Page 78 - 《橡塑技术与装备》2025年2期
P. 78

橡塑技术与装备
            HINA R&P  TECHNOLOGY  AND EQUIPMENT



             这些地膜中由于基地膜中含有大量的塑料成分，使用                           醇丁二酸 - 对苯二酸盐 (PBAT) 等产品良好的降解性，
             后，能把地膜降解成小碎片和小颗粒，但更小的塑料                           为可降解地膜提供了更广的选择。
             碎片和颗粒不能降解。短期内对作物生长不会有太明                           1.2 降解地膜存在的问题与展望                  [2]
             显的负面影响，但随着使用时间的延长，土壤中塑料                               生物可降解地膜在农业生产中具有重要作用，能
             碎片和颗粒逐渐增加，难以清除，可能带来比使用塑                           够促进作物的快速生长并具备增温保墒等功能，是一
             料地膜更严重的污染，不利于农业的可持续发展。                            种环境友好型的替代聚乙烯地膜的材料。由于其可有
                （2）完全生物降解地膜 ：由能被微生物完全分解                        效缓解石油资源短缺问题，已成为未来农业发展的必
             的物质组成的薄膜，包括全植物降解地膜、微生物合                           需品。然而，目前生物可降解地膜在土壤和植物方面
             成型生物降解地膜和化学合成型生物降解地膜。                             的影响存在不稳定性。此外，由于原料和加工方式的
                （3）全植物降解地膜 ：原理是地膜使用材料全部                        差异，生物可降解地膜的机械性能、水蒸气透过性以
             由植物中提取。如 ：日本研究开发的纸地膜、麻地膜。                         及降解周期等性能也存在较大差异，因此推广应用生
             纸地膜可被土壤微生物完全降解，没有污染，但易破                           物可降解地膜仍面临许多挑战。
             损，不易机械化铺膜，同时价格较贵是传统地膜 4 倍                             目前，随着国家有关鼓励使用降解塑料的政策和
             以上，目前在生产上使用量较少。20 世纪末，日本研                         法规日益增多 , 越来越多的农户开始使用降解地膜。
             制出农用麻地膜，主要以纸浆和麻纤维为原料，韧性                           但是由于降解技术受各地的气候、光照、气温、湿度、
             大大增强，提高了机械化铺设的效率。但日本麻纤维                           降雨量的影响，特别是各种农作物生长周期不同，要
             缺乏，价格较高，难以大量推广应用。美国和意大利                           求其降解时间不一，不可能有一种产品在全国各地区
             等公司宣称研制成功淀粉质量分数在 90%~100% 的全                      都通用，加之价格居高不下，也影响了推广使用。
             淀粉塑料，产品能在 1 年内完全生物降解而无污染。                         1.2.1 生物可降解地膜在农业的应用
             国内高校也见有用淀粉或其他一些天然高分子物质如                               越来越多的生物可降解地膜被用于农业，以替代
             纤维素、果胶、蛋白质、海藻酸钠等制成的复合完全                           传统的不可降解的 PE 薄膜。这对于缓解塑料污染具
             生物降解塑料材料，但这些均未有进一步应用推广。                           有很高的价值，但仍然需要将这些地膜反复用于农业
                （4）微生物合成型降解地膜 ：指以有机物为碳源，                       土壤，以研究降解前后对土壤和植物的影响。因为不
             通过发酵得到生物降解塑料原料而生产的地膜。国内                           同生物可降解地膜的成分不同，对土壤和植物的影响
             外都有相关研究的报导中，聚烃基烷酸脂及其共聚物                           也会不同，因此有必要进行长期研究，探究生物可降
             的相关材料是研究的热点。由于通过微生物发酵法合                           解地膜对土壤和植物造成影响的因素和机理，以解决
             成的聚酯生物降解材料因制备条件苛刻、工艺复杂，                           这些地膜对土壤环境、微生物群体及其功能的影响，
             导致价格太高，限制了作为地膜的使用。                                通过调控改进制造新型生物可降解地膜，正向促进土
                （5）聚乳酸（PLA）地膜 ：它使用可再生的植物                       壤和植物的健康生长，促进农业生态系统可持续发展。
             资源（如玉米）所提出的淀粉原料制成。淀粉原料经                           1.2.2 生物可降解地膜的降解可控性问题
             由发酵过程制成乳酸，再通过化学合成转换成聚乳酸。                              生物可降解地膜能否大规模推广的重要因素之一
             其具有良好的生物可降解性，使用后能被自然界中微                           是其破裂和降解过早，甚至无法在农作物生长周期内
             生物完全降解，最终生成二氧化碳和水，不污染环境，                          发挥保护和增产作用。生物可降解地膜的降解速度受
             这对保护环境非常有利。但是，工业实际生产聚乳酸                           到多种因素影响，包括原料、配方以及周边环境等，
             的工艺流程却比化学反应式复杂的多。                                 如光照时间、气温高低、土壤含水量等。通常情况下，
                （6）液体降解地膜 ：早期由日本研发，液态地膜                        紫外线越强、地表温度越高、水分越丰富的区域，生
             也被称作多功能生物降解液体地膜，液态地膜主要是                           物可降解地膜的降解速度越快，而降解程度也相应加
             由木质素、胶原蛋白等在交联剂的作用下形成的一种                           剧。由于不同地区的影响因素不同，导致生物可降解
             降解地膜。                                             地膜的降解程度存在较大差异，目前缺乏明确的相关
                （7）化学合成型生物降解地膜 ：随着可降解塑料                        规定，这限制了其大规模推广应用。调控生物可降解
             材料的发展，聚丁二酸丁二醇酯 (PBS)、聚丁二酸 -                       地膜的降解机理是提高其功能性和实用性的关键。需
             己二酸丁二醇酯 (PBSA)，聚已内酯 (PCL) 和聚丁二                    要加强对生物可降解地膜原材料、配方和生产工艺的

                                                                                                         2
             ·32·                                                                              第 51 卷  第 期
   73   74   75   76   77   78   79   80   81   82   83