胡麻秸秆浆料采用纸页成型器分别抄制成胡麻秸秆浆板,纸页成型干燥温度为80℃-90℃。
38.进一步,步骤一中,所述对麻纤维含量为40%的胡麻秸秆进行预处理,还包括:
39.(1)将麻纤维含量为40%的胡麻秸秆铡成2cm的短秸秆并称重,添加秸秆质量25%-35%的草木灰在电热蒸煮锅中进行蒸煮;
40.(2)蒸煮温度设定为160℃-170℃,蒸煮压力不超过0.8mpa,保温时间30min-60min;
41.(3)蒸煮过程中,当温度上升到120℃,对应压力约0.2mpa-0.3mpa时,打开放气阀,待压力表回归零位,关闭放气阀,继续蒸煮待温度升高到设定温度之后进行保温。
42.进一步,步骤二中,所述瓦利打浆机容量为23l,所述电热蒸煮锅容量15l,草木灰添加量为物料总质量的25%-35%。
43.所述牛粪打浆浓度为3%-4%,疏解时间为5min-30min,打浆负荷为1.5kg-2.5kg,打浆时间为60min-180min,打浆度为30-49
°
sr,纸页成型干燥温度为80℃-100℃。
44.所述胡麻秸秆蒸煮温度为160℃-170℃,蒸煮压力不超过0.8mpa,保温时间30min-60min,打浆浓度为1.3%-1.7%,疏解时间为30min-45min,打浆负荷为2.5kg-4.5kg,打浆时间为90min-180min,打浆度为73-90
°
sr,纸页成型干燥温度为80℃-90℃。
45.进一步,步骤三中,所述纸地膜含胡麻秸秆的质量百分数为75%、50%、25%、10%、5%,所述纸地膜的厚度为0.108mm-0.23mm,克重为22g/m
2-70g/m2,抗拉强度为0.32mpa-15.01mpa,撕裂强度为1.05kn/m-26.97kn/m。
46.进一步,所述牛粪基全生物基质纸地膜的制备方法,还包括:
47.(1)将打浆度为30-49
°
sr的牛粪浆板和打浆度为73-90
°
sr的胡麻秸秆浆板撕成小片,按照含胡麻秸秆质量百分数75%、50%、25%、10%、5%进行配比,成型后纸膜厚度为0.108mm-0.23mm,克重为22g/m
2-70g/m2;
48.(2)将配好比例的牛粪浆板和胡麻秸秆浆板混合浆板在室温下用水彻底浸泡6h以
上,并用磁力搅拌器搅拌1h以上,在标准疏解器上进行纤维疏解,采用纸页成型器分别抄制成厚度为0.108mm-0.23mm,克重为22g/m
2-70g/m2的纸地膜样片,纸页成型干燥温度为80℃-90℃。
49.进一步,所述牛粪基全生物基质纸地膜的制备方法,还包括:
50.(1)将打浆度为49
°
sr的牛粪浆板和打浆度为89.5
°
sr的胡麻秸秆浆板撕成小片,按照含胡麻秸秆质量百分数75%、50%、25%、10%、5%进行配比,成型后纸膜厚度为0.108mm-0.23mm,克重为22g/m
2-70g/m2;
51.(2)含胡麻秸秆质量百分数75%、50%、25%、10%、5%,厚度为0.108mm-0.23mm,克重为22g/m
2-70g/m2的纸地膜的抗拉强度为0.32mpa-15.01mpa,撕裂强度为1.05kn/m-26.97kn/m。
52.结合上述的所有技术方案,本发明所具备的优点及积极效果为:本发明提供的牛粪基全生物基质纸地膜,以廉价的农牧废弃物(牛粪和胡麻秸秆)为原料,将牛粪消毒、清洗,并通过机械挤压的方式对牛粪进行粪水分离,将牛粪中的干物质分离出来;选择合适的预处理方法处理牛粪及胡麻秸秆;将牛粪和胡麻秸秆进行磨浆处理,借鉴简化造纸工艺抄制出纸地膜;对重要影响因素和反应条件进行优化,抄制出力学性能较好的牛粪基全生物基质纸地膜。本发明的原料为廉价的农牧废弃物,未使用任何化学助剂,工艺简单、操作简便,具有成本低、可重复性强、产率高、产量大、易于中试生产等优点,制备的牛粪基全生物基质纸地膜,在70天左右开始发生降解,降解后成为良好的肥料,可为该地膜的产业化提供理论依据。
