有机肥基可降解膜成膜助剂的优选及膜性能研究

作者：杨哲; 张婷; 龚天成; 李东阳; 杨天学^*; 王铭^*; 卢欢亮

来源：环境科学研究, 2023, 36(09): 1755-1764.

DOI：10.13198/j.issn.1001-6929.2023.07.11

• 可降解膜
• 有机肥
• 成膜助剂
• 机械性能
• 气体透过性

研发可降解膜对于缓解由传统塑料膜引起的土壤环境污染具有重要意义.在不同的生物可降解材料中，利用有机肥中丰富的纤维素、半纤维素和腐殖酸为骨架材料制备生物可降解膜成为一种新的选择，而成膜助剂是有机肥制备可降解膜的关键.为了探究膜制备过程中成膜助剂对膜性能的影响，分析成膜助剂对有机肥可降解膜的作用机理以及膜的降解规律，以海藻酸钠、丙三醇、戊二醛和羧甲基纤维素钠为成膜助剂，通过正交设计试验，以拉伸强度、断裂伸长率与气体透过性为指标，对成膜助剂最佳浓度进行优化.结果表明：当海藻酸钠、丙三醇、戊二醛和羧甲基纤维素钠添加量(以质量分数计)分别为0.70%、1.00%、0.20%和1.00%时，有机肥可降解膜的综合性能最佳，其中机械性能中的拉伸强度为16.88 MPa、断裂伸长率为28.47%，氨气和二氧化碳透过系数分别为1.23×10-11和1.03×10-11g·m/(m2·d·Pa).光谱学分析结果表明，成膜后羟基、羧基、醛基等官能团含量和结晶度均有增加，因而实现了松散有机肥成为稳定性的可降解膜材料.土壤掩埋试验结果表明，膜材料降解过程符合二级降解动力学模型，降解速率常数为0.004,32 d降解失重率为58.97%，具有较好的降解性.因此，成膜助剂对有机肥制备的可降解膜机械性能和气体透过性影响显著，且降解性良好，在农业生产领域具有一定的实用价值.

• 单位
  贵州民族大学; 中国环境科学研究院; 广东省环境科学研究院; 环境基准与风险评估国家重点实验室