技术领域
本发明涉及塑料薄膜技术领域，特别是一种降解后直接增加土壤活力的农用塑料薄膜及其制备方法。
背景技术
近年来，由于废弃塑料难以降解带来的“白色污染”日趋严重，引起了全世界的广泛关注，世界各国陆续出台了限制或禁止使用非降解塑料包装物的相关法规。另一方面，由于制造传统塑料的原料石油是不可再生资源，随着人类的大量使用必将枯竭，因而发展以可再生资源为原料、可降解的环境友好型塑料迫在眉睫。
利用可生物降解的淀粉材料来制备可降解包装膜已成为世界各国研究的热点。但是淀粉在提高塑料可降解性能的同时，一方面会造成其物理机械性能的下降，使其加工困难，另一方面还存在亲水性太强，与大部分通用树脂之间的相容性很差，致使制成的薄膜力学性能大幅下降，阻水性能差，从而阻碍了淀粉塑料在工业化推广过程中的广泛应用。
聚乙烯醇是一种用途广泛的高分子聚合物，性能介于塑料和橡胶之间，含有大量的极性基团羟基，毒性很低，分子链结构对称规整，具有独特的强力粘接性、皮膜柔韧性、平滑性、耐油性、耐溶剂性、保护胶体性、气体阻绝性以及经特殊处理具有的耐水性，同时还具有一定的生物降解性，在湿环境中有细菌存在的条件下6个月内可以完全分解成水和二氧化碳，是完全生物降解材料，但是降解过程中对降解环境要求较高，使降解速度还是显得相对较慢。
发明内容
本发明的目的是提供一种降解后直接增加土壤活力的农用塑料薄膜及其制备方法。本发明通过添加高含量的表面疏水改性的淀粉与聚乙烯醇共混制备降解塑料薄膜，还添加了石榴皮、竹炭等天然成分，具有杀菌的功效，同时降解后可以直接为土壤增加活力，一举两得。
为了实现本发明的目的，本发明通过以下方案实施：
一种降解后直接增加土壤活力的农用塑料薄膜，由下列重量份的原料制备制成：玉米淀粉60-65、纳米蒙脱土7-9、花生油0.6-0.7、钛酸四丁酯1.2-1.4、苎麻麻骨12-14、聚乙烯醇30-35、甘油7-8、乙酸三丁酯6-8、矿物油2-3、抗氧剂168 1-2、乙烯基三乙氧基硅烷1-1.3、石榴皮5-7、竹炭3-5、羧甲基纤维素2-3；
本发明所述一种降解后直接增加土壤活力的农用塑料薄膜，由以下具体步骤制成：
（1）将玉米淀粉与纳米蒙脱土混合均匀后放入烘箱中，在130℃的条件下干燥120分钟后取出，冷却至室温后将混合粉末利用超声振荡30-40分钟（控制水浴温度为30℃，超声功率为100W），然后将混合粉末转移至搅拌釜中，加入钛酸四丁酯，控制温度为75℃，以1500转/分的速度搅拌15分钟后，继续加入花生油，搅拌15分钟，最后取出放入烘箱，在120℃的条件下干燥60分钟即得表面疏水处理的混合粉末；
（2）将苎麻麻骨、石榴皮、竹炭干燥后经过粗磨、精磨制成80-100目的粉末，然后放入纳米粉碎机中粉碎成纳米级粉末，再与羧甲基纤维素混合，混合均匀后放入捏合机中，控温130℃，捏合20分钟，放出冷却，即得苎麻麻骨增强料；
（3）将步骤（1）得到的表面疏水改性的混合粉末与矿物油、乙烯基三乙氧基硅烷混合，通过胶体磨机分散60-90分钟，然后加入步骤（2）得到的苎麻麻骨增强料，通过双螺杆造粒机中，控制温度170-180℃的条件下熔融挤出造粒，得到直径为6mm的淀粉母料；
