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育苗纸及其制备方法
作者:海燕论坛   发布时间:2020-07-07 15:52

  [0001 ]本发明涉及农用新材料领域,特别涉及一种育苗纸及其制备方法。

  [0002] 聚乳酸(PLA)是以玉米淀粉为原料,经过发酵、缩合和聚合等一系列反应制成,聚 乳酸制品的废弃物在土壤或海水中经微生物作用可降解为二氧化碳和水,经植物光合作 用,再次生成淀粉,达到完全循环再利用的目的,是一种可完全生物降解的材料[汪朝阳,赵 耀明,李维贤等.绿色合成纤维--聚乳酸纤维[J].合成材料老化与应用,soosjsuhss-so.]。聚乳酸纤维的物理性质介于涤纶和锦纶之间 ,强度、伸长等也与涤纶和锦纶相似,回 潮率低,模量较小,柔软而富有弹性,可以加工成短纤维、复丝和单丝形式,与棉、羊毛或天 丝等混纺,可制得各种形式的面料,舒适性、透气导湿性能优越,已经广泛用于纺织、服装和 家纺领域[钱程.聚乳酸生物质纤维的研发、产业化及发展建议[J].产业用纺织品,2013, (6):1-4]〇

  [0003] 聚乳酸除了在纺织服装领域获得广泛认可外,在农业方面也暂露头角,新疆生产 建设兵团已经开始全面采用聚乳酸农用地膜。由于长期大量采用聚乙烯农用膜,当地土壤 里积存了大量聚乙烯降解后残存的碎片和粉末,由于聚乙烯膜的降解只是一种物理性降 解,真正降解为二氧化碳和水至少要花上100-200年,而这种物理性降解残留下来的聚乙烯 碎片和粉末使土壤逐渐沙化,保水性差,肥力丧失,无法产出好的粮食,且随聚乙烯农用膜 使用量的增大这种情况越严重,而聚乳酸的降解是一种完全降解,最终变成二氧化碳和水, 不会对土壤造成任何伤害,因而聚乳酸农用地膜的大面积普及使用也只待时日了。

  [0004] 土壤盐碱化是指盐分不断向土壤表层聚积形成盐渍土的自然地质过程,又分为盐 化与碱化两种类型,第二种最难治理,土壤盐碱化不仅对农作物生长发育产生危害,而且使 大片土地荒芜,耕地减少,严重影响农作物产量。现有治理方法中有水利工程措施、农业技 术措施、生物措施和化学改良等盐碱地改良的多种技术,均具有不同的改良效果,其中利用 水利工程排水洗盐碱是一项重要的水利技术措施,但需要有健全的排水设施。

  [0005] 育苗纸是一种用来遮盖苗床以育苗、保护和促使秧苗生长的农用加工纸,具有有 效促进植物根系生长、保温、抗寒和透紫外光等特性,如果采用可降解纤维制成育苗纸杯, 可将培育后的秧苗连带育苗纸杯一起种植在土壤中,不用移栽,幼苗不会出现蹲苗期,促进 了根系的茁壮成长。聚乳酸是可降解的生物质纤维,如果将其制成农用育苗纸杯,对于秧苗 生长和土地环境不会有任何危害和污染。由于盐碱地中的农作物很难生存,而构成PLA纤维 的单体为L-乳酸,纤维本身呈弱酸性,其pH值为5.8-6.5,作为农用育苗纸在盐碱化的土壤 中使用时,能够降低土壤的PH值、中和碱化度,从而显著改良土壤的土质,因此采用聚乳酸 育苗纸杯育秧是在盐碱化土地中培育水果蔬菜、苗木幼苗,改善土地盐碱度的一种好办法, 因而大规模、低成本开发聚乳酸农用育苗纸非常有必要。

