前沿成果 | 环保可降解地膜材料及制备技术5大成果推荐！ 209期

栏目介绍：我们汇聚了国内外大量的优质成果库资源，均可转化交易，本期精选了5环保可降解地膜材料及制备技术成果。如果你对本文提到的技术成果感兴趣，欢迎与企知道联系。

成果目录：
1.多功效环保液态地膜
2.全生物降解海藻干地膜
3.新型环保纸基地膜材料
4.可生物降解聚丁二酸丁二醇酯的制备技术
5.新型功能性农用塑料棚膜及地膜研发与产业化应用

1. 多功效环保液态地膜

本项目是一种多功能可自然降解的、深色液态地膜的加工制造技术，以期替代造成“白色”污染和对土壤有害的合成高聚物地膜。

地膜的应用对现代农业发展的贡献有目共睹，但传统地膜在自然体系中无法降解成对环境和土壤无害的小分子物质，因而引起了严重的“白色”污染问题，不适应生态（绿色）农业的发展需求。本成果提供了一种可自然（生物和光）降解的深色液态地膜技术，通过调整其组分（成膜剂、活性组分、农药、微肥）的种类和含量可获得适合不同作物的液态地膜，除具有提升地温的性能以外，还具有防虫、抑菌、除草、延长肥效的功能作用，并且施膜操作简单、省工省时。

关键技术和创新点：

该液态地膜以改性植物秸秆、海藻及其加工残余物、煤粉、成膜剂、海洋生物活性物质、植物生长所需的化肥和微肥、农药、除草剂等为主要组成成分，提升地温的效果明显，同时具有施肥、调节植物生长、防虫、抑菌、除草等多种功用效果，而且加工及施膜操作简单方便。

技术成熟度：实验室阶段

成果来源：青岛科技大学

2. 全生物降解海藻干地膜

利用海藻原创性研发出了具有自主知识产权的100%全生物降解海藻干地膜，降解产物为有机肥，综合成本比塑料地膜还低。该项技术获得山东省互联网+创新创业大赛金奖和最佳创意奖，是一项尖端黑科技产品，科研团队盼望这项技术尽快实现产业化和推广应用，应对全世界的土地“白色污染”。

利用海藻制备全生物降解海藻干地膜的核心技术是中国海洋大学独创的世界领先的原创性的变性凝胶技术和半凝胶技术，通过海藻多糖与特殊金属离子络合，形成不可逆的、三维网状的凝胶结构，它具有很好的机械性能和阻水性能，满足农业地膜各项需求。

技术成熟度：已有样品

成果来源：中国海洋大学

3. 新型环保纸基地膜材料

由于塑料地膜带来的严重的污染问题，可降解地膜成为研究的重点，目前国际上可降解地膜可以分为光降解地膜、生物降解地膜、生态液体降解地膜和纸基地膜。纸基地膜以植物纤维为原料，选用不同的浆料按照不同配比混合，将各种添加剂按照不同比例在不同工段按顺序加入浆内，充分混合后上纸机抄制，按照纸张抄造的工艺制备出原纸，再经过表面涂膜处理，抗水处理后，制备得成品纸基地膜。纤维原料是植物纤维属于可再生资源，资源丰富，种类多样，包括木质纤维、麻纤维、稻草纤维、麦草纤维、棉杆纤维、废旧棉短绒纤维或废纸浆纤维等。添加剂种类较多，主要分为增强剂、湿强剂、抗水剂、成膜剂等。

核心技术：

（1）高干强度、高湿强度地膜原纸的生产；

（2）地膜纸涂膜工艺，制备低透气或不透气地膜纸；

（3）地膜纸抗水工艺，利用抗水剂制备长时间抗水地膜纸。

指标：

（1）抗张强度：地膜纸应具有较高的抗张强度，以以保证在铺膜和长时间户外使用中不破损；

（2）透气度：地膜纸要求尽量低的透气度，或者不透气，阻隔水分子和气体穿透，降低膜两侧的热传递，使地膜纸具有保温保湿性；

（3）湿强度和抗水性：地膜在田间使用过程中，不可避免地会遭遇雨水，霜露、灌溉的影响。由于纤维素亲水的特性，纤维素基地膜遇水后强度降低，甚至破碎。特别是在阴雨天气、灌溉时，要求地膜纸有良好的湿强度和抗水性；