53.本发明对畜禽粪便进行资源化利用,解决畜禽养殖场固体粪便污染问题;有效利用农作物废弃秸秆,减少因秸秆焚烧带来的污染;不需回收残膜,地膜在70左右开始发生降解,降解完全后,产物是肥效较好的优质有机肥,改善土壤基质,避免化肥、农药的过量使用;具有良好的除杂草作用;可增加作物产量;减少聚乙烯地膜使用量,解决“白色污染”问题;在育苗、无公害蔬菜种植、有机种植方面探索试验牛粪基全生物基质纸地膜,可增加农民收入。
54.综上,本发明可提高农牧废弃物的利用价值,使农业得到绿色可持续的健康发展,是构建资源环境和谐发展、循环经济型社会的必然趋势,这与响应《农业部关于打好农业面源污染防治攻坚战的实施意见》中“一控、两减(降低化肥、农药的施用总量)、三基本(畜禽粪污、农膜、农作物秸秆基本得到资源化、综合循环再利用和无害化处理)”的目标紧密结合,其中采用其牛粪和胡麻秸秆为原料制备纸地膜的结果从未报道过。
附图说明
55.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对本发明实施例中所需要使用的附图做简单的介绍,显而易见地,下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。
56.图1是本发明实施例提供的牛粪基全生物基质纸地膜的制备方法流程图。
57.图2是本发明提供的牛粪基全生物基质纸地膜原料中经预处理之后牛粪的照片。
58.图3是本发明提供的牛粪基全生物基质纸地膜原料中含麻纤维40%的胡麻秸秆的
照片。
59.图4是本发明提供的制备的牛粪基全生物基质纸地膜样品全貌照片
60.图5是本发明实施例1提供的制备的牛粪基全生物基质纸地膜样品厚度(螺旋测微器)
61.图6是本发明实施例1提供的牛粪基全生物基质纸地膜拉伸时应力应变曲线图。
62.图7是本发明实施例1提供的牛粪基全生物基质纸地膜撕裂时载荷-位移曲线图。
63.图8是本发明实施例3提供的制备的牛粪基全生物基质纸地膜样品克重(单张样品质量,面积0.0314m2)。
64.图9是本发明实施例4提供的牛粪基全生物基质纸地膜拉伸时应力应变曲线图
65.图10是本发明实施例4提供的牛粪基全生物基质纸地膜撕裂时载荷-位移曲线示意图。
具体实施方式
66.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
67.针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种牛粪基全生物基质纸地膜及其制备方法,下面结合附图对本发明作详细的描述。
68.本发明实施例提供的牛粪基全生物基质纸地膜由胡麻秸秆和牛粪组成,按照质量百分数计,胡麻秸秆为5%~75%,其余为牛粪,组成100%。
69.如图1所示,本发明实施例提供的牛粪基全生物基质纸地膜的制备方法包括以下步骤:
70.s101,以牛粪和麻纤维含量为40%的胡麻秸秆为原料,并对牛粪及麻纤维含量为40%的胡麻秸秆进行预处理;
71.s102,采用瓦利打浆机对预处理后的牛粪及胡麻秸秆进行打浆,并采用打浆度测定仪分别测定牛粪打浆度和胡麻秸秆打浆度。其中,针对牛粪浆液,选用底刀将浆液疏解20min,打浆负荷选择1.5kg,打浆90min,再将打浆负荷加至2.5kg,继续打浆15min,可获得浆液的打浆度为31
