本发明属于地膜技术领域，涉及一种可降解地膜及其制备方法。
背景技术：
地膜是农业生产的重要物资之一，地膜技术的应用极大地促进了农业产量和效益的提高，带动了农业生产方式改变和生产力的飞跃发展。地膜覆盖不仅具有增温、保墒、早熟和增产等作用，还能防止土壤流失，有效控制土地盐碱度，减少氮的淋洗。目前使用的地膜多以化纤作原料，其主要成分是聚乙烯或聚氯乙烯，以这类原料制备成的地膜使用后被丢弃到自然界中难以降解，导致了严重的污染问题。随着人们对环境问题的高度关注和生活质量要求的提高，开发可完全生物降解的高分子材料已成为国内外的研究热点。
聚乳酸是以乳酸为主要原料聚合得到的聚合物，原料来源充分而且可以再生。聚乳酸的生产过程无污染，而且聚乳酸能够在自然界微生物的作用下全部降解为水和二氧化碳，是理想的全生物降解高分子材料，绿色环保。聚乳酸还兼具良好的生物相容性、可加工性等有点，因而受到管饭的关注，但是，聚乳酸的韧性差，使得以聚乳酸为原料的地膜冲击强度、拉伸强度差，从而使其受到很大的限制。
技术实现要素：
本发明提出一种可降解地膜及其制备方法，解决了现有技术中以聚乳酸为原料的地膜冲击强度、拉伸强度差的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种可降解地膜，包括以下重量份的组分：
聚乳酸45～60份，壳聚糖10～20份，氨丙基异丁基倍半硅氧烷0.5～2份，聚甲基丙烯酸甲酯5～10份，硅藻土2～20份，丝瓜络0.5～1份，甘油磷酸钠0.1～0.5份。
作为进一步的技术方案，包括以下重量份的组分：
聚乳酸53份，壳聚糖15份，氨丙基异丁基倍半硅氧烷1.3份，聚甲基丙烯酸甲酯7份，硅藻土8份，丝瓜络0.7份，甘油磷酸钠0.3份。
作为进一步的技术方案，所述壳聚糖脱乙酰度≥85％。
作为进一步的技术方案，所述硅藻土的粒径为200目。
作为进一步的技术方案，所述丝瓜络为经由氢氧化钠溶液处理过后的丝瓜络。
作为进一步的技术方案，所述聚甲基丙烯酸甲酯的分子量为8万～10万，所述聚乳酸的重均分子量为10万～15万。
一种可降解地膜的制备方法，包括以下步骤：
s1.按照上述的可降解地膜的配方，称取各组分备用；
s2.将聚乳酸、壳聚糖、氨丙基异丁基倍半硅氧烷与聚甲基丙烯酸甲酯在100～150℃下混合，得到初混料；
s3.向初混料中加入硅藻土、丝瓜络、甘油磷酸钠，混合后挤出造粒；
s4.将挤出得到的粒料吹塑成膜，得到可降解地膜。
作为进一步的技术方案，步骤s3中造粒温度为180～200℃。
作为进一步的技术方案，步骤s4中吹塑成膜的温度为150～175℃。
作为进一步的技术方案，所述可降解地膜的厚度为6～10μm。
本发明的工作原理及有益效果为：
1、本发明中，以聚乳酸为原料，通过加入壳聚糖、氨丙基异丁基倍半硅氧烷、聚甲基丙烯酸甲酯、硅藻土、丝瓜络与甘油磷酸钠等组分，各组分相互配伍，显著提高了地膜的拉伸强度和冲击强度，使得制备的地膜的冲击强度高至17.9kj/m3，拉伸强度高至59.7mpa，有效解决了现有技术中以聚乳酸为原料的地膜的冲击强度、拉伸强度差的问题。原料中各组分绿色环保，均可生物降解，使得制备的地膜对环境友好，可生物降解。
