關鍵詞：PBAT/PA6生物降解地膜；水蒸氣阻隔性能；機械性能；綠色可持續(xù)發(fā)展；“白色”塑料污染

許多國家都采用農(nóng)業(yè)覆蓋物提高作物的產(chǎn)量和質量，地膜覆蓋技術在保溫、保濕、改善土壤理化性質和增加土壤微生物數(shù)量和活性方面發(fā)揮作用［1-2］。在中國北方干旱和半干旱地區(qū)，這項技術已經(jīng)成為一項重要的農(nóng)業(yè)增產(chǎn)措施［3-4］。根據(jù)《中國農(nóng)業(yè)統(tǒng)計年鑒》，中國地膜的使用量自2010年的118.4萬噸增加到2021年的132.03萬噸，年增長率為9.29%［5］。然而，大部分塑料地膜由難以降解的聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）和聚苯乙烯（PS）制成，這可能會導致牲畜誤食和死亡，同時也帶來環(huán)境問題［6-8］。因此，使用可生物降解地膜是解決農(nóng)田殘膜污染問題的有效方法?？缮锝到獾啬な怯缮锟山到饩酆衔锘蚩稍偕Y源制成，如聚對苯二甲酸-己二酸丁二醇酯（PBAT）、聚乳酸（PLA）、聚碳酸酯（PPC）和聚丁二酸丁二醇酯（PBS）［9-11］?？缮锝到獾啬さ纳a(chǎn)也已成為可持續(xù)農(nóng)業(yè)實踐領域的一個焦點。

在可生物降解聚合物材料領域，近年來，由于其熱力學性質和成膜特性與聚乙烯相似，PBAT被廣泛用于生產(chǎn)可生物降解地膜［12-14］。然而，由于其分子間相互作用相對較弱，這種地膜的水蒸氣透過率很高，遠遠超過傳統(tǒng)PE地膜［15-17］。水分的大量蒸發(fā)會帶走土壤中的熱量，從而影響這些地膜的隔熱性能［18-20］。此外，酯基和苯環(huán)對陽光的吸收會導致地膜內(nèi)積累大量自由基，加速地膜光氧化降解，并將其功能壽命縮短到通常為45～60d，這不能滿足作物生長期間對地膜功能的要求，并最終導致作物產(chǎn)量提升不顯著［21-24］，限制PBAT在農(nóng)業(yè)方面的應用，需要對其性能進行改性研究，制備改進的新型生物降解地膜。

國內(nèi)外在PBAT降解地膜性能提升方面做了大量的研究工作。研究者通過添加PBS與PBAT共混，使得改性的PBAT/PBS薄膜的縱向拉伸強度、橫向拉伸強度、縱向直角撕裂強度、橫向直角撕裂強度分別提升了18.5%、35.6%、71.3%、99.8%［25-27］。高鳳翔等［28］通過PBAT、PPC相容劑的開發(fā)制備了PBAT、PPC共混的全生物降解地膜，該地膜中PBAT與PPC融合，具有良好的可加工性和機械性能。Jiang等［29］研究表明，PPC的加入可以提高PBAT的結晶度，結晶度提高可以減少水分子的透過率。Sun等［30］利用流延法制備了PPC/PLA共混薄膜，研究發(fā)現(xiàn)PPC可以促進PLA結晶，從而提高PPC/PLA共混薄膜對氧氣的阻隔性能。上述研究對制備改性PBAT地膜具有參考意義，但是仍缺少對PBAT/PPC共混地膜的力學性能、水蒸氣阻隔性能以及復合地膜田間的降解行為的深入研究。

為了提高PBAT地膜的力學性能和水蒸氣阻隔性能，本研究以PBAT為主要原料，制備了一種復合生物降解地膜。該研究通過聚合物共混對PBAT進行改性，采用高分子熔融共混的方法制備了PBAT和尼龍6（PA6）改性生物降解地膜。該體系引入的PA6含有氨基結構，能與PBAT中的酯基反應，通過共價鍵生成酰胺鍵，酰胺鍵具有很強的穩(wěn)定性和剛性，并且酰胺鍵中的碳氮鍵比酯鍵的碳氧鍵強，不易被水分解，也使酰胺鍵結構更加穩(wěn)定，對于維持生物大分子的結構和功能至關重要。PA6的加入使其復合生物降解地膜整體結構更加穩(wěn)定，可以降低復合生物降解地膜的水蒸氣滲透率，改善其機械性能，延長了降解期。本研究旨在對PBAT地膜進行改進，通過添加PA6與PBAT形成穩(wěn)定的酰胺鍵，增強其穩(wěn)定性，提高水蒸氣阻隔性能和力學性能，以延長其降解周期。并對其在玉米整個生育期內(nèi)的地膜降解能力進行研究，闡述高分子共混法調控生物降解地膜改性的方法和機理，揭示PA6改性手段對生物降解地膜的功能影響，并通過田間試驗揭示不同覆膜處理的生物降解地膜的區(qū)域適應性和作物適應性。

