农用降解薄膜

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 开始投入工业化生产，主要代表为淀粉型光／生物降解地 膜。光／生物降解地膜虽然把地膜降解成小颗粒，短期内 对作物生长不会有太明显的负面影响，不过随着使用时间 的延长，土壤中塑料颗粒逐渐增加，而且非常难以清除， 可能带来比使用塑料地膜更严重的污染，不利于农业的可 持续发展。因此，其对土壤生态和作物生长的影响有待研 究。
• 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。
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。
植物纤维基地膜
• 利用植物纤维如针叶木、阔叶木、麻、苇 等多种天然原料生产地膜，主要采用造纸 工艺制成纸地膜，它是一种可在土壤中完 全降解的环保型地膜。目前日本已研究开 发出一系列的纸地膜产品，主要有经济合 理型纸地膜、纤维网型纸地膜、有机肥料 型纸地膜、生化型纸地膜和化学高分子型 纸地膜。但这些纸地膜由于抗风雨能力差、 易破碎，遇雨后撕破强力大大降低，不适 宜机械铺膜，所以纸地膜并未在日本农业 生产上推广应用。
可控光生物降解地膜
• 1991年，农业部全国农业技术推广总站组织中国农业科学 院土壤肥料研究、蔬菜花卉研究所、山西省农业科学院棉 花研究所、农业部环境保护研究所、新疆石河子棉花研究 所、北京市农业技术推广站、黑龙江省农业科学院等单位 对国内外多种光解膜进行了农田应用试验。90年代初期， 中国科学院上海有机化学研究所和新疆石河子塑料制品总 厂承担了原国家科委下达的光降解地膜开发应用推广项目， 开发出新疆一5号光解膜，并示范推广1万多公顷。“八五” 期间，长春应用化学研究所、北京市塑料研究所、天津大 学等单位共同承担了原轻工总会下达的“非淀粉型可控光 生物降解地膜”攻关项目，开发出光／生物双解地膜产品。 另外，北京市高分子材料研究所、四川大学、化学工业部 合成材料研究院、安徽农业大学等单位均在光降解膜方面 做了大量工作，比较成熟的光降解膜的诱导期基本上可以 满足农艺要求。
生物降解淀粉薄膜
• 生物降解淀粉薄膜采用“共混型”技术润滑剂等一系列助剂组成的配 方体系。生物降解地膜根据不同农作物生长期、 不同降解诱导期的要求，利用然料配方的比例实 现对降解地膜的可控性。在微生物、氧、光等自 然条件作用下，在完成了对农作物的保温、保墒、 除草等功能后，逐步分解成为细微粉末，直至完 全降解为水和二氧化碳，实现对农田环境的无害 化。目前陕西杨凌“沃林国际”生产的生物降解 淀粉薄膜降解诱导期58天内全部降解。
环保型麻地膜
• 环保型麻地膜是中国农科院麻类研究所通过“十五”国家 攻关研制成功的高新技术成果，于2004年4月26日通过农 业部科技成果鉴定(农科果鉴字[2004】第031号)，“一种 环保型麻地膜的制造工艺及用其制备的麻地膜"2006年获 国家发明专利授权(专利号ZL200410022948．3)。环保型麻 地膜是一种植物纤维地膜，它以麻类纤维为主要原料，在 不改变麻类纤维特性的情况下，采用无纺布制造工艺和特 有的后整理工艺试制而成。产品具有强度较高，保温、保 湿效果好，能有效地促进农作物生长发育。使用后在土壤 中降解性能良好，无污染，并有培肥土壤作用。该产品填 补了国内空白，与国外同类产品相比，性能更优、成本更 低，具有很大推广应用价值，其中30g／m2的麻地膜比日 本最新研制的35g／m2的麻地膜薄，产品成本大幅度降低， 只有日本纸地膜价格的1，3。
多功能可降解液态地膜多功能可降解液态地膜由山东科技大学2005年研制成功这种多功能可降解液态地膜是以褐煤风化煤或泥炭对造纸黑液海藻废液酿酒废液或淀粉废液进行改性通过木质素纤维素和多糖在交联剂的作用下形成高分子再与各种添加剂硅肥微量元素农药和除草剂混合制取获得
农用降解薄膜
简介
• 农用薄膜是农业生产中用于保护植物水 分流失等措施的一种制品，随着科学技术 的进步，对农作薄膜的要求越来越高，各 种新型薄膜不断出现。在经济发达国家,农 用塑料薄膜的用量占所有农用高聚物制品 总量的50%以上。常用的农用高聚物主要有 聚氯乙烯和聚乙烯。聚丙烯、不饱和聚酯 树等。
多功能可降解液态地膜
• “多功能可降解液态地膜”由山东科技大学2005年研制成功，这种多 功能可降解液态地膜是以褐煤、风化煤或泥炭对造纸黑液、海藻废液、 酿酒废液或淀粉废液进行改性，通过木质素、纤维素和多糖在交联剂 的作用下形成高分子，再与各种添加剂、硅肥、微量元素、农药和除 草剂混合制取获得。其创新点有三：一是以秸秆为原料既解决了秸秆 焚烧污染难题，又达到了资源综合利用的目的：二是以秸秆为原料生 产的可降解液态地膜具有双重功效，既有塑料地膜的吸热增温、保墒、 保苗作用，还有较强的粘附能力，可将土粒联结成理想的团聚体；三 是采用植物秸秆制取的地膜可腐化分解为腐殖酸，不仅不会对土地和 环境造成污染，反而增加了集农药、肥料于一身的土壤改良剂。该技 术在青岛的平度、莱西、胶南市分别进行了花生、玉米和红薯大田对 比种植试验，效果理想，青岛市场计划在胶南市建成年产1万吨规模 的多功能可降解液态地膜生产基地。
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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。
液态喷洒式可降解地膜
• 液态喷洒式可降解地膜由意大利国家研究委员会下属的高 分子化学与技术研究所开发。这种新型地膜用天然高分子 材料制成，使用前是液体，使用时均匀喷洒在地表就能形 成地膜，可以在很多领域替代农业和园艺业中普遍使用的 塑料地膜，并可有效解决地膜污染土壤问题。 • 这种地膜强度可以根据具体用途而定，地膜也可以被制成 黑色，以抑制地面杂草的生长。此外，还可以在喷洒地膜 前，向其中加入化肥或农药。庄稼收获后，这些地膜就可 以在耕地时被混入土壤，并随之降解，不会造成污染。目 前，这种产品已经开始在瑞典、德国和意大利试用，主要 用于西红柿、芦笋、草莓、马铃薯和花卉种植。
图片
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。