°
sr;选用底刀将浆液疏解20min,打浆负荷选择1.5kg,打浆75min,再将打浆负荷加至2.5kg,继续打浆60min,可获得浆液的打浆度为43
°
sr;选用底刀将浆液疏解30min,打浆负荷选择1.5kg,打浆45min,再将打浆负荷加至2.5kg,继续打浆90min,可获得浆液的打浆度为49
°
sr。其中,针对胡麻秸秆浆液,选用底刀将浆液疏解40min,打浆负荷选择2.5kg,打浆60min,再将打浆负荷加至3.0kg,继续打浆30min,可获得浆液的打浆度为73
°
sr;选用底刀将浆液疏解45min,打浆负荷选择2.5kg,打浆60min,再将打浆负荷加至3.0kg,继续打浆30min,再将打浆负荷加至4.0kg,继续打浆15min,可获得浆液的打浆度为80
°
sr;选用底刀将浆液疏解40min,打浆负荷选择2.5kg,打浆75min,再将打浆负荷加至4.5kg,继续打浆45min,可获得浆液的打浆度为89.5
°
sr。
72.s103,将完成打浆的牛粪和胡麻秸秆按照绝干量定量,按照含胡麻秸秆质量百分数5%~75%进行配比,将混合后的绝干浆在标准疏解器进行纤维疏解,抄制得到纸地膜样片。
73.下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步描述。
74.实施例1
75.1.采用牛粪、麻纤维含量为40%的胡麻秸秆为原料。
76.2.通过机械挤压的方式对牛粪进行粪水分离,将牛粪中的干物质分离出来。对分离出的干牛粪进行称重,并添加牛粪质量10%的草木灰,用清水浸泡牛粪与草木灰的混合物10h以上。用水清洗牛粪与草木灰的混合物数次,清洗掉牛粪中的砂子、沙土等杂质。将清洗后的牛粪在烘箱中烘干,烘干温度为60℃。
77.3.称取牛粪绝干料520g,量取清水13l,将牛粪绝干料彻底浸泡4h以上,将所有浆料和用以浸泡浆料的水,加至瓦利打浆机(td6-23型)中。
78.4.选用底刀将浆液疏解30min,使浆料充分解离。将解离后的浆料开始打浆,打浆负荷选择1.5kg,打浆时间为45min,再将打浆负荷加至2.5kg,继续打浆90min,采用打浆度测定仪(td9-m)测定打浆度为49
°
sr。
79.5.将打浆度为49
°
sr的牛粪浆料采用纸页成型器抄制成牛粪浆板,纸页成型干燥温度为80℃。
80.6.将麻纤维含量为40%的胡麻秸秆铡成2厘米左右的短秸秆并称重,添加秸秆质量25%的草木灰在电热蒸煮锅(td1-15型)进行蒸煮。蒸煮温度设定为160℃,保温时间30min,当温度上升到120℃左右,打开放气阀,待压力表回归零位,关闭放气阀,继续蒸煮待温度升高到160℃之后进行保温。
81.7.用水清洗蒸煮后胡麻秸秆并烘干,称取胡麻秸秆绝干料289g,量取清水17l,将胡麻秸秆绝干料隔夜浸泡,将所有浆料和用以浸泡浆料的水,加至瓦利打浆机中。
82.8.选用底刀将浆液疏解40min,使浆料充分解离。将解离后的浆料开始打浆,打浆负荷为2.5kg,打浆时间为75min,再将打浆负荷换为4.5kg,打浆时间为45min,采用打浆度测定仪测定打浆度为89.5
°
sr。
83.9.将打浆度为89.5
°
sr的胡麻秸秆浆料采用纸页成型器(td10-200型)抄制成胡麻秸秆浆板,纸页成型干燥温度为80℃。
84.10.取打浆度为49
°
sr的牛粪浆板0.5g,打浆度为89.5
°
sr的胡麻秸秆浆板1.5g,将二者混合,在室温下用水彻底浸泡6h以上,并用磁力搅拌器(85-2型恒温磁力搅拌器)搅拌1h以上,,在标准疏解器上(td15-a型,转数20000r,搅拌器旋转速度2900
