本项目涉及一种生物碳-杜仲胶复合薄膜。主要解决目前石油基薄膜存在的不可降解以及不可再生问题。其主要以价廉易得的生物碳和可再生的杜仲胶为原料,将100质量份的杜仲胶溶解在有机溶剂中,再加入0 .5~30质量份的生物碳混合,将混合溶液倒在底部平整的模具中,室温下通风干燥2~8h制得生物碳‑杜仲胶复合黑色薄膜,其厚度为40~60聚酯薄膜的3个月埋土降解率达到了18%,降解速率提升了30%,表明此类具有良好的可降解性能,可用于环保除草、名贵花卉遮光、建筑工地扬尘管理等场景。
本项目所提供的生物碳-杜仲胶复合薄膜的方法,包括如下过程:(1)将100份质量的杜仲胶在40~80℃下溶解于某一种或某几种有机溶剂(甲苯、石油醚、环己烷、二氯甲烷、氯仿)中,得到杜仲胶溶液;(2)按0.5~30份质量的生物碳加入杜仲胶溶液中进行搅拌,得到生物碳-杜仲胶混合溶液; (3)将生物碳-杜仲胶混合溶液倒入玻璃、塑料或聚四氟乙烯材质的模具中室温干燥,获得生物碳-杜仲胶复合薄膜。
本发明的生物碳-杜仲胶复合薄膜通过将杜仲胶溶解于有机溶剂(甲苯)中,得到杜仲胶溶液,优选的溶解温度为40~80℃,体积比为1g:1~30mL;通过分子筛筛选100-1000目的生物碳按质量比0.5~30:100加入杜仲胶溶液中,进行搅拌,优选的搅拌转速为50~1100rpm,搅拌时间为30~60min,得到的生物碳-杜仲胶复合薄膜得混合溶液;并将上述混合液倒入底部平整的模具(聚四氟乙烯)中室温干燥2~8h,获得厚度为40~60μm的生物碳-杜仲胶复合薄膜,并对此薄膜得土壤埋藏降解量进行监测,表明此薄膜的3个月埋土降解率为18%。
黑色薄膜由于具有良好的遮光性或避光性,在光学、农业、电子、包装等领域有着广泛的应用,目前使用的黑色薄膜通常是将各种遮光物质如石墨、炭黑、金属氧化物、苯胺 黑等黑色无机或有机染料涂覆或添加于薄膜基质中,薄膜基质一般为聚酰胺(PA)聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等石油基塑料,因其具有生物不可降解性,给环境带来了严重的污染 ;同时,该类薄膜依赖于石油资源,具有不可再生性,而典型的聚酰亚胺纤维薄膜,所述薄膜所需的聚酰亚胺纤维是由均苯四酸二酐和芳香族二胺聚合而成,不仅合成过程污染环境,而且该薄膜在环境中不能被微生物所降解。另外根据专利CN201410070916 .4记载一种二氧化钛纳米薄膜的制备方法,该法以去离子水和乙二醇为溶剂,氢氧化钠为反应介质,并使用钛片为钛源,利用溶剂热法一步合成TiO2基黑色薄膜。鉴于钛是一种稀有金属,具有价格昂贵、应用成本高等弊端,表明这种方法在经济性上不具优势,不具有良好的推广价值。为此,研究一种生物基薄膜,可以有效的减轻环境污染,提高其生物的降解率和资源的可再生性,这也符合建立绿色生态环境的发展理念。
本发明中的物碳-杜仲胶复合薄膜是由可降解的生物碳和杜仲胶组成,因而薄膜具有可降解性,其中并未采用聚酰胺(PA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等石油基塑料,此薄膜具有良好的环境效益;此外,生物碳和杜仲胶均是日常生活中廉价易得的原料,因而薄膜具有良好的经济性,具有良好的推广应用价值。生物碳-杜仲胶薄膜相对于传统的聚酯薄膜在降解量和速率上有着明显的优势,可以证明本发明中薄膜具有良好的可降解性能,同时生物碳和杜仲胶的比例也会影响薄膜的降解效果。
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