微藻基生物塑料薄膜制备参数优化及性能分析.pdfVIP

2025，44（4）:1003-1013农业环境科学学报2025年4月

JournalofAgro⁃EnvironmentScience

邓乾震，刘祥，李耀强.微藻基生物塑料薄膜制备参数优化及性能分析[J].农业环境科学学报,2025,44（4）：1003-1013.

DENGQZ,LIUX,LIYQ.Optimizationofpreparationparametersandperformanceanalysisofmicroalge-basedbioplasticfilms[J].

JournalofAgro-EnvironmentScience,2025,44（4）：1003-1013.

开放科学OSID

微藻基生物塑料薄膜制备参数优化及性能分析

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邓乾震，刘祥，李耀强

（河海大学农业科学与工程学院，南京210098）

摘要：采用响应曲面法耦合Box-Behnken设计，对微藻基可生物降解塑料薄膜的制备参数进行优化，并对其性能进行分析。以

普通小球藻（Chlorellavulgaris）为基料，以聚乙烯醇（PVA）、甘油和尿素添加量为自变量，薄膜拉伸强度和断裂伸长率为响应值，制

备性能最优的微藻基可生物降解塑料薄膜，并探索其作为地膜应用时对土壤含水率的保持潜力。结果表明：PVA含量对薄膜拉

伸强度和断裂伸长率的影响最大，其次为甘油，当PVA、甘油和尿素添加量分别为3.70g、2.60mL和3.00g时，微藻基可生物降解

塑料薄膜的性能最优，此时薄膜拉伸强度为3.65MPa，断裂伸长率高达556.01%，覆膜实验7d后，覆膜组土壤含水率为9.85%，显

著高于对照组的2.27%。研究表明，经过参数优化后制备出的生物塑料薄膜呈现较好的机械强度和韧性，当作为地膜覆盖后，可

显著提高土壤的含水率。该研究为可生物降解塑料薄膜制备提供了新思路，为微藻资源化利用开辟了新方向，更为缓解农田地

膜残留污染提供了新方案。

关键词：普通小球藻；可降解生物塑料薄膜；响应曲面法；参数优化；保水性能

中图分类号：TQ320.721文献标志码：A文章编号：1672-2043（2025）04-1003-11doi:10.11654/jaes.2024-0328

Optimizationofpreparationparametersandperformanceanalysisofmicroalge-basedbioplasticfilms

DENGQianzhen,LIUXiang,LIYaoqiang*

（CollegeofAgriculturalScienceandEngineering,HohaiUniversity,Nanjing210098,China）

Abstract：AresponsesurfacemethodologycoupledwiththeBox-Behnkendesignwasemployedtooptimizethepreparationparameters（for

microalgae-basedbiodegradableplasticfilmsandanalyzetheirperformance.UsingChlorellavulgarisasthesubstrate,takingtheamount

ofpolyvinylalcohol（PVA）,glycerol,ureaasindependentvariables,andthetensilestrengthandelongationatbreakastheresponsevalues,

thebestmicroalge-basedbiodegradableplasticfilmwasprepared.Furthermore,thepotentialofthesefilmsinmaintainingsoilmoisture

contentwhenusedasmulchingmaterialswasinvestigated.Theresultsindicatedthatthecontento