±
100r/min)进行纤维疏解,采用纸页成型器抄制成克重为63.38g/m2的纸地膜样片,纸页成型干燥温度为90℃。
85.11.成型后纸膜克重为63.38g/m2,抗拉强度为12.99mpa,撕裂强度为26.90kn/m。
86.本发明牛粪基全生物基质纸地膜原料中经预处理之后牛粪的照片。牛粪的照片如图2所示,牛粪基全生物基质纸地膜原料中含麻纤维40%的胡麻秸秆的照片如图3所示,制备的牛粪基全生物基质纸地膜样品全貌照片如图4所示,本实施实例制备的牛粪基全生物基质纸地膜样品厚度(螺旋测微器)如图5所示,制备的牛粪基全生物基质纸地膜拉伸时应力应变曲线如图6所示,牛粪基全生物基质纸地膜撕裂时载荷-位移曲线如图7所示。
87.实施例2
88.1.采用牛粪、麻纤维含量为40%的胡麻秸秆为原料。
89.2.通过机械挤压的方式对牛粪进行粪水分离,将牛粪中的干物质分离出来。对分
离出的干牛粪进行称重,并添加牛粪质量15%的草木灰,用清水浸泡牛粪与草木灰的混合物10h以上。用水清洗牛粪与草木灰的混合物数次,清洗掉牛粪中的砂子、沙土等杂质。将清洗后的牛粪在烘箱中烘干,烘干温度为70℃。
90.3.称取牛粪绝干料540g,量取清水17l,将牛粪绝干料彻底浸泡4h以上,将所有浆料和用以浸泡浆料的水,加至瓦利打浆机中。
91.4.选用底刀将浆液疏解30min,使浆料充分解离。将解离后的浆料开始打浆,打浆负荷选择1.5kg,打浆时间为45min,再将打浆负荷加至2.5kg,继续打浆90min,采用打浆度测定仪测定打浆度为49
°
sr。
92.5.将打浆度为49
°
sr的牛粪浆料采用纸页成型器抄制成牛粪浆板,纸页成型干燥温度为90℃。
93.6.将麻纤维含量为40%的胡麻秸秆铡成2厘米左右的短秸秆并称重,添加秸秆质量30%的草木灰在电热蒸煮锅中进行蒸煮。蒸煮温度设定为160℃,保温时间30min,当温度上升到120℃左右,打开放气阀,待压力表回归零位,关闭放气阀,继续蒸煮待温度升高到160℃之后进行保温。
94.7.用水清洗蒸煮后胡麻秸秆并烘干,称取胡麻秸秆绝干料275g,量取清水17l,将胡麻秸秆绝干料隔夜浸泡,将所有浆料和用以浸泡浆料的水,加至瓦利打浆机中。
95.8.选用底刀将浆液疏解40min,使浆料充分解离。将解离后的浆料开始打浆,打浆负荷为2.5kg,打浆时间为75min,再将打浆负荷换为4.5kg,打浆时间为45min,采用打浆度测定仪测定打浆度为89.5
°
sr。
96.9.将打浆度为89.5
°
sr的胡麻秸秆浆料采用纸页成型器抄制成胡麻秸秆浆板,纸页成型干燥温度为90℃。
97.10.取打浆度为49
°
sr的牛粪浆板1g,打浆度为89.5
°
sr的胡麻秸秆浆板1g,将二者混合,在室温下用水彻底浸泡6h以上,并用磁力搅拌器搅拌1h以上,在标准疏解器上进行纤维疏解,采用纸页成型器抄制成克重为62.74g/m2的纸地膜样片,纸页成型干燥温度为90℃。
98.11.成型后纸膜克重为62.74g/m2,抗拉强度为7.68mpa,撕裂强度为15.42kn/m。
99.实施例3
100.1.采用牛粪、麻纤维含量为40%的胡麻秸秆为原料。
101.2.通过机械挤压的方式对牛粪进行粪水分离,将牛粪中的干物质分离出来。对分离出的干牛粪进行称重,并添加牛粪质量20%的草木灰,用清水浸泡牛粪与草木灰的混合物10h以上。用水清洗牛粪与草木灰的混合物数次,清洗掉牛粪中的砂子、沙土等杂质。将清洗后的牛粪在烘箱中烘干,烘干温度为80℃。
