廢紙基可生物降解農用紙地膜生產關鍵技術

一、成果基本信息

二、成果簡介

開發全生物降解地膜是有效解決農用塑料地膜鋪施帶來的“白色污染”與農作物增產增收矛盾的有效途徑。纖維素基地膜能自動調節土壤內外壓差、氧氣含量、溫度以及濕度，改善土壤微生物活性提高植株的存活率、生長速率以增加作物產量等，且其原料具有可再生性、生物降解性、環境無毒，已成為可降解地膜的研究熱點。

廢紙纖維含有纖維素61%、木素16%、半纖維素12%，其纖維素含量遠高于禾草類、木材類植物纖維 (～42%)，而木素、半纖維素的含量又遠低于植物纖維原料(木素：～22%；半纖維素：～28%)，是所有以植物纖維為原料制備可生物降解紙地膜能耗較低、技術路線較短的理想原料。

本技術借鑒天然高分子纖維素氫鍵的斷開機制，采用堿/尿溶液對廢紙纖維角質化進行修復，修復紙漿采用濕法操造工藝制備所得裸紙地膜的撕裂、抗張、耐破指數分別提高277%、394%和98%；當施用1.5%濕強劑聚酰胺環氧氯丙烷樹脂(PAE)時，采用該工藝制備的紙地膜的撕裂、抗張和耐破指數分別為9.61 mN.m2.g?1、35.03 N.m.g?1和1.57 kPa；在實驗周期內(35天)，最高可提升土壤溫度2.5 ℃，土埋降解率為11.94 %，生物降解周期為90～100天。

三、成果轉化預期：

社會效益：

(1) 廢紙目前的主要資源化途徑為回收造紙，但由于植物纖維反復經歷潤濕-干燥操作發生角質化現象，導致纖維回用造紙價值低，理論上纖維回用次數為6次，而實際僅為2.4次，使得廢紙最終仍將成為市政固廢；

(2) 廢紙占全球市政固廢的25-40%，該技術可解決廢紙的最終去向，實現廢紙 的真正“變廢為寶”。

(3) 從“限塑”到“禁塑”的國際大環境的要求；

(4) 廢紙基植物纖維地膜使用后可翻入土壤，通過土壤微生物的作用降解為土壤肥料，既提高土壤肥力又節省人工回收處理成本，且不會對環境產生二次污染。

(5) 塑料地膜新標準GB/T13735-2017 要求地膜最小厚度不得小于10μm，而實際地膜合格率2021年大概是40%，2020年大概是20%，實際使用的主要是7-8μm為主，使得地膜回收困難。

(6) 國家一直在開展生物降解地膜的研發、推廣和應用：2018年7月1日，《全生物降解農用地面覆蓋薄膜》GB/T35795-2017國家標準發布實施；2019年5月，農業農村部&國家發展改革委&工業和信息化部&財政部&生態環境部&國家市場監督管理總局六部門聯合發文《關于加快推進農用地膜污染防治的意見》明確：完善可降解地膜評價認證和降解產物檢測評估體系，加強可降解地膜產品操作性、功能性、可控性等的農田適宜性評價，在符合標準基礎上開展可降解地膜示范推廣；2020年4月，農業農村部&工業和信息化部&生態環境部&市場監管總局四部門聯合發文《農用薄膜管理辦法》鼓勵和支持生產、使用全生物降解農用薄膜；

2021年2月，中央一號文件《中共中央 國務院關于全面推進鄉村振興加快農業農村現代化的意見》特別提出要“加強可降解農膜研發推廣”；2022年2月，生態環境部&農業農村部&住房和城鄉建設部 &水利部 &國家鄉村振興局五部門聯合印發《農業農村污染治理攻堅戰行動方案（2021—2025年）》：推進全生物可降解地膜有序替代，在不同類型區域建設試驗示范基地。

經濟效益：

(1)目前，植物纖維地膜國內成品單位及價格：中國農業科學院麻類研究所的無紡布技術制備的麻地膜價格是塑料地膜的33000元/噸，浙江金昌特種紙股份有限公司生產的植物纖維紙地膜官網報價28000元/噸，塑料地膜22600元/噸(其中，新地膜13000元/噸 回收&清理費用：9600元/噸)，本技術的廢紙基紙地膜的價格約為12000-16000元/噸。

(2) 貴州甚至西南片區，暫無可生物降解植物纖維地膜生產企業。

(3) 目前，植物纖維地膜國內研發比較成熟且產品推廣應用單位：中國農業科學院麻類研究所、東北農業大學工程學院、中國國際科技促進會研制的 CXW-1草纖維農用地膜、湖北枝城第一造紙廠、新疆和田地區農科中心等；

特別聲明

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