蔗渣制造可降解地膜工艺和性能试验研究

发布时间：2020-05-31 07:02

【摘要】：地膜具有保水保温、抑草抑虫、提升作物产量作用,大量地膜用于农作物种植,但地膜残留问题日益凸显。地膜残留在耕地中,使耕地通透性下降、水分流动受阻、肥料流动受阻、土地容重增加、容易产生板结,导致耕地品质下降严重。每年我国有大量农作物秸秆被废弃,造成环境污染,部分耕区为抢农时,直接在耕地中焚烧作物秸秆和残留茬,污染空气,造成雾霾,使土壤活性降低。可利用农作物秸秆制造可降解地膜,取代塑料地膜。本研究利用榨糖后剩余蔗渣制造可降解地膜,能解决农作物秸秆利用问题,提升农业生产附加值,解决塑料地膜残留问题,提升农业耕地品质。本课题主要研究蔗渣制造可降解地膜,针对地膜的制造工艺和地膜性能进行试验,开展了以下研究工作:(1)针对蔗渣特性以及不给耕地带来污染的基本要求,采用机械法打浆、高温蒸煮和半化学半机械法进行预试验,因为蔗渣纤维短,前两种预处理方法抄膜无力学强度,半化学半机械法预处理抄膜抗张强度为15N/m。经过预试验确定采用半化学半机械制浆方法。(2)分析不同浓度NaOH对蔗渣各组成成分(纤维素、综纤维素、木质素)的影响,确定试验水平。对不同浓度NaOH真空高温蒸煮后蔗渣纤维进行物理特性和化学特性两方面分析,物理特性包括蔗渣纤维几何形态、微观形态以及热学特性三个方面;化学特性包括纤维素、综纤维素、木质素含量的变化。(3)采用不同NaOH浓度水平进行试验,蒸煮打浆并抄膜,测定膜的力学性能,以抗张强度、耐破指数、耐折度、撕裂指数为指标建立力学模型,分析各因素影响显著性,进行响应面分析,得出最优组合参数为NaOH浓度9.20%,打浆时间13mins,对应抗张强度37.64N/m,耐破指数1.52kpa·m~2/g,耐折度40次,撕裂指数39.21mN·m~2/g,优化结果可信度为0.927。(4)进行地膜保水性试验,对地膜表面施胶剂成分进行研究,测定不同施胶情况下膜保水性能,运用响应曲面分析因素显著性,确定配比比例。获得保水性能最优防水剂配置比例为硅酸钠46.16%,可溶性淀粉28.85%、硅油6.49%条件下,地膜的透水性最低,为379.645WVT。(5)进行田间试验,考察地膜地表、地下两个位置的保水性、保温性、重量损失情况、力学性能变化情况,分析地膜的使用性能。观测天数72天,观测结果显示降解72天后,地表地膜膜下土壤含水量高出对照组2.6%,地下地膜膜下土壤含水量高出对照组0.9%。地表地膜膜下土壤日均升温0.50℃-0.70℃,地下地膜膜下土壤日均升温0.33℃-1.04℃。地表试验组在72天后力学性能下降到10N/m-20N/m区间附近,地表试验组在49天后无力学性能。地表地膜试验后质量损失率范围是34.73%-70.44%;地下地膜试验后最低质量损失率范围64.10%-86.41%。
【图文】：

技术路线图

分布长度,蔗渣纤维,纤维宽度

（e） 10.0%NaOH 浓度图 2.4 不同 NaOH 浓度Fig 2.4 The width distribution of bagasse fiber after trea对比不同 NaOH 浓度处理后蔗渣纤维扭结增加，纤维宽度为增加趋势，0%NaOH 预处理蔗24.75mm。2.5%NaOH 浓度处理蔗渣纤维宽度分NaOH 浓度处理蔗渣纤维宽度分布表区间集中为纤维宽度分布比例最高。7.5%NaOH 浓度处理蔗24.75mm，但有部分纤维宽度分布在 24.75mm-加。10%NaOH 浓度处理蔗渣纤维宽度分布区间宽度分布在 24.75mm-57.75mm 区间，使平均纤纤维宽度在 2.5%NaOH 浓度以及 5%NaOH 浓度分析认为是 5%NaOH 浓度较低，，对纤维表面木长度/um
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TB383.2;S316

【参考文献】