（4）保温保湿性：地膜应用的目的是使其具有保温保湿性，因此，地膜纸的保温保湿性是衡量地膜纸能否在农业中应用的最重要标准；

（5）可降解性：地膜纸具有完全降解性，必须在使用完成后可以在土壤中完全降解，并且不会产生有害物质。

技术成熟度：通过中试阶段

成果来源：齐鲁工业大学

4. 可生物降解聚丁二酸丁二醇酯的制备技术

聚丁二酸丁二醇酯（PBS）的熔点为113℃，性能介于聚乙烯、聚丙烯之间。目前高分子量PBS的制备主要采用直接缩聚法，需要很高的真空度（0.2mmHg以下），在工业化中存在较大困难，对设备要求高。本技术建立了一种缩聚-扩链法，先以丁二酸与丁二醇进行熔融缩聚，制备特性粘度在0.5以下的PBS预聚体，再经扩链，获得特性粘度在0.7～1.0dL/g之间的PBS。这种方法原料配比较易控制，所需设备较为简单，不需要太高的真空度，便于工业化推广。

技术指标：

（1）PBS外观：无色或淡黄色固体；

（2）特性粘度：0.7～1.0dL/g；

（3）熔点：112～115℃。

本技术所得的产品与日本ShowaHighpolymer公司的BIONOLLE产品（PBS）相当，性能相近，且在扩链剂方面有创新。所得产品应用范围广泛，技术具有非常广阔的应用和市场前景。

所需设备如下：

（1）聚酯反应釜：能够加热至220℃，承受1mmHg的负压；

（2）真空系统：从常压到1mmHg负压可调；

（3）直接造粒系统：能够进行聚合物的熔融切片、造粒。

技术成熟度：市场化阶段

成果来源：北京化工大学

5. 新型功能性农用塑料棚膜及地膜研发与产业化应用

农膜是发展现代设施农业不可缺少的重要生产资料，2017年我国设施园艺作物面积约6000万亩，95%以上采用塑料薄膜覆盖，地膜覆盖面积近3.0亿亩。棚膜、地膜生产量和消费量均居世界第一，在抗御自然灾害、提高资源利用率、发展高效生态农业、促进乡村振兴战略实施等方面发挥着十分重要的作用。但在棚膜、地膜生产和应用中仍存在3方面的瓶颈问题：

（1）棚膜产品单一，消雾、流滴功能期短，作物专用棚膜缺乏；

（2）普通地膜拉伸强度差、难以回收利用，降解地膜可控性差、与作物需求不匹配，导致土壤“白色污染”日趋严重；

（3）功能性棚膜、地膜助剂性能差，专用材料少，涂覆、多层共挤工艺和装备相对落后。

针对以上问题，历经11年系统研究，取得以下突出的创新成果：

（1）研制出无滴消雾棚膜专用高接枝率聚乙烯树脂、棚膜和地膜通用纳米二氧化硅增强增韧母料、生物降解地膜改性专用料等新型材料，优选出协同配套的新型消雾剂TF-31和TG-403、流滴剂KF-313和KF-750、新型消雾母粒EFT-931和流滴母粒EFT-850应用技术，为加工工艺装备提升和新型功能性棚膜地膜研制奠定了基础；

（2）创制了棚膜“一步法”浸涂干燥涂覆工艺和装备，涂覆膜幅宽＞16米，流滴消雾期由原来1~2年延长至3~5年，加工效率提高1倍以上，成本降低10%以上；研发出多功能五层共挤棚膜制作工艺，幅宽＞18米，转光剂用量减少50%，流滴消雾期＞200天；研发出高接枝率内添加型流滴消雾棚膜制作工艺，流滴剂接枝率＞1.2%、流滴消雾功能期＞540天；开发出功能期可调的生物降解地膜和多条带差异降解地膜加工技术；

（3）探明了黄瓜、番茄、甜椒、茄子、芹菜等10种蔬菜作物光质需求特性，优选出4种耐老化色母粒、2种高效转光剂RBI-4565和GTR-0645，创制出与光质需求相适应的专用功能性调光棚膜10种；制定了7种蔬菜专用棚膜覆盖栽培技术规程，蔬菜增产10%~30%，并明显提高Vc等营养物质的含量及商品品质；

（4）依据花生、马铃薯、大蒜等作物的覆盖栽培需求，研制出厚8微米、拉伸强度大于25MPa的生物降解地膜2种，功能期在40~120天内可调；首次研制出多条带差异降解地膜4种，条带降解期差异20~50天，满足了作物不同时期对温度和湿度差异化需求；研制出高强度多功能可回收地膜5种，机械回收率95%以上；制定了花生专用环保性地膜覆盖高产栽培技术规程。

技术成熟度：可以量产阶段

成果来源：山东农业大学

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