（4）将步骤（3）得到的淀粉母料、聚乙烯醇、甘油、乙酸三丁酯以及其余剩余成分在常温下混合均匀后，加入到单螺杆挤出机中，控制温度在 170-180℃的加工温度下进行热熔挤出吹塑成膜，最后定性收卷、包装即得。
本发明的有益效果是：本发明首先对淀粉、纳米蒙脱土进行疏水化表面处理，超声振荡使淀粉的粒径下降，比表面积增大，钛酸四丁酯与疏水剂花生油有效的屏蔽了淀粉表面羟基，形成高疏水层；同时纳米蒙脱土具有良好的气体阻隔性能以及良好的远红外反射性，抗老化，同时耐热、耐磨、强度高；然后将石榴皮、竹炭粉碎后与苎麻麻骨混合，添加羧甲基纤维素来制成增强材料，具有良好的耐水、耐油性能，强度高，提高了薄膜的强度，同时具有一定的抗菌效果，适合用作农用地膜或者果蔬套袋膜。
本发明将聚乙烯醇与淀粉母料混合后，制成的塑料薄膜，强度高、耐水耐油性能好，原料简单易得，便于工业大生产，且利用苎麻麻骨，降低了生产成本，本发明产品使用寿命长，适合用作农用地膜、果蔬套袋膜等，更换后可以直接填埋在土壤里，植物成分，能够为土壤增加活力，生态环保。
具体实施方案
下面通过具体实例对本发明进行详细说明。
一种降解后直接增加土壤活力的农用塑料薄膜，由下列重量份（公斤）的原料制备制成：玉米淀粉60、纳米蒙脱土7、花生油0.6、钛酸四丁酯1.2、苎麻麻骨12、聚乙烯醇30、甘油7、乙酸三丁酯6、矿物油2、抗氧剂168 1、乙烯基三乙氧基硅烷1、石榴皮5、竹炭3、羧甲基纤维素2；
本发明所述一种降解后直接增加土壤活力的农用塑料薄膜，由以下具体步骤制成：
（1）将玉米淀粉与纳米蒙脱土混合均匀后放入烘箱中，在130℃的条件下干燥120分钟后取出，冷却至室温后将混合粉末利用超声振荡40分钟（控制水浴温度为30℃，超声功率为100W），然后将混合粉末转移至搅拌釜中，加入钛酸四丁酯，控制温度为75℃，以1500转/分的速度搅拌15分钟后，继续加入花生油，搅拌15分钟，最后取出放入烘箱，在120℃的条件下干燥60分钟即得表面疏水处理的混合粉末；
（2）将苎麻麻骨、石榴皮、竹炭干燥后经过粗磨、精磨制成100目的粉末，然后放入纳米粉碎机中粉碎成纳米级粉末，再与羧甲基纤维素混合，混合均匀后放入捏合机中，控温130℃，捏合20分钟，放出冷却，即得苎麻麻骨增强料；
（3）将步骤（1）得到的表面疏水改性的混合粉末与矿物油、乙烯基三乙氧基硅烷混合，通过胶体磨机分散60分钟，然后加入步骤（2）得到的苎麻麻骨增强料，通过双螺杆造粒机中，控制温度170-180℃的条件下熔融挤出造粒，得到直径为6mm的淀粉母料；
（4）将步骤（3）得到的淀粉母料、聚乙烯醇、甘油、乙酸三丁酯以及其余剩余成分在常温下混合均匀后，加入到单螺杆挤出机中，控制温度在 170-180℃的加工温度下进行热熔挤出吹塑成膜，最后定性收卷、包装即得。
将本发明产品按照GB/T 20197-2006的标准进行讲解试验，经过4个月的土埋实验，生物降解率可以达到59.7%。按照 GB/T 1040.3-2006进行力学性能测试，横向拉伸强度为26.85MPa，断裂伸长率为670.12%；纵向拉伸强度为23.19 MPa，断裂伸长率为449.25%，符合标准。