可降解聚合物药膜的开发研究开题报告

1. 研究目的与意义

地膜覆盖栽培技术在我国农业生产领域发挥着巨大作用。地膜覆盖不仅能有效提高地温、减少水分蒸发，而且具有防止土壤板结、提高农作物产量等作用，尤其对于干旱、气候条件恶劣的地区，对农作物的保温保墒(即保持水分不蒸发，不渗漏)起着关键作用。据统计，2015年我国地膜产量已达200多万吨，覆盖面积超4亿亩，使用量仍在持续增加。长期以来，我国农用地膜主要是普通聚乙烯(pe)塑料薄膜，这种薄膜难以回收，且在土壤中不能降解，多年累积的农用残膜带来了农作物减产、土地板结、生态环境破坏等一系列问题，其中由于普通残膜在自然条件下无法降解而造成的“白色污染”问题尤为严重。20世纪70年代以来,欧美和日本等国科学家提出可降解塑料地膜,并把它作为解决白色污染的理想途径,成为研究的热点。

目前, 国内外广泛开展的研究工作, 主要有生物降解地膜、光降解地膜、光/生物降解地膜、植物纤维地膜、液态喷洒薄膜、多功能农用薄膜等。国内研究开发较多的是生物降解地膜、光降解地膜和光/生双降解地膜。

武宗信等研究表明，光降解地膜在棉花生产中，覆盖期间与普通地膜相比，具有相同的土壤环境效应和相近的增产效果。毛任钊等研究也表明，光降解地膜覆盖棉田不仅能产生水热效应，而且具有预期的降解性能，因而能显著的改善棉田环境生态条件。虽然光降解地膜压土部分（无光照）基本上不降解，但离土后（有光照）仍能继续降解，其残片进入土壤后，对棉花生长发育未产生不良影响。

2. 研究内容和预期目标

缓释(sustained—release)是指施药后活性成分缓慢地非恒速地释放。控释(controled．release)是指施药后活性成分缓慢地按要求的速度释放。前者是缓慢释放，后者是有控制的缓慢释放。缓释和控释的技术有物理法和化学法，或者两者兼备。缓释和控释的原理是利用渗透、扩散、析出和解聚而实现。常用的方法有微胶囊技术、吸附技术、均一体技术、化学键合和聚合技术等。

控制释放技术的核心是使高分子化合物与农药互作，农药活性成分会按照预先设定的浓度和时间（根据病虫害防治的需要制定）持续而缓慢地释放到环境中，并能长时间地维持一定的浓度。因此，农药的缓释剂型由于高分子物质的保护作用可使药剂性能更为稳定，减少了水、空气等环境因子的影响；其次，缓释技术可大大延长相同剂量农药的持效期，因而可减少农药的使用次数和总用量，使残留和污染环境的可能性显著降低；再次，缓释技术可降低农药的毒性和药害。

现有农药缓释剂型可分为物理型缓释剂和化学型缓释剂。物理型缓释剂是指将活性物质“ 溶解”在聚合物中或用其他物理方法使之与聚合物混成一体，可分为微胶囊、包结化合物、多层制品、空心纤维、吸附体、发泡体、固溶体、分散体、复合体等。化学型缓释剂是指将活性物质与聚合物通过形成化学键而结合在一起或活性物质单体通过聚合形成该活性物质的聚合物，可分为自身缩聚体、直接结合体和架桥结合体。在已商品化的农药缓释剂中，以物理型的居多，而各种物理型的又以微胶囊剂型居多。目前国内已成功将毒死蜱、氯氟氰菊酯、氟虫腈和二甲戊乐灵成功制成缓释微胶囊。

本课题的预期目标为：（1）保证药物药效。（2）农药是以微量的形式释放出来，针对性的点杀害虫，不会造成农药的浪费。（3）聚乳酸地膜可分解，不造成环境污染。

3. 研究的方法与步骤

实验步骤：

聚乳酸薄膜的制备：

在恒温40℃下的真空烘箱中烘pla约24小时。然后，按配方将干燥pla与添加物在转矩流变仪混炼头中进行熔融混炼成块状料，然后粉碎成颗粒。混炼条件:温度180℃、转子转速35rpm、时间l0min。最后，用单螺杆挤出吹膜机吹塑成薄膜，吹膜条件:温度140℃, 180℃, 180℃、口模温度185℃，螺杆转速25rpm。在管膜上分别沿平行和垂直熔体流动的方向切取测定拉伸性能和撕裂性能，以及不同条件下的老化性能的标准试样。

4. 参考文献

[1]drumrightre, gruberpr, hentonde. polylacticacidtechnology[j]. advancedmaterials, 2000, 12(23):1841-1846.

[2]quynhtm, mitomoh, nagasawan, etal. propertiesofcrosslinkedpolylactides(plla pdla) byradiationanditsbiodegradability[j]. europeanpolymerjournal, 2007, 43(5):1779-1785.

[3]morawskam, krasowskak. degradabilityofpolylactidefilmsbycommercialmicrobiologicalpreparationsforhouseholdcomposters[j]. polishjournalofchemicaltechnology, 2017, 19.

5. 计划与进度安排

1、查阅文献资料，完成开题报告（第1～3周）

查阅中外文献资料，综述国内外研究现状和发展趋势等，并进行外文资料翻译。

2、农药缓释地膜制备的初步研究（第4～10周）