2、本发明中，地膜的配方中加入壳聚糖，与聚乳酸具有良好的相容性，加入后显著提高了地膜的冲击强度和拉伸强度。壳聚糖还具有良好的吸附性，可吸附土壤中的金属离子，从而降低了土壤中的金属离子对作物的污染和危害，使得种植的作物生长的更加绿色环保。
3、本发明中，地膜的配方中加入氨丙基异丁基倍半硅氧烷，氨丙基异丁基倍半硅氧烷是有机-无机杂化材料，加入后显著增加了聚乳酸与聚甲基丙烯酸甲酯、硅藻土之间的相容性，使得各组分分散的更加均匀，甘油磷酸钠的加入，进一步提高了地膜中各组分的分散稳定性，氨丙基异丁基倍半硅氧烷、甘油磷酸钠与配方中国其余组分协同作用，提高了地膜的冲击强度和拉伸强度。
4、本发明中，地膜的配方中加入丝瓜络，丝瓜络具有是由多层丝状纤维自组装而成的立体交织网状物，加入地膜中，不仅提高了地膜的冲击强度和拉伸强度，还显著提高了地膜的孔隙率，从而提高了地膜的透气性。丝瓜络先采用氢氧化钠稀溶液处理，可以在一定程度上脱除丝瓜络中的木质素和半纤维素，提高了丝瓜络的力学性能，加入地膜中，进一步提高了地膜的冲击强度和拉伸强度。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种可降解地膜，包括以下重量份的组分：
聚乳酸45份，壳聚糖10份，氨丙基异丁基倍半硅氧烷0.5份，聚甲基丙烯酸甲酯5份，硅藻土2份，丝瓜络0.5份，甘油磷酸钠0.1份，
其中，壳聚糖脱乙酰度≥85％；硅藻土的粒径为200目；丝瓜络为经由质量分数为2％的氢氧化钠溶液处理过后的丝瓜络；聚甲基丙烯酸甲酯的分子量为8万～10万；聚乳酸的重均分子量为10万～15万；
其制备方法包括以下步骤：
s1.按照上述的配方，称取各组分备用；
s2.将聚乳酸、壳聚糖、氨丙基异丁基倍半硅氧烷与聚甲基丙烯酸甲酯在130℃下混合，得到初混料；
s3.向初混料中加入硅藻土、丝瓜络、甘油磷酸钠，混合后在185℃下挤出造粒；
s4.将挤出得到的粒料载155℃下吹塑成膜，得到厚度为8μm的可降解地膜。
实施例2
一种可降解地膜，包括以下重量份的组分：
聚乳酸60份，壳聚糖20份，氨丙基异丁基倍半硅氧烷2份，聚甲基丙烯酸甲酯10份，硅藻土20份，丝瓜络1份，甘油磷酸钠0.5份，
其中，壳聚糖脱乙酰度≥85％；硅藻土的粒径为200目；丝瓜络为经由质量分数为2％的氢氧化钠溶液处理过后的丝瓜络；聚甲基丙烯酸甲酯的分子量为8万～10万；聚乳酸的重均分子量为10万～15万；
其制备方法包括以下步骤：
s1.按照上述的配方，称取各组分备用；
s2.将聚乳酸、壳聚糖、氨丙基异丁基倍半硅氧烷与聚甲基丙烯酸甲酯在150℃下混合，得到初混料；
s3.向初混料中加入硅藻土、丝瓜络、甘油磷酸钠，混合后在180℃下挤出造粒；
s4.将挤出得到的粒料载150℃下吹塑成膜，得到厚度为9μm的可降解地膜。
实施例3
一种可降解地膜，包括以下重量份的组分：
聚乳酸53份，壳聚糖15份，氨丙基异丁基倍半硅氧烷1.3份，聚甲基丙烯酸甲酯7份，硅藻土8份，丝瓜络0.7份，甘油磷酸钠0.3份，
