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攻克全生物降解塑料地膜的技术瓶颈

序言

我国的地膜从1979年逐渐应用，现阶段的覆盖面积早已做到3.7耕地红线， 2012年总产量做到131万吨级，预估2017年覆盖面积将做到4.五亿亩、生产量将做到150万吨级。现阶段应用的一般地膜，每一年应用后大概有25%上下残留在土壤层中。残留的缘故为地膜愈来愈薄，无法回收，且回收经济价值低。这种残留的地膜大多数由高压聚乙烯原材料做成，不具备一切降解特性，会残留100年之上。伴随着非降解地膜积累的残留量越来越大，其对粮食作物导致的限产伤害也会越来越大，因而现阶段地膜残留难题早已变成社会发展关心的生态问题。

怎样降低或清除地膜的残留呢?现如今的方法有两个：

◆激励残留地膜的回收  

(1)提升地膜薄厚 现如今执行的《聚乙烯吹塑农用地面覆盖膜》(GB 13735-92)国家行业标准中对塑胶地膜的薄厚规定是0.008(±0.003)mm。计划指标对旧的塑胶地膜规范开展修定，在其中最关键的一项改动为提升薄厚，将原规范中塑胶地膜薄厚改动为0.010(±0.0015)mm。

(2)政府部门回收补贴 政府部门激励农户开展地膜回收，并对消耗的施工时间开展补助，比如甘肃省等地现有补贴，1亩大概120元上下。激励残留地膜回收虽在一定水平上能够 减轻一定的非降解地膜的残留，但成本费较高，也不可以从绿色生态上彻底清除地膜残留，并并不是长久之计。

◆选用全微生物降解塑胶地膜

伴随着新的微生物降解原材料种类愈来愈多，可生产制造降解地膜的原材料也愈来愈多，生产制造可降解地膜的技术性也愈来愈趋向完善。微生物降解地膜以其可降解性，在土壤层中会渐渐地的被微生物菌种转化成二氧化碳和水，不容易对自然环境造成不良影响，也不会危害粮食作物的生产量，是一种十分低碳环保的原材料，具备可持续发展观性。

处理微生物降解地膜的技术性短板

近十年来，在我国财政部农业技术应用推广管理中心在中国各省开展了经营规模不断发展的微生物降解地膜的使用，早已获得了喜人的取得成功。但综合性起來，微生物降解地膜现阶段在应用层面还存有抗拉力低、降解快、锁水差、成本费高关键难题，下边就这四方面难题的解决方案开展阐述。

现阶段产业发展而且能够 用以降解地膜的原材料有：聚乳酸(PLA)、聚环氧丙烷-二氧化碳预聚物(PPC)和聚丁二酸-对苯二甲酸-丁二醇酯(PBAT)。

◆处理抗压强度难题

现阶段的地膜大多数选用机械设备铺设的方式，早已使用的全微生物降解地膜在抗拉力上和抗张强度上还稍有不够，必须选用整改措施。

（1） 挑选高韧性的降解环氧树脂

现阶段能够 用以全降解地膜的基本原材料关键为PBAT，挑选抗压强度高的PBAT环氧树脂为基础原材料能够 大幅度提高地膜的抗压强度。现阶段世界各国生产制造PBAT的公司见表1，全世界年生产量超过二十万吨，并且视要求提升能够 随时随地提产。

表1 世界各国已建PBAT新项目

（2） 与别的高韧性降解环氧树脂共混

PBAT的抗拉强度为20MPa上下、弯曲模量极低，而PLA的抗拉强度能够 做到45MPa上下，弯曲模量为3000MPa上下。在PBAT中国共产党混PLA能够 提升塑料薄膜的抗拉强度和抗张强度。PLA环氧树脂是最开始产业发展的全微生物降解塑胶，现阶段全世界生产能力做到27万吨级上下，实际制造业企业见表2所显示。

表2 世界各国已建PLA新项目

（3） 加上提升抗压强度的改性剂

① 成核剂 加上适当的α晶成核剂，一般采用有机化学磷酸酯类，有益于提升抗压强度和刚度。

② 润滑液 现阶段关键为有机化学硅铜和有机氟类PPA母粒，提升后能够 使分子结构竖向排序的井然有序度提升。

（4）改善塑料薄膜成形加工工艺

对于微生物降解地膜，根据改善其成形加工工艺来推动其晶粒大小的提升，进而做到提升刚度和抗拉强度的目地。

（5）提升地膜的薄厚

现阶段农户应用的PE地膜薄厚在3-6μm上下，依据早期使用工作经验，全微生物降解地膜的薄厚挑选在10-12μm上下比较适合。

◆处理降解速率难题（1） 添加增稠剂

依据使用全微生物降解地膜的降解情况看来，造成 降解的四大因素为微生物菌种、光、水和溫度，在其中关键与水和溫度相关，地膜上面有存水的地区一直先破。

依照财政部农牧业推广应用管理中心的规定，降解地膜的不一样环节归类以下：

① 降解诱发期：裂开规格≤2cm，時间70±5天为好;

② 降解裂开期：裂开规格为2-二十厘米，時间80±5天为好;

