一种耦合尿素的蔬菜废弃物基可降解地膜的制备方法

本发明涉及废弃物资源化利用，具体涉及一种耦合尿素的蔬菜废弃物基可降解地膜的制备方法。

背景技术：

1、蔬菜废弃物主要来源于蔬菜的种植、收获、运输、储存、加工及消费等各个环节。蔬菜废弃物堆积会吸引害虫和病原体，增加病虫害风险；腐烂的废弃物会产生恶臭，影响空气质量；有机物分解过程中释放甲烷等温室气体，加剧气候变化。

2、当前，蔬菜废弃物的处理主要采取焚烧、填埋、饲料化和堆肥等方法。焚烧处理会增加大气中二氧化碳的净排放量，并产生有害气体，导致空气污染。填埋是传统的处理方式，但填埋场会产生渗滤液，污染土壤和地下水。堆肥过程中可能产生渗滤液，污染环境；饲料化处理能有效利用蔬菜废弃物中的营养成分，但需在无菌环境下进行，成本较高，技术要求严格。

3、为了提高蔬菜废弃物的资源化利用效率，本发明提出了一种耦合尿素的蔬菜废弃物基可降解地膜制备的方法。这种方法不仅可以有效利用废弃物，还能够减少环境污染。与现有的可降解地膜相比，利用蔬菜废弃物制备地膜是一种创新的资源化处理手段，且现有的可降解地膜在改善土壤肥力方面表现不足，大多数可降解地膜主要功能集中在防止土壤水分蒸发和控制杂草生长，缺乏提高土壤肥力的功能，无法有效促进作物的生长。

4、耦合尿素的蔬菜废弃物基可降解地膜不仅可以增强地膜的肥效，还能改进土壤质量。尿素作为一种常用的氮肥，通过在地膜降解过程中逐步释放氮素，显著改善土壤的氮素含量，促进植物生长，提高作物产量。这一创新方法结合了废弃物资源化和提高农业生产效率的双重优势，有助于实现农业的可持续发展。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种耦合尿素的蔬菜废弃物基可降解地膜的制备方法，以解决现有的可降解地膜功能比较单一，不能够提高土壤肥力的问题。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种耦合尿素的蔬菜废弃物基可降解地膜的制备方法，包括以下步骤：

3、s1、将蔬菜废弃物破碎、挤压过滤，得到蔬菜废弃物渣料，将所得渣料与水混合、研磨，得到均匀细微的蔬菜废弃物浆料；

4、s2、将s1所得蔬菜废弃物浆料与海藻酸钠溶液混合，反应结束后，得到海藻酸钠-蔬菜浆凝胶；

5、s3、向s2所得海藻酸钠-蔬菜浆凝胶中依次加入交联剂、增塑剂、琼脂以及尿素，反应结束后，得到液体地膜；

6、s4、对s3所得液体地膜进行干燥，即可得到本发明蔬菜废弃物基可降解地膜。

7、进一步地，所述的s1中，蔬菜废弃物渣料与水的质量比为1:1，水优选为去离子水，研磨后蔬菜废弃物浆料中蔬菜废弃物颗粒的粒度不大于1mm。

8、进一步地，所述的s2中，海藻酸钠溶液的浓度为10g/l。

9、进一步地，所述的海藻酸钠溶液与蔬菜废弃物浆料的质量比为0.5～4:1；反应温度为70～80℃，反应时间为5～20min，搅拌强度为300～500rpm。

10、进一步地，所述的s3中，交联剂为戊二醛溶液，质量分数为25％，添加量为海藻酸钠-蔬菜浆凝胶质量的1～3％；戊二醛溶液添加后继续反应3～10min，反应温度为70～80℃，搅拌强度为300～500rpm。

11、进一步地，所述的s3中，增塑剂为丙三醇，添加量为海藻酸钠-蔬菜浆凝胶质量的1％；丙三醇添加后继续反应3～10min，反应温度为70～80℃，搅拌强度为300～500rpm。

12、进一步地，所述的s3中，琼脂的添加量为海藻酸钠-蔬菜浆凝胶质量的0.5％；琼脂添加后继续反应3～10min，反应温度为70～80℃，搅拌强度为300～500rpm。

13、进一步地，所述的s3中，尿素的添加量为海藻酸钠-蔬菜浆凝胶液质量比的0.5～1.5％，尿素添加后，继续反应1～2h，反应温度为70～80℃，搅拌强度为400rmp。

14、进一步地，所述的s4中，在液体地膜干燥前，将液体地膜进行展开，展开后液体地膜的厚度为0.1～0.2g/cm2。

15、进一步地，所述的干燥温度为50～80℃，干燥时间为8～14h。

16、本发明的有益效果：

17、1、资源化利用：本发明充分利用蔬菜废弃物作为原料，将废弃物资源化，减少了废弃物对环境的污染，推动了蔬菜废弃物的高值化利用；

18、2、减少污染：与传统的焚烧、填埋处理方法相比，本发明制备的地膜在使用和降解过程中不会产生有害气体或污染物，显著减少了环境污染；

19、3、提高土壤肥力：通过在地膜中耦合尿素，地膜在降解过程中逐步释放氮素，显著改善土壤氮素含量，促进植物生长，提高作物产量，提升农业生产效率；

20、4、优良的机械性能：本发明制备的地膜结合了海藻酸钠和琼脂的优良成膜性和机械强度，表现出良好的机械性能，能够有效抵抗外界环境的影响。本发明涉及的耦合尿素的蔬菜废弃物基可降解地膜的抗拉强度可达到12.54mpa；