其中，壳聚糖脱乙酰度≥85％；硅藻土的粒径为200目；丝瓜络为经由质量分数为2％的氢氧化钠溶液处理过后的丝瓜络；聚甲基丙烯酸甲酯的分子量为8万～10万；聚乳酸的重均分子量为10万～15万；
其制备方法包括以下步骤：
s1.按照上述的配方，称取各组分备用；
s2.将聚乳酸、壳聚糖、氨丙基异丁基倍半硅氧烷与聚甲基丙烯酸甲酯在130℃下混合，得到初混料；
s3.向初混料中加入硅藻土、丝瓜络、甘油磷酸钠，混合后在190℃下挤出造粒；
s4.将挤出得到的粒料载150℃下吹塑成膜，得到厚度为8μm的可降解地膜。
实施例4
一种可降解地膜，包括以下重量份的组分：
聚乳酸50份，壳聚糖12份，氨丙基异丁基倍半硅氧烷1份，聚甲基丙烯酸甲酯6份，硅藻土5份，丝瓜络0.7份，甘油磷酸钠0.2份，
其中，壳聚糖脱乙酰度≥85％；硅藻土的粒径为200目；丝瓜络为经由质量分数为2％的氢氧化钠溶液处理过后的丝瓜络；聚甲基丙烯酸甲酯的分子量为8万～10万；聚乳酸的重均分子量为10万～15万；
其制备方法包括以下步骤：
s1.按照上述的配方，称取各组分备用；
s2.将聚乳酸、壳聚糖、氨丙基异丁基倍半硅氧烷与聚甲基丙烯酸甲酯在100℃下混合，得到初混料；
s3.向初混料中加入硅藻土、丝瓜络、甘油磷酸钠，混合后在200℃下挤出造粒；
s4.将挤出得到的粒料载175℃下吹塑成膜，得到厚度为9μm的可降解地膜。
实施例5
一种可降解地膜，包括以下重量份的组分：
聚乳酸56份，壳聚糖17份，氨丙基异丁基倍半硅氧烷1.7份，聚甲基丙烯酸甲酯9份，硅藻土15份，丝瓜络0.8份，甘油磷酸钠0.4份，
其中，壳聚糖脱乙酰度≥85％；硅藻土的粒径为200目；丝瓜络为经由质量分数为2％的氢氧化钠溶液处理过后的丝瓜络；聚甲基丙烯酸甲酯的分子量为8万～10万；聚乳酸的重均分子量为10万～15万；
其制备方法包括以下步骤：
s1.按照上述的配方，称取各组分备用；
s2.将聚乳酸、壳聚糖、氨丙基异丁基倍半硅氧烷与聚甲基丙烯酸甲酯在120℃下混合，得到初混料；
s3.向初混料中加入硅藻土、丝瓜络、甘油磷酸钠，混合后在185℃下挤出造粒；
s4.将挤出得到的粒料载150～175℃下吹塑成膜，得到厚度为10μm的可降解地膜。
对比例1
一种可降解地膜，包括以下重量份的组分：
聚乳酸53份，氨丙基异丁基倍半硅氧烷1.3份，聚甲基丙烯酸甲酯7份，硅藻土8份，丝瓜络0.7份，甘油磷酸钠0.3份，
其中，硅藻土的粒径为200目；丝瓜络为经由质量分数为2％的氢氧化钠溶液处理过后的丝瓜络；聚甲基丙烯酸甲酯的分子量为8万～10万；聚乳酸的重均分子量为10万～15万；
其制备方法包括以下步骤：
s1.按照上述的配方，称取各组分备用；
s2.将聚乳酸、氨丙基异丁基倍半硅氧烷与聚甲基丙烯酸甲酯在130℃下混合，得到初混料；
s3.向初混料中加入硅藻土、丝瓜络、甘油磷酸钠，混合后在190℃下挤出造粒；
s4.将挤出得到的粒料载150℃下吹塑成膜，得到厚度为8μm的可降解地膜。
对比例2
一种可降解地膜，包括以下重量份的组分：
聚乳酸53份，壳聚糖15份，聚甲基丙烯酸甲酯7份，硅藻土8份，丝瓜络0.7份，甘油磷酸钠0.3份，
