Preparation and Performance Analysis of PPC⁃based Biodegradable Water­Permeable Mulch Film

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2021.10.004

Abstract

Abstract:

To solve the problems from the white pollution in farmlands， macromolecular poly（propylene carbonate）（PPC） and poly（butylene adipate-co?butylene terephthalate）（PBAT） were selected as two types of biodegradable materials together with powerful water permeability additives to prepare the PPC biodegradable water-permeable mulch films. The formulation and processing technology of the mulch films were optimized using the multi?blow film method， and their mechanical properties and degradation performance were characterized using a universal tensile tester and ultraviolet aging test box. The results indicated that according to the optimized formulation and processing technology of the preferred scheme A₉ and A₂， a thin PPC-based biodegradable water-permeable mulch film with a thickness of （0.007±0.002） mm was successfully prepared using a water-permeable mulch film processing technology. The mechanical properties of six products trial-produced based on the schemes A₉ and A₂ could meet the requirements of GB/T 35795-2017. The membrane surface of the mulch film with a thickness of 0.007 mm began to crack within 60 days， and its degradation degree was 77.06 % and 95.72 % within 180 and 360 days， respectively.

Key words: poly（propylene carbonate）, poly（butylene adipate-co-butylene terephthalate）, biodegradability, water-permeable film, process

CLC Number:

TQ323.4⁺1

BI Xinyuan, YAO Jianmin. Preparation and Performance Analysis of PPC⁃based Biodegradable WaterPermeable Mulch Film[J]. China Plastics, 2021, 35(10): 21-25.

Figures/Tables 4

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方案	X₁/×10⁴g·mol^-1	X₂/%	X₃/%	X₄/%	X₅/mm	X₆/%	X₇/N	X₈	X₉/个·cm^-2	X₁₀/d	X₁₁/元·t^-1
A₁	15	30	2	0.1	0.006	150	0.5	3.0	30	60	21 000
A₂	15	30	4	0.1	0.007	155	0.6	4.6	30	65	22 000
A₃	15	30	5	0.2	0.01	160	0.7	3.5	20	80	23 000
A₄	30	70	3	0.1	0.008	170	0.7	3.0	50	70	20 000
A₅	30	70	4	0.15	0.008	200	0.8	4.6	35	100	21 000
A₆	30	70	5	0.15	0.007	160	0.9	6.0	25	90	20 000
A₇	15	30	3	0.2	0.007	155	0.6	4.6	40	75	23 000
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A₉	30	70	4	0.2	0.007	190	1.0	4.2	35	120	21 000

方案	X₁/×10⁴g·mol^-1	X₂/%	X₃/%	X₄/%	X₅/mm	X₆/%	X₇/N	X₈	X₉/个·cm^-2	X₁₀/d	X₁₁/元·t^-1
A₁	15	30	2	0.1	0.006	150	0.5	3.0	30	60	21 000
A₂	15	30	4	0.1	0.007	155	0.6	4.6	30	65	22 000
A₃	15	30	5	0.2	0.01	160	0.7	3.5	20	80	23 000
A₄	30	70	3	0.1	0.008	170	0.7	3.0	50	70	20 000
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A₈	30	70	4	0.15	0.006	160	0.8	3.0	35	80	20 000
A₉	30	70	4	0.2	0.007	190	1.0	4.2	35	120	21 000

项目	指标
紫外光降解速率/ g·（50 ℃·10 g·60 h）^-1	≥0.5
碱水降解速率/g·（23 ℃·10 g·48 h）^-1	≥8
渗水速率/g·（23 ℃·h·101.325 kPa）^-1	≥7
通透性能/s	40~280
蒸发速率/g·（40 ℃·h·101.325 kPa）^-1	≤0.4

项目	指标
紫外光降解速率/ g·（50 ℃·10 g·60 h）^-1	≥0.5
碱水降解速率/g·（23 ℃·10 g·48 h）^-1	≥8
渗水速率/g·（23 ℃·h·101.325 kPa）^-1	≥7
通透性能/s	40~280
蒸发速率/g·（40 ℃·h·101.325 kPa）^-1	≤0.4

工艺方案	纵向拉伸负荷/N	横向拉伸负荷/N	纵向断裂伸长率/%	横向断裂伸长率/%	纵向直角撕裂负荷/N	横向直角撕裂负荷/N
GB/T 35975—2017标准规定	≥1.5	≥1.5	≥150	≥250	≥0.5	≥0.5
T₁（优化A₉）	2.2	2.5	274	309	1.1	1.1
T₂（优化A₉）	2.4	1.7	209	461	0.9	0.9
T₃（优化A₉）	1.7	2.2	320	384	0.9	1.1
T₄（优化A₂）	2.2	2.1	336	402	1.0	1.2
T₅（优化A₂）	2.3	1.6	151	460	0.7	1.1
T₆（优化A₂）	2.3	2.3	158	413	0.7	1.1