育苗紙及其制備方法
【技術領域】
[0001 ]本發明涉及農用新材料領域，特別涉及一種育苗紙及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 聚乳酸(PLA)是以玉米淀粉為原料，經過發酵、縮合和聚合等一系列反應制成，聚 乳酸制品的廢棄物在土壤或海水中經微生物作用可降解為二氧化碳和水，經植物光合作 用，再次生成淀粉，達到完全循環再利用的目的，是一種可完全生物降解的材料[汪朝陽，趙 耀明，李維賢等.綠色合成纖維--聚乳酸纖維[J].合成材料老化與應用，soosjsuhss-so.]。聚乳酸纖維的物理性質介于滌綸和錦綸之間 ，強度、伸長等也與滌綸和錦綸相似，回 潮率低，模量較小，柔軟而富有彈性，可以加工成短纖維、復絲和單絲形式，與棉、羊毛或天 絲等混紡，可制得各種形式的面料，舒適性、透氣導濕性能優越，已經廣泛用于紡織、服裝和 家紡領域[錢程.聚乳酸生物質纖維的研發、產業化及發展建議[J].產業用紡織品，2013， (6):1-4]〇
[0003] 聚乳酸除了在紡織服裝領域獲得廣泛認可外，在農業方面也暫露頭角，新疆生產 建設兵團已經開始全面采用聚乳酸農用地膜。由于長期大量采用聚乙烯農用膜，當地土壤 里積存了大量聚乙烯"降解"后殘存的碎片和粉末，由于聚乙烯膜的降解只是一種物理性降 解，真正降解為二氧化碳和水至少要花上100-200年，而這種物理性降解殘留下來的聚乙烯 碎片和粉末使土壤逐漸沙化，保水性差，肥力喪失，無法產出好的糧食，且隨聚乙烯農用膜 使用量的增大這種情況越嚴重，而聚乳酸的降解是一種完全降解，最終變成二氧化碳和水， 不會對土壤造成任何傷害，因而聚乳酸農用地膜的大面積普及使用也只待時日了。
[0004] 土壤鹽堿化是指鹽分不斷向土壤表層聚積形成鹽漬土的自然地質過程，又分為鹽 化與堿化兩種類型，第二種最難治理，土壤鹽堿化不僅對農作物生長發育產生危害，而且使 大片土地荒蕪，耕地減少，嚴重影響農作物產量。現有治理方法中有水利工程措施、農業技 術措施、生物措施和化學改良等鹽堿地改良的多種技術，均具有不同的改良效果，其中利用 水利工程排水洗鹽堿是一項重要的水利技術措施，但需要有健全的排水設施。
[0005] 育苗紙是一種用來遮蓋苗床以育苗、保護和促使秧苗生長的農用加工紙，具有有 效促進植物根系生長、保溫、抗寒和透紫外光等特性，如果采用可降解纖維制成育苗紙杯， 可將培育后的秧苗連帶育苗紙杯一起種植在土壤中，不用移栽，幼苗不會出現蹲苗期，促進 了根系的茁壯成長。聚乳酸是可降解的生物質纖維，如果將其制成農用育苗紙杯，對于秧苗 生長和土地環境不會有任何危害和污染。由于鹽堿地中的農作物很難生存，而構成PLA纖維 的單體為L-乳酸，纖維本身呈弱酸性，其pH值為5.8-6.5,作為農用育苗紙在鹽堿化的土壤 中使用時，能夠降低土壤的PH值、中和堿化度，從而顯著改良土壤的土質，因此采用聚乳酸 育苗紙杯育秧是在鹽堿化土地中培育水果蔬菜、苗木幼苗，改善土地鹽堿度的一種好辦法， 因而大規模、低成本開發聚乳酸農用育苗紙非常有必要。
【發明內容】
[0006] 針對上述存在的問題，本發明提供了一種育苗紙及其制備方法。
[0007] 根據本發明實施例的第一方面，提供一種育苗紙的制備方法，所述方法包括： 1) 制備再生聚乳酸纖維； 2) 將所述再生聚乳酸纖維送入漿池，使得所述漿池的混合物中，所述再生聚乳酸纖維 的濃度達到60-80%，其余20-40%為水，向所述漿池的混合物加入2-5%的親水劑(針對所述漿 池中水的質量百分比），攪拌10_30min，使附著在所述再生聚乳酸纖維表面的氣泡消失，得 到再生聚乳酸纖維漿液； 3) 將所述再生聚乳酸纖維漿液送入打漿池，向所述再生聚乳酸纖維漿液加入5-10%(針 對所述打漿池中水的質量百分比）的木漿，向所述再生聚乳酸纖維漿液加水，使所述再生聚 乳酸纖維漿液中所述再生聚乳酸纖維濃度達到2-5%，并疏解10-20min，然后打漿，打漿至打 漿度為21-26 〇SR，濕重為8-12g; 4) 將打漿后的所述再生聚乳酸纖維漿液送入調漿池中，先加入1.1-4.4%(針對所述再 生聚乳酸纖維漿液中所述再生聚乳酸纖維的質量百分比）的分散增強劑，攪拌混合均勻后， 