可降解麻类农用非织造材料的制备及性能研究

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近年来,国内农林业的发展迅速,蔬菜水果种植和苗木移植市场不断地扩大。2018年农林业总产值61452.6亿元,相较于2017年增长6.1%。非织造布的很多性能在农业上都具备优势,然而农用非织造布的发展仅30年左右的历史,而且以纺粘布为主,尤其在我国农用非织造布的用量还很少,仅为发达国家的10%左右。市面上常见的农用非织造材料存在的问题有湿强力不高、难以降解、污染环境等。因此,研究和开发符合实际使用、环保要求并且具有经济效益的农用非织造材料是当前急需解决的一个问题。本课题就将针对水稻育秧膜和种植袋两种农用非织造材料进行研究。针对于育秧膜,为了验证麻育秧膜对于水稻的促进作用,本文采用福建省中龙红麻籽贸易有限公司所建立的育秧膜制备方法制备了100片规格为35×35cm的育秧膜,在福建省漳州市漳浦县进行了对照种植实验。通过育秧后根系生长情况、水稻千粒重和亩产对比,对麻育秧膜的实际应用效果进行评价。种植试验表明,使用麻育秧膜育秧后,水稻秧苗的根系发育更好,白根明显更多更粗壮,盘根力更强,但是苗高稍低一些。并且,使用麻育秧膜育秧对于水稻的千粒重影响不大,但是能明显地提升亩产。对于麻类种植袋,本文利用两种不同的工艺制备了无基布种植袋材料和含基布种植袋材料。无基布种植袋材料的制备,首先采用聚醋酸乙烯酯和丙烯酸作为粘合剂,利用喷洒粘合法将粘合剂喷洒在麻纤维网上,最后进行热风烘燥;含基布种植袋材料的制备步骤是将一层麻纤维网覆盖在平纹机织基布上,针刺加固得到复合纤维网,接着单面涂覆1.5%羧甲基淀粉溶液,进行热风烘燥。而后采用棉缝纫线、锁式线迹来对种植袋材料进行缝合,制得麻类种植袋。根据行业标准估算出种植袋的强力要求范围,并建立了麻类种植袋的性能评价方法,分别是拉伸断裂强力、顶破强力、吸水性能、厚度克重以及老化降解性能。通过探索不同工艺参数对种植袋材料性能的影响,无基布种植袋材料的拉伸断裂强力受粘合剂类型、浓度、上浆率及1%浓度环氧氯丙烷树脂(PAE)的影响,研究发现丙烯酸溶液作为粘合剂相较于聚醋酸乙烯酯更合适,且PAE能有效增加湿强;含基布种植袋材料拉伸断裂强力、厚度受基布种类、经纬密大小的影响,实验发现含基布种植袋材料的强力主要来自于基布,针刺会使强力略微的下降,使用棉基布制备得到种植袋材料更轻薄,有利于降解以及降低成本。随后将实验制备出的麻类种植袋与市面上常见的聚丙烯非织造布种植袋进行对比。本课题所制备的种植袋顶破强力较低,但能符合标准中规定规格种植袋的正常使用要求;且吸水性能更好,吸水重量有明显提升,且能有效延缓水分流出。根据设定的老化降解试验,将含基布种植袋材料在露天环境下放置180天,其强力下降并不明显,仍能符合种植袋材料强力的要求。并且,材料在土壤中的降解失重率与时间呈正相关,无基布种植袋材料的15天降解失重率达到27.0%;含基布种植袋材料的15天降解失重率达到37.0%,且其强力先快速下降,后趋于平缓。因此,材料可降解,且具有快速降解的能力。本课题所制备的麻育秧膜对水稻的根系发育有明显的促进作用,且可以增加亩产。相较于市面上的聚丙烯非织造布种植袋,本课题所制备的麻类种植袋吸水性能、耐光老化更好,且可降解。
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