黄麻非织造地膜的制备与性能研究

• 作 者: 王思意
• 机 构: 东华大学
• 出 处: 东华大学
• 发表日期: 2019年期
• 关键词: 黄麻地膜

农用地膜的使用是现代农业增加农作物产量的有力途径。随着传统的塑料地膜的使用量增加，对环境造成的污染也逐渐引起人们的重视，研究环保型可降解的农用地膜以代替塑料地膜是目前重要的研究方向，这对于我国农业领域的可持续发展具有重要战略意义。
　　本课题主要探究了麻地膜的制备工艺与性能测试，选用黄麻落麻纤维、棉纤维为原料，聚乙烯醇作为粘合剂，采用非织造工艺制备麻地膜。首先，将黄麻纤维梳理成网，在成网过程中加入不同比例的棉纤维，提高纤维网的抱合力。再利用化学粘合法将梳理的纤维网制成麻地膜，并对其进行性能测试和工艺优化。
　　首先，利用单因素分析法探究不同制备工艺（原料质量比、克重、模压温度、模压压力、粘合剂质量分数）对黄麻非织造地膜力学性能、透气性和透湿性的影响，优选性能较好的制备工艺。结果表明，随黄麻非织造地膜中棉纤维含量的增加，麻地膜的断裂强度提高，而当地膜克重、模压温度、压力和粘合剂质量分数超过最佳值后，断裂强度不再提高。当原料质量比为80/20，克重为40g/m2、模压温度为 130℃、模压压力为 4MPa、粘合剂质量分数为 5.89%时断裂强度值较高。当模压温度为 140℃、模压压力为 3MPa、粘合剂质量分数为5~6%时，地膜的弯曲刚度较低。地膜的透气性随棉纤维质量比、克重及粘合剂质量分数的增加而降低，而模压温度、模压压力对黄麻地膜透气性的影响并不显著。地膜的透湿率随模压压力、粘合剂质量分数的增加而降低，当黄麻/棉质量比为 80/20、模压温度为 120℃、模压压力为 5MPa、粘合剂质量分数为 8%时地膜的透湿率较低。
　　依据单因素分析结果选定合适的工艺参数，对麻地膜的制备工艺进行正交实验，通过极差分析与方差分析，选出最佳的制备工艺方案。考虑麻地膜的断裂强度对其性能的影响较大，得出麻地膜的最优工艺为模压温度为 130℃，模压压力为 5MPa，粘合剂质量分数为5%。
　　为提高麻地膜的拒水效果，本课题选用对环境无污染的有机硅拒水剂进行拒水整理，通过测试拒水处理后麻地膜的接触角、沾水度等性能，探究麻地膜拒水处理的可行性与拒水效果。结果表明，经拒水处理后的麻地膜拒水性能优越，且兼具优良的透气性和透湿性。
　　此外，本课题还测试了几种麻地膜的保暖性和光透过率。结果表明，麻地膜中棉纤维含量的增多有利于地膜保暖性的增加，相同克重的黄麻/棉地膜的保暖性优于黄麻/粘胶地膜和黄麻/苎麻地膜，纯苎麻落麻地膜的保暖性优于纯苎麻长纤维地膜。黄麻/棉地膜对蓝紫光的透过率为 48%，对红橙光的透过率为 62%，不会阻碍农作物吸收其生长所需的光，可用于农作物的栽培与覆盖。
　　本课题还在自然条件下对制备的麻地膜进行生物降解实验。结果表明，苎麻/棉地膜、黄麻/棉地膜在一段时间后经自然条件的作用可完全降解，而经拒水处理的黄麻/棉地膜降解速度较慢。