加入水繼續攪拌，混合稀釋后配成濃度為0.05-0.08%的所述再生聚乳酸纖維漿液； 5) 將混合稀釋后的所述再生聚乳酸纖維漿液輸送至斜網成型器成型，抄造成再生聚乳 酸纖維濕紙，將所述再生聚乳酸纖維濕紙進行烘缸預烘，預烘溫度控制在120-130°C，控制 所述再生聚乳酸纖維濕紙的水分在10-15%之間； 6) 將預烘后的所述再生聚乳酸纖維濕紙送入施膠機中進行涂膠處理，控制施膠液濃度 為2-5%，施膠溫度為55-65°C，控制施膠量在0.6-1.2g/m 2之間； 7) 將施膠后的所述再生聚乳酸纖維濕紙經三組烘缸進行干燥和定型，第一、二、三組烘 缸按照順序的溫度分別控制在130-140°C、120-130°C、90-100°C，將所述再生聚乳酸纖維濕 紙烘干后分切成6-16cm的寬度，再經過卷繞，制得育苗紙。
[0008] 作為本發明的進一步改進，所述制備再生聚乳酸纖維，包括： 1) 將再生聚乳酸粒料在40°C條件下干燥4-6h，然后以每小時升溫10°C的條件升溫到 110°C，在110°C條件下烘干6-8h; 2) 將烘干后的所述再生聚乳酸粒料送入熔融紡絲機進行熔體紡絲，將紡絲得到的纖維 經過切斷工序后，得到再生聚乳酸纖維，紡絲溫度控制在180-200°C，紡絲速度控制為600-100〇111/111；[11，側吹風溫度控制在18-23 <€，側吹風速度控制為0.6-1.0111/8，牽伸倍數控制為1-3,熱定型溫度控制為90-120°C。
[0009] 作為本發明的進一步改進，所述再生聚乳酸纖維的細度為2-4D，長度為2-5mm，纖 維卷曲度為〇，纖維斷裂強度為1.8-3cN/dtex，斷裂伸長率為18.6-25.5%。
[0010] 作為本發明的進一步改進，所述再生聚乳酸粒料的數均分子量為8.5-10萬，熔點 152_156°C，直徑為2mm，長度為3mm。
[0011] 作為本發明的進一步改進，所述木漿是硫酸鹽針葉木漿、馬尼拉麻和漿劍麻漿中 的至少一種，所述木衆的長度在2-5mm之間。
[0012] 作為本發明的進一步改進，所述分散增強劑為聚氧化乙烯和羧甲基纖維素鈉的混 合液，二者的混合比為1:10;所述親水劑為烷基酚聚氧乙烯醚和吐溫-80中的至少一種。
[0013] 作為本發明的進一步改進，所述施膠液由聚乙烯醇膠液和淀粉膠液共混組成，所 述施膠液中所述聚乙烯醇膠液和所述淀粉膠液的混合比例為(5-10): (90-95)。
[0014] 作為本發明的進一步改進，所述施膠液中的聚乙烯醇是粘度為15-20厘泊的完全 醇解型；所述聚乙烯醇膠液是將所述聚乙烯醇預先配置成6-9%的水溶液，經室溫條件下溶 脹后，在90-95 °C溫度攪拌20-30分鐘制成;所述淀粉為氧化變性淀粉;所述淀粉膠液是所述 淀粉預先配置成5-8%的水溶液，然后在93-96Γ溫度條件下糊化15-30分鐘制成。
[0015] 根據本發明實施例的第二方面，提供一種育苗紙，所述育苗紙由上述的育苗紙的 制備方法制備得到，所述育苗紙由主體層和表面施膠薄層共同組成，所述主體層由再生聚 乳酸纖維、木漿、分散增強劑組成，所述表面施膠薄層為可生物降解的聚乙烯醇和淀粉膠液 共混組成。
[0016] 作為本發明的進一步改進，所述育苗紙的克重為40-80 g/m2,厚度為0.03-0.068mm〇
[0017] 與現有技術相比，本發明提供的再生聚乳酸纖維育苗紙具有以下優點： 1)由于聚乳酸是由L-乳酸聚合而成，纖維本身呈酸性，用聚乳酸育苗紙杯培育好幼苗 后直接種植到鹽堿土壤中，一方面發生中和反應降低土壤的pH值和堿化度，另一方面隨中 和反應的發生，聚乳酸纖維發生降解而失去強力，使幼苗"脫穎而出"，避免了傳統塑料育苗 杯不透氣、強力高、高阻隔而出現根系不發達和窩根，以及幼苗脫離塑料育苗杯移栽時發生 蹲苗的問題，改善了作物根系環境，促進根系生長，使植物能夠在鹽堿地上正常生長并進而 提尚廣量。
[0018] 2)本發明采用再生聚乳酸纖維制作育苗紙，一方面要求在育苗階段育苗紙杯有 較好的使用強力，能夠包裹住內部土壤基質不散坨，還要求幼苗培育成熟種植到土壤中后 能夠短期內逐漸失去強力，這樣才不會影響和阻礙幼苗根