农用降解薄膜精讲.ppt

20世纪50年代初，日本和欧美发达国家开始将塑料薄膜应用于农业生产。由于地膜覆盖具有增温、保水、防虫、防草等功能，该项技术的使用带来了农业生产方式的改变和农业生产力的飞跃。我国于20世纪70年代末才开始在农业生产上使用塑料地膜覆盖技术，但却后来居上，取得了塑料农膜产量和使用量两个世界第一，大致相当于世界其他国家总和的1．6倍。农用塑料薄膜主要是棚膜和地膜，另外还包括遮阳网、防虫网、饲草用膜以及农用无纺布等。塑料薄膜广泛用作日光温室、塑料大棚及各种塑料小拱棚的覆盖材料。2004年我国农用塑料薄膜使用量已达168万吨，其中棚膜耗用量已达90万吨，覆盖面积达400万公顷；地膜年消耗量约78万吨，覆盖面积1500万公顷。随着农业科学技术的迅速发展，对农膜的需求量将会继续增长。 薄膜 环境降解农用地膜的概念 1、环境降解农用地膜是指曝露于自然环境条件下，在光、热、水、氧、污染物、微生物、昆虫以及风、砂、雨等联合作用下，引起降解的一类新型地膜。 2、环境降解农用地膜分为覆盖期和降解期两个阶段： 1）覆盖期：农作物需要保温、保湿、保墒的时间段。 2）降解期：覆盖期满开始进入降解的时间段。 使用过程中 开始降解 完全降解 产品特点 1、覆盖时间可控，根据使用地区自然条件及作物的目标覆盖期限，按照用户的要求量身定制配方，控制覆盖时间，达到覆盖时间后自动降解。 2、节约劳动成本，使用后即自动降解，无需捡膜（回收）。 3、一年后残留率≤20%，残留物已失去强度，且继续降解，最终代谢产物为水和二氧化碳，彻底降解，无二次污染。 降解特点 进入降解期的地膜膜面整体颜色变暗，横向拉力和纵向拉力减弱；膜面开始出现不规则的裂纹，随着降解期的延长，膜面逐渐呈现出糖衣状，并逐渐消融。由于土壤表面与土壤内部环境的不同，埋在土壤里的地膜比土壤表面的地膜降解速度稍慢，但对农艺活动无影响，无需回收。 塑料薄膜覆盖技术 塑料薄膜的降解时间长达200-300年，长期使用给我国生态环境造成了严重的“白色污染”。目前世界上解决塑料薄膜白色污染的途径有两个，一是回收塑料薄膜，二是开发可降解农膜。但由于我国地膜用量和覆盖面积大，企业生产的薄膜厚度太薄(6微米，低于国家规定8微米，美国24微米，韩国20微米，日本15微米)，回收起来异常困难，在经济上得不偿失，因此，更重要的是加强对降解地膜的开发与应用，这也是农膜的一个发展趋势。目前国内外广泛开展了可降解农用薄膜的研究工作，主要有生物降解地膜、光降解地膜、光／生物降解地膜、植物纤维地膜、液态喷洒薄膜、多功能农用薄膜等。 生物降解地膜 分为化学合成高分子基地膜、天然高分子基地膜两大类。天然高分子基地膜主要有淀粉基地膜，其中玉米淀粉基地膜，成分以玉米淀粉为主，包括PVA(聚乙烯醇类)脂肪类聚酯类化合物等，收获后2～3个月就能自行分解。填充型淀粉生物降解塑料的淀粉含量为7％～30％，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。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它天然高分子材料制膜，我国也曾采用纤维素来制膜。但是，尽管这些薄膜能够降解，但都存在加工困难、力学性能和耐水性能差的问题，难以推广和应用。 光降解地膜 分为添加型光降解地膜和合成型光降解地膜两大类。光降解地膜主要采用在合成树脂中加入光敏剂的方法使之降解。该技术由英国G．SCOtt和以色列D．Gilead首创，并在英国、以色列和南非应用。前苏联、日本也曾开展过此项研究。我国于20世纪80年代初开始研制光降解地膜，采用了与国外相近的工艺路线，目前已达到规模化生产的水平。由于光降解地膜降解速度很难控制，降解速度快，再加上这种地膜只有在光下才能降解，而埋在土壤里的部分因见不到阳光而不能分解，降解后碎片不易继续粉化或被土壤同化，污染土壤问题仍未得到根本解决。因此它的使用很受限制。另外成本比普通膜高，使推广应用受到限制。 光／生物双降解地膜 光／生物降解地膜(又称双降解地膜)，是将微生物敏感物质(如淀粉)，与合成树脂共混，同时向体系内引人光敏剂，并在诱导期过后，通过光敏剂的敏化作用，将合成树脂降解为低分子化合物，加入的微生物敏感物质自然被微生物降解。同时，由于制品上聚集的微生物能够作用于生成的低分子化合物，使聚合物最终为土壤同化。1988年英国Griffin推出的低密度聚乙烯+淀粉+增塑剂+光化学降解剂地膜就属此类产品，美国、加拿大的几家公司先后按此专利开始投入