102.3.称取牛粪绝干料520g,量取清水13l,将牛粪绝干料彻底浸泡4h以上,将所有浆料和用以浸泡浆料的水,加至瓦利打浆机中。
103.4.选用底刀将浆液疏解30min,使浆料充分解离。将解离后的浆料开始打浆,打浆负荷选择1.5kg,打浆时间为45min,再将打浆负荷加至2.5kg,继续打浆90min,采用打浆度测定仪测定打浆度为49
°
sr。
104.5.将打浆度为49
°
sr的牛粪浆料采用纸页成型器抄制成牛粪浆板,纸页成型干燥温度为100℃。
105.6.将麻纤维含量为40%的胡麻秸秆铡成2厘米左右的短秸秆并称重,添加秸秆质量35%的草木灰在电热蒸煮锅中进行蒸煮。蒸煮温度设定为160℃,保温时间30min,当温度上升到120℃左右,打开放气阀,待压力表回归零位,关闭放气阀,继续蒸煮待温度升高到160℃之后进行保温。
106.7.用水清洗蒸煮后胡麻秸秆并烘干,称取胡麻秸秆绝干料195g,量取清水13l,将胡麻秸秆绝干料隔夜浸泡,将所有浆料和用以浸泡浆料的水,加至瓦利打浆机中。
107.8.选用底刀将浆液疏解40min,使浆料充分解离。将解离后的浆料开始打浆,打浆负荷为2.5kg,打浆时间为75min,再将打浆负荷换为4.5kg,打浆时间为45min,采用打浆度测定仪测定打浆度为89.5
°
sr。
108.9.将打浆度为89.5
°
sr的胡麻秸秆浆料采用纸页成型器抄制成胡麻秸秆浆板,纸页成型干燥温度为90℃。
109.10.取打浆度为49
°
sr的牛粪浆板1.1g,打浆度为89.5
°
sr的胡麻秸秆浆板0.25g,将二者混合,在室温下用水彻底浸泡6h以上,并用磁力搅拌器搅拌1h以上,在标准疏解器上进行纤维疏解,采用纸页成型器抄制成克重为33.74g/m2的纸地膜样片,纸页成型干燥温度为90℃。
110.11.成型后纸膜克重为33.74g/m2,抗拉强度为1.36mpa,撕裂强度为3.54kn/m。
111.本发明牛粪基全生物基质纸地膜,原料总量越少,其中牛粪质量百分数越大,越不容易成膜,本实施实例给出了可以成膜的最小原料总量,其中牛粪质量百分数最大。
112.本实施实例中制备的牛粪基全生物基质纸地膜样品克重(以单张样品质量(面积0.0314m2)计)如图8所示。
113.实施例4
114.1.采用牛粪、麻纤维含量为40%的胡麻秸秆为原料。
115.2.通过机械挤压的方式对牛粪进行粪水分离,将牛粪中的干物质分离出来。对分离出的干牛粪进行称重,并添加牛粪质量15%的草木灰,用清水浸泡牛粪与草木灰的混合物10h以上。用水清洗牛粪与草木灰的混合物数次,清洗掉牛粪中的砂子、沙土等杂质。将清洗后的牛粪在烘箱中烘干,烘干温度为60℃。
116.3.称取牛粪绝干料520g,量取清水13l,将牛粪绝干料彻底浸泡4h以上,将所有浆料和用以浸泡浆料的水,加至瓦利打浆机中。
117.4.选用底刀将浆液疏解20min,使浆料充分解离。将解离后的浆料开始打浆,打浆负荷选择1.5kg,打浆时间为75min,再将打浆负荷加至2.5kg,继续打浆60min,采用打浆度测定仪测定打浆度为43
°
sr。
118.5.将打浆度为43
°
sr的牛粪浆料采用纸页成型器抄制成牛粪浆板,纸页成型干燥温度为90℃。
119.6.将麻纤维含量为40%的胡麻秸秆铡成2厘米左右的短秸秆并称重,添加秸秆质量35%的草木灰在电热蒸煮锅中进行蒸煮。蒸煮温度设定为160℃,保温时间30min,当温度上升到120℃左右,打开放气阀,待压力表回归零位,关闭放气阀,继续蒸煮待温度升高到160℃之后进行保温。