21、5、良好的水阻隔性和透气性：地膜具有良好的水阻隔性和透气性，能够有效保持土壤水分，改善土壤环境，抑制杂草生长，从而提高作物的产量和质量。本发明涉及的耦合尿素的蔬菜废弃物基可降解地膜的水蒸气透过性最低可达到0.6047×10-6g·m-1·pa-1·h-1；

22、6、工艺简化：本发明的制备工艺步骤简化，条件温和，易于操作和控制，适合大规模生产，具有良好的应用前景；

23、7、成本降低：利用廉价易得的蔬菜废弃物和尿素为原料，降低了生产成本，提高了经济效益。

24、综上所述，本发明不仅实现了蔬菜废弃物的高值化利用，减少了环境污染，还通过耦合尿素提高了地膜的肥效和农业生产效率，具有显著的环境和经济效益。

技术特征：

1.一种耦合尿素的蔬菜废弃物基可降解地膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种耦合尿素的蔬菜废弃物基可降解地膜的制备方法，其特征在于：所述的s1中，蔬菜废弃物渣料与水的质量比为1:1，水优选为去离子水，研磨后蔬菜废弃物浆料中蔬菜废弃物颗粒的粒度不大于1mm。

3.根据权利要求2所述的一种耦合尿素的蔬菜废弃物基可降解地膜的制备方法，其特征在于：所述的s2中，海藻酸钠溶液的浓度为10g/l。

4.根据权利要求3所述的一种耦合尿素的蔬菜废弃物基可降解地膜的制备方法，其特征在于：所述的海藻酸钠溶液与蔬菜废弃物浆料的质量比为0.5～4:1；反应温度为70～80℃，反应时间为5～20min，搅拌强度为300～500rpm。

5.根据权利要求1所述的一种耦合尿素的蔬菜废弃物基可降解地膜的制备方法，其特征在于：所述的s3中，交联剂为戊二醛溶液，质量分数为25％，添加量为海藻酸钠-蔬菜浆凝胶质量的1～3％；戊二醛溶液添加后继续反应3～10min，反应温度为70～80℃，搅拌强度为300～500rpm。

6.根据权利要求1所述的一种耦合尿素的蔬菜废弃物基可降解地膜的制备方法，其特征在于：所述的s3中，增塑剂为丙三醇，添加量为海藻酸钠-蔬菜浆凝胶质量的1％；丙三醇添加后继续反应3～10min，反应温度为70～80℃，搅拌强度为300～500rpm。

7.根据权利要求1所述的一种耦合尿素的蔬菜废弃物基可降解地膜的制备方法，其特征在于：所述的s3中，琼脂的添加量为海藻酸钠-蔬菜浆凝胶质量的0.5％；琼脂添加后继续反应3～10min，反应温度为70～80℃，搅拌强度为300～500rpm。

8.根据权利要求1所述的一种耦合尿素的蔬菜废弃物基可降解地膜的制备方法，其特征在于：所述的s3中，尿素的添加量为海藻酸钠-蔬菜浆凝胶液质量比的0.5～1.5％，尿素添加后，继续反应1～2h，反应温度为70～80℃，搅拌强度为400rmp。

9.根据权利要求1所述的一种耦合尿素的蔬菜废弃物基可降解地膜的制备方法，其特征在于：所述的s4中，在液体地膜干燥前，将液体地膜进行展开，展开后液体地膜的厚度为0.1～0.2g/cm2。

10.根据权利要求9所述的一种耦合尿素的蔬菜废弃物基可降解地膜的制备方法，其特征在于：所述的干燥温度为50～80℃，干燥时间为8～14h。

技术总结
本发明涉及废弃物资源化利用技术领域，具体涉及一种耦合尿素的蔬菜废弃物基可降解地膜的制备方法。本发明以蔬菜废弃物渣为原料，耦合尿素，结合海藻酸钠和琼脂，采用戊二醛作为交联剂、丙三醇作为增塑剂，制备了耦合尿素的蔬菜废弃物基可降解地膜。相对于现有技术，本发明的改进之处在于充分利用蔬菜废弃物资源，实现了废弃物的高值化利用，同时制备出性能优良的可降解地膜，减少了环境污染；此外，尿素在地膜中起到提高土壤氮素含量的作用，其添加可以在地膜降解过程中逐步释放氮素，显著改善土壤肥力，促进植物生长，提高作物产量，有助于实现农业的可持续发展。

技术研发人员：刘永德,张力文,宋雪,刘峻,张杰,杨伟纳,王飞月,闫贵花,朱亚飞
受保护的技术使用者：河南工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5