  [0007] 根据本发明实施例的第一方面,提供一种育苗纸的制备方法,所述方法包括: 1) 制备再生聚乳酸纤维; 2) 将所述再生聚乳酸纤维送入浆池,使得所述浆池的混合物中,所述再生聚乳酸纤维 的浓度达到60-80%,其余20-40%为水,向所述浆池的混合物加入2-5%的亲水剂(针对所述浆 池中水的质量百分比),搅拌10_30min,使附着在所述再生聚乳酸纤维表面的气泡消失,得 到再生聚乳酸纤维浆液; 3) 将所述再生聚乳酸纤维浆液送入打浆池,向所述再生聚乳酸纤维浆液加入5-10%(针 对所述打浆池中水的质量百分比)的木浆,向所述再生聚乳酸纤维浆液加水,使所述再生聚 乳酸纤维浆液中所述再生聚乳酸纤维浓度达到2-5%,并疏解10-20min,然后打浆,打浆至打 浆度为21-26 〇SR,湿重为8-12g; 4) 将打浆后的所述再生聚乳酸纤维浆液送入调浆池中,先加入1.1-4.4%(针对所述再 生聚乳酸纤维浆液中所述再生聚乳酸纤维的质量百分比)的分散增强剂,搅拌混合均匀后, 加入水继续搅拌,混合稀释后配成浓度为0.05-0.08%的所述再生聚乳酸纤维浆液; 5) 将混合稀释后的所述再生聚乳酸纤维浆液输送至斜网成型器成型,抄造成再生聚乳 酸纤维湿纸,将所述再生聚乳酸纤维湿纸进行烘缸预烘,预烘温度控制在120-130°C,控制 所述再生聚乳酸纤维湿纸的水分在10-15%之间; 6) 将预烘后的所述再生聚乳酸纤维湿纸送入施胶机中进行涂胶处理,控制施胶液浓度 为2-5%,施胶温度为55-65°C,控制施胶量在0.6-1.2g/m 2之间; 7) 将施胶后的所述再生聚乳酸纤维湿纸经三组烘缸进行干燥和定型,第一、二、三组烘 缸按照顺序的温度分别控制在130-140°C、120-130°C、90-100°C,将所述再生聚乳酸纤维湿 纸烘干后分切成6-16cm的宽度,再经过卷绕,制得育苗纸。

  [0008] 作为本发明的进一步改进,所述制备再生聚乳酸纤维,包括: 1) 将再生聚乳酸粒料在40°C条件下干燥4-6h,然后以每小时升温10°C的条件升温到 110°C,在110°C条件下烘干6-8h; 2) 将烘干后的所述再生聚乳酸粒料送入熔融纺丝机进行熔体纺丝,将纺丝得到的纤维 经过切断工序后,得到再生聚乳酸纤维,纺丝温度控制在180-200°C,纺丝速度控制为600-100〇111/111;[11,侧吹风温度控制在18-23 €,侧吹风速度控制为0.6-1.0111/8,牵伸倍数控制为1-3,热定型温度控制为90-120°C。

  [0009] 作为本发明的进一步改进,所述再生聚乳酸纤维的细度为2-4D,长度为2-5mm,纤 维卷曲度为〇,纤维断裂强度为1.8-3cN/dtex,断裂伸长率为18.6-25.5%。

  [0010] 作为本发明的进一步改进,所述再生聚乳酸粒料的数均分子量为8.5-10万,熔点 152_156°C,直径为2mm,长度为3mm。

  [0011] 作为本发明的进一步改进,所述木浆是硫酸盐针叶木浆、马尼拉麻和浆剑麻浆中 的至少一种,所述木衆的长度在2-5mm之间。

  [0012] 作为本发明的进一步改进,所述分散增强剂为聚氧化乙烯和羧甲基纤维素钠的混 合液,二者的混合比为1:10;所述亲水剂为烷基酚聚氧乙烯醚和吐温-80中的至少一种。

  [0013] 作为本发明的进一步改进,所述施胶液由聚乙烯醇胶液和淀粉胶液共混组成,所 述施胶液中所述聚乙烯醇胶液和所述淀粉胶液的混合比例为(5-10): (90-95)。

  [0014] 作为本发明的进一步改进,所述施胶液中的聚乙烯醇是粘度为15-20厘泊的完全 醇解型;所述聚乙烯醇胶液是将所述聚乙烯醇预先配置成6-9%的水溶液,经室温条件下溶 胀后,在90-95 °C温度搅拌20-30分钟制成;所述淀粉为氧化变性淀粉;所述淀粉胶液是所述 淀粉预先配置成5-8%的水溶液,然后在93-96Γ温度条件下糊化15-30分钟制成。

  [0015] 根据本发明实施例的第二方面,提供一种育苗纸,所述育苗纸由上述的育苗纸的 制备方法制备得到,所述育苗纸由主体层和表面施胶薄层共同组成,所述主体层由再生聚 乳酸纤维、木浆、分散增强剂组成,所述表面施胶薄层为可生物降解的聚乙烯醇和淀粉胶液 共混组成。

  [0017] 与现有技术相比,本发明提供的再生聚乳酸纤维育苗纸具有以下优点: 1)由于聚乳酸是由L-乳酸聚合而成,纤维本身呈酸性,用聚乳酸育苗纸杯培育好幼苗 后直接种植到盐碱土壤中,一方面发生中和反应降低土壤的pH值和碱化度,另一方面随中 和反应的发生,聚乳酸纤维发生降解而失去强力,使幼苗脱颖而出,避免了传统塑料育苗 杯不透气、强力高、高阻隔而出现根系不发达和窝根,以及幼苗脱离塑料育苗杯移栽时发生 蹲苗的问题,改善了作物根系环境,促进根系生长,使植物能够在盐碱地上正常生长并进而 提尚广量。

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