③ 降解大裂期：损坏规格≥二十厘米，時间105±5天为好;

④ 降解粉碎期：残留片≤16立方厘米;

⑤ 降解无膜期。

现阶段使用的全微生物降解地膜的降解诱发期均未做到70±5天，最多的为57-61天，大部分为34天上下，最少的仅有10天。

为了更好地确保地膜在诱发期以前不裂开降解，能够 挑选添加光稳定剂和抗水解反应增稠剂的方式来缓解降解速度，此外，还能够选用下列方式来缓解：

（2）挑选酸值低的降解环氧树脂

原材料的酸值越低，可靠性越好，则降解速度变慢。以PBAT为例子，现阶段每家公司的PBAT环氧树脂的酸值见表3。

表3 现阶段各公司PBAT的大概酸值

（3）与降解速率低的环氧树脂共混

将降解速率低的环氧树脂与降解速率高的环氧树脂共混能够 使二者的降解速度获得中合。如PLA环氧树脂的降解速率远远地小于PBAT环氧树脂，在PBAT中国共产党混适当的PLA，能够 大大的缓解其降解速率。

◆处理保水溶性难题（1） 共混PPC隔绝环氧树脂

PPC环氧树脂对水、二氧化碳和co2的隔绝工作能力大大的好于PBAT环氧树脂。但在PBAT中添加PPC后除开挡水工作能力提升外，其抗拉强度、耐温性都是有不一样水平的减少。

表4 世界各国已建APC新项目

（2）采用PLA增塑原材料

PLA的保水溶性非常好，但因PLA强度太高，独立无法用作地膜原材料。我们可以选用PLA为行为主体环氧树脂添加增粘剂增塑、PBAT类环氧树脂共混开展绵软改性材料，以做到地膜软强度规定。

（3） 不选用木薯淀粉加上

木薯淀粉的吸水性很高，PBAT中添加木薯淀粉后吸水性进一步提高，减少了地膜的锁水特性。因而，做为地膜应用的PBAT原材料，不应该选用加上木薯淀粉的方式控制成本。

比如，在PBAT中各自添加30%的木薯淀粉、碳酸氢钙和轻钙粉，其吸水能力和降解性的转变以下：

吸水能力  

木薯淀粉添充PBAT的吸水性做到3.3%，是无机物添充PBAT的3倍，是纯PBAT的10倍。缘故以下：

①无机物添充在破乳生产过程中由于拉申力的作用，会在膜内产生孔隙度，这种孔隙度会具有一个毛细血管的功效，扩大吸水性，比钢PBAT提升3倍上下。

②木薯淀粉添充除开在塑料薄膜中造成孔隙度外，因其自身带有很多的甲基，能够 与水产生共价键，增加了吸水性，因而吸水性比钢PBAT提升10倍上下。

降解性  

木薯淀粉添充后促使PBAT的降解速率提升了9倍上下，而无机物添充基础不更改PBAT的降解速率。

（4）提升晶粒大小

晶粒大小的提升会促使原材料的降解速率减缓。

◆处理成本费难题

(1)造成 成本增加的要素

微生物降解塑胶地膜的成本费往往高，主要是根据下列好多个缘故：

◆原材料成本增加 微生物降解原材料的原材料价格对比一般塑料薄膜原材料的价钱高，一般1亩价格高于100%。如PE膜1亩50-60元上下，PBAT降解膜1亩120元上下。

◆环氧树脂密度大 PE环氧树脂的相对密度一般为0.96g/m3上下，PBAT一般为1.27g/m3上下。相对密度提升30%，则提升成本费30%。

◆塑料薄膜薄厚大 PE塑料薄膜薄厚一般在5μm上下，微生物降解膜最少10μm，薄厚提升则成本上升100%上下。

所述三者累计提升成本费230%上下。

(2)控制成本的对策

◆加上无机物填充料 如在PBAT中加上超细碳酸钙，能够 减少40%上下的成本费，但因添加

◆将政府部门1亩120-130元的回收补贴变为微生物降解塑料薄膜营销推广应用补贴，可再减少一半的成本费;

◆用微生物降解地膜能够 省掉回收地膜这一流程，能够 节省大量的经济成本和回收成本费。

营销推广微生物降解地膜的应用

微生物降解地膜的营销推广应用，技术性难题并不是难题。难题取决于成本费难题。选用所述控制成本的方式后，微生物降解地膜比一般地膜還是贵了约100%。农户现阶段可接纳成本上升20%上下，怎么让农户接纳成本费高于100%的微生物降解地膜呢?

有两个方式：

◆政府部门的宣传策划与营销推广

微生物降解塑料薄膜的营销推广应用，只靠制造商、供应商的营销推广是不足的，还必须政府部门的适用与宣传策划。

◆政府部门的现行政策补贴

营销推广阶段政府部门必须实施补贴现行政策，比如第一年补贴高于一部分的80%、第二年补贴高于一部分的60%、第三年补贴高于一部分的40%、第四年补贴高于一部分的20%，那样与农户高于20%等级差不多。

来源于：荣格

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