120.7.用水清洗蒸煮后胡麻秸秆并烘干,称取胡麻秸秆绝干料195g,量取清水13l,将胡麻秸秆绝干料隔夜浸泡,将所有浆料和用以浸泡浆料的水,加至瓦利打浆机中。
121.8.选用底刀将浆液疏解40min,使浆料充分解离。将解离后的浆料开始打浆,打浆负荷为2.5kg,打浆时间为75min,再将打浆负荷换为4.5kg,打浆时间为45min,采用打浆度测定仪测定打浆度为89.5
°
sr。
122.9.将打浆度为89.5
°
sr的胡麻秸秆浆料采用纸页成型器抄制成胡麻秸秆浆板,纸页成型干燥温度为90℃。
123.10.取打浆度为43
°
sr的牛粪浆板0.45g,打浆度为89.5
°
sr的胡麻秸秆浆板1.35g,将二者混合,在室温下用水彻底浸泡6h以上,并用磁力搅拌器搅拌1h以上,在标准疏解器上进行纤维疏解,采用纸页成型器抄制成克重为55.41g/m2的纸地膜样片,纸页成型干燥温度为90℃。
124.11.成型后纸膜克重为55.41g/m2,抗拉强度为13.93mpa,撕裂强度为16.17kn/m。
125.本实施实例制备的牛粪基全生物基质纸地膜拉伸时应力应变曲线如图9所示,牛粪基全生物基质纸地膜撕裂时载荷-位移曲线如图10所示。
126.实施例5
127.本发明实施例提供的牛粪基全生物基质纸地膜由胡麻秸秆和牛粪组成,按照质量百分数计,胡麻秸秆为5%,其余为95%牛粪。
128.实施例6
129.本发明实施例提供的牛粪基全生物基质纸地膜由胡麻秸秆和牛粪组成,按照质量百分数计,胡麻秸秆为50%,其余为50%牛粪。
130.实施例7
131.本发明实施例提供的牛粪基全生物基质纸地膜由胡麻秸秆和牛粪组成,按照质量百分数计,胡麻秸秆为75%,其余为25%牛粪。
132.效果实施例
133.以上述实施例的牛粪基全生物基质纸地膜2、4为田间试样直接检测对象,检测结果为:牛粪基全生物基质纸地膜2,实验品种选择青贮玉米,出苗率92.1%,株高303.9cm,茎粗19.4cm,穗位高168.9cm,除杂草效果好,完全可以满足青贮玉米生长出苗期、拔节期、抽雄期、成熟期,对土壤温度、含氧量、含水率的需求,随着铺膜天数的增加,牛粪基纤维地膜逐渐开始降解,在前30天内,地膜有一定的变化,但无明显降解现象,这样既可以保证作物在苗期阶段的生长,又可达到除杂草的效果,随着作物的生长,地膜也在不断的被微生物降解,在65天时,已有明显的降解现象,但仍保留具有地膜的功效,可以抑制杂草的生长。待完全降解后,降解产物使土壤有机质增加近1%,促进作物的生长,产量为5380kg/亩。
134.检测结果为:牛粪基全生物基质纸地膜4,实验品种选择青贮玉米,出苗率93.4%,株高304.2cm,茎粗19.6cm,穗位高169.1cm,除杂草效果好,完全可以满足青贮玉米生长出苗期、拔节期、抽雄期、成熟期,对土壤温度、含氧量、含水率的需求,随着铺膜天数的增加,牛粪基纤维地膜逐渐开始降解,在前32天内,地膜有一定的变化,但无明显降解现象,这样既可以保证作物在苗期阶段的生长,又可达到除杂草的效果,随着作物的生长,地膜也在不断的被微生物降解,在68天时,已有明显的降解现象,但仍保留具有地膜的功效,可以抑制杂草的生长。待完全降解后,降解产物使土壤有机质增加近1%,促进作物的生长,产量为5430kg/亩。
135.以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何
熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,都应涵盖在本发明的保护范围之内。