其中，壳聚糖脱乙酰度≥85％；硅藻土的粒径为200目；丝瓜络为经由质量分数为2％的氢氧化钠溶液处理过后的丝瓜络；聚甲基丙烯酸甲酯的分子量为8万～10万；聚乳酸的重均分子量为10万～15万；
其制备方法包括以下步骤：
s1.按照上述的配方，称取各组分备用；
s2.将聚乳酸、壳聚糖与聚甲基丙烯酸甲酯在130℃下混合，得到初混料；
s3.向初混料中加入硅藻土、丝瓜络、甘油磷酸钠，混合后在190℃下挤出造粒；
s4.将挤出得到的粒料载150℃下吹塑成膜，得到厚度为8μm的可降解地膜。
对比例3
一种可降解地膜，包括以下重量份的组分：
聚乳酸53份，壳聚糖15份，氨丙基异丁基倍半硅氧烷1.3份，硅藻土8份，丝瓜络0.7份，甘油磷酸钠0.3份，
其中，壳聚糖脱乙酰度≥85％；硅藻土的粒径为200目；丝瓜络为经由质量分数为2％的氢氧化钠溶液处理过后的丝瓜络聚乳酸的重均分子量为10万～15万；
其制备方法包括以下步骤：
s1.按照上述的配方，称取各组分备用；
s2.将聚乳酸、壳聚糖与氨丙基异丁基倍半硅氧烷在130℃下混合，得到初混料；
s3.向初混料中加入硅藻土、丝瓜络、甘油磷酸钠，混合后在190℃下挤出造粒；
s4.将挤出得到的粒料载150℃下吹塑成膜，得到厚度为8μm的可降解地膜。
对比例4
一种可降解地膜，包括以下重量份的组分：
聚乳酸53份，壳聚糖15份，氨丙基异丁基倍半硅氧烷1.3份，聚甲基丙烯酸甲酯7份，硅藻土8份，甘油磷酸钠0.3份，
其中，壳聚糖脱乙酰度≥85％；硅藻土的粒径为200目；聚甲基丙烯酸甲酯的分子量为8万～10万；聚乳酸的重均分子量为10万～15万；
其制备方法包括以下步骤：
s1.按照上述的配方，称取各组分备用；
s2.将聚乳酸、壳聚糖、氨丙基异丁基倍半硅氧烷与聚甲基丙烯酸甲酯在130℃下混合，得到初混料；
s3.向初混料中加入硅藻土、甘油磷酸钠，混合后在190℃下挤出造粒；
s4.将挤出得到的粒料载150℃下吹塑成膜，得到厚度为8μm的可降解地膜。
对比例5
一种可降解地膜，包括以下重量份的组分：
聚乳酸53份，壳聚糖15份，氨丙基异丁基倍半硅氧烷1.3份，聚甲基丙烯酸甲酯7份，硅藻土8份，丝瓜络0.7份，
其中，壳聚糖脱乙酰度≥85％；硅藻土的粒径为200目；丝瓜络为经由质量分数为2％的氢氧化钠溶液处理过后的丝瓜络；聚甲基丙烯酸甲酯的分子量为8万～10万；聚乳酸的重均分子量为10万～15万；
其制备方法包括以下步骤：
s1.按照上述的配方，称取各组分备用；
s2.将聚乳酸、壳聚糖、氨丙基异丁基倍半硅氧烷与聚甲基丙烯酸甲酯在130℃下混合，得到初混料；
s3.向初混料中加入硅藻土、丝瓜络，混合后在190℃下挤出造粒；
s4.将挤出得到的粒料载150℃下吹塑成膜，得到厚度为8μm的可降解地膜。
对比例6
一种可降解地膜，包括以下重量份的组分：
聚乳酸53份，壳聚糖15份，氨丙基异丁基倍半硅氧烷1.3份，聚甲基丙烯酸甲酯7份，硅藻土8份，丝瓜络0.7份，
其中，壳聚糖脱乙酰度≥85％；硅藻土的粒径为200目；丝瓜络未经氢氧化钠稀溶液处理；聚甲基丙烯酸甲酯的分子量为8万～10万；聚乳酸的重均分子量为10万～15万；
其制备方法包括以下步骤：
s1.按照上述的配方，称取各组分备用；
s2.将聚乳酸、壳聚糖、氨丙基异丁基倍半硅氧烷与聚甲基丙烯酸甲酯在130℃下混合，得到初混料；
s3.向初混料中加入硅藻土、丝瓜络，混合后在190℃下挤出造粒；
s4.将挤出得到的粒料载150℃下吹塑成膜，得到厚度为8μm的可降解地膜。
以实施例1～5及对比例1～6的地膜为测试样品，按照gb/t1040-2006《塑料拉伸性能的测定》中规定的测试方法，测试样品的冲击强度、拉伸强度，测试结果如下：
实施例1～5及对比例1～6的地膜的冲击强度、拉伸强度测试结果
从上表中数据可以看出，与对比例1～6相比，实施例1～5制备的地膜的冲击强度、拉伸强度显著提高，冲击强度高至17.9kj/m3，拉伸强度高至59.7mpa，说明配方中壳聚糖、氨丙基异丁基倍半硅氧烷、聚甲基丙烯酸甲酯、丝瓜络、甘油磷酸钠、硅藻土与聚乳酸配伍，显著提高了地膜的冲击强度和拉伸强度，有效解决了现有技术中以聚乳酸为原料的地膜的冲击强度、拉伸强度差的问题。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
1.一种可降解地膜，其特征在于，包括以下重量份的组分：
聚乳酸45～60份，壳聚糖10～20份，氨丙基异丁基倍半硅氧烷0.5～2份，聚甲基丙烯酸甲酯5～10份，硅藻土2～20份，丝瓜络0.5～1份，甘油磷酸钠0.1～0.5份。
2.根据权利要求1所述的一种可降解地膜，其特征在于，包括以下重量份的组分：
聚乳酸53份，壳聚糖15份，氨丙基异丁基倍半硅氧烷1.3份，聚甲基丙烯酸甲酯7份，硅藻土8份，丝瓜络0.7份，甘油磷酸钠0.3份。
3.根据权利要求1所述的一种可降解地膜，其特征在于，所述壳聚糖脱乙酰度≥85％。
4.根据权利要求1所述的一种可降解地膜，其特征在于，所述硅藻土的粒径为200目。
5.根据权利要求1所述的一种可降解地膜，其特征在于，所述丝瓜络为经由氢氧化钠溶液处理过后的丝瓜络。
6.根据权利要求1所述的一种可降解地膜，其特征在于，所述聚甲基丙烯酸甲酯的分子量为8万～10万，所述聚乳酸的重均分子量为10万～15万。
7.一种可降解地膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
s1.按照权利要求1～6任意一项所述的可降解地膜的配方，称取各组分备用；
s2.将聚乳酸、壳聚糖、氨丙基异丁基倍半硅氧烷与聚甲基丙烯酸甲酯在100～150℃下混合，得到初混料；
s3.向初混料中加入硅藻土、丝瓜络、甘油磷酸钠，混合后挤出造粒；
s4.将挤出得到的粒料吹塑成膜，得到可降解地膜。
8.根据权利要求7所述的一种可降解地膜的制备方法，其特征在于，步骤s3中造粒温度为180～200℃。
9.根据权利要求7所述的一种可降解地膜的制备方法，其特征在于，步骤s4中吹塑成膜的温度为150～175℃。
10.根据权利要求7所述的一种可降解地膜的制备方法，其特征在于，所述可降解地膜的厚度为6～10μm。
技术总结