1材料和方法

1.1 試驗材料

聚對苯二甲酸-己二酸丁二醇酯（PBAT）購自山西晉匯兆隆高科技有限公司，PA6購自安徽豐源公司。立式混合機WSQB-200購自浙江海耐機械科技有限公司。雙螺桿擠出機LHFS1-271022和造粒機1604-120/VS購自瑞典LabtechEngi?neering公司。單螺桿擠出吹膜機120購自萊蕪鑫富塑料機械有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 制備PBAT/PA6復合地膜

在混合之前，將PBAT和PA6在85℃下干燥24h。隨后，將這些材料按90/10、85/15、80/20的不同比例投入立式混合機中混合，以獲得均勻的混合物，然后使用雙螺桿擠出機進行熔融。溫度曲線從170℃到185℃，從進料區(qū)到出料口，進料速度和螺桿速度分別為25r·min-1和170r·min-1。熔融混合過程結束后，使用空氣冷卻傳送帶冷卻材料，然后在造粒機中進行切粒，得到PBAT/PA6混合造粒。這些造粒隨后通過單螺桿擠出吹膜機進行加工，生產(chǎn)出PBAT/PA6混合地膜，吹膜溫度設定為185℃，得到PBAT/PA6地膜，具體的地膜編號和配方見表1。

1.2.2 復合地膜的表征測試

水蒸氣透過率測試：根據(jù)GB/T1037-2021的規(guī)定，使用水蒸氣透過率測試儀對樣品的水蒸氣透過率進行測試［31］。首先使用取樣器將地膜切割成面積為33.2cm2的圓形樣品，然后將樣品與適量超純水一起放入樣品架，置于水蒸氣透過率測試儀的樣品室內(nèi)。系統(tǒng)輸出氣壓設為4～5MPa，自動干燥過濾器的壓力設置為0.3～0.35MPa。測試溫度和相對濕度分別設置為38℃和90%。每個樣品進行2次重復測試。

力學性能測試：根據(jù)GB/T1040.1-2018和QB/T1130-1991的要求，使用萬能拉力測試機對樣品的縱向拉伸性能和縱向直角撕裂性能進行測試［32-33］。在拉伸性能測試試驗中，將地膜裁剪為10mm寬、130mm長的長條形樣品，夾具距離設置為100mm，試驗速度設置為200mm·min-1。在直角撕裂性能測試實驗中，使用模具將地膜裁剪成符合標準要求的樣品，夾具距離設置為100mm，試驗速度設置為200mm·min-1。每個樣品5次重復，取平均值。

微觀形貌測試：使用掃描電子顯微鏡（SEM）在20kV的加速電壓下觀察改性地膜的表面微觀形貌。所有樣品在放入電鏡室前需經(jīng)過噴金處理。檢查前，將涂膜切成長條，并在?80℃液氮中冷凍1h，然后將長條快速折斷，并將橫截面用于SEM測試。

紅外測試：使用傅里葉變換紅外光譜儀記錄樣品在波數(shù)為500～4000cm-1之間的光譜范圍，分辨率為4cm-1，測試模式為ATR模式。

1.2.3 田間地膜的降解行為

田間地膜的表面降解情況：通過目測和記錄固定觀察點的降解程度進行分析。每個觀察點的面積為50cm*50cm，觀察高度為5cm。地膜的降解程度按照以下標準進行分級：0級：無裂紋；1級：初步出現(xiàn)裂紋；2級：25%的地膜出現(xiàn)小裂紋；3級：地膜出現(xiàn)2～2.5cm的裂紋；4級：出現(xiàn)均勻的網(wǎng)狀裂紋，無大塊地膜殘留；5級：土壤表面幾乎無地膜殘留。

田間地膜的微觀降解情況：使用掃描電子顯微鏡（SEM）在20kV的加速電壓下觀察改性地膜的表面微觀形貌。所有樣品在放入電鏡室前需經(jīng)過噴金處理。檢查前，將涂膜切成長條，并在?80℃液氮中冷凍1h，然后將長條快速折斷，并將橫截面用于SEM測試。

1.2.4 保溫性能測試

使用溫度數(shù)據(jù)記錄儀測量地膜覆蓋和裸土處理下耕層的土壤溫度。探頭埋深15cm，每30min記錄1次數(shù)據(jù)，重復2次。

1.2.5 農(nóng)作物的生理指標和產(chǎn)量

該試驗于2023年5月6日至2023年7月21日在北京市順義區(qū)中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所北京順義實驗基地進行。試驗供試作物為農(nóng)科糯336號玉米。在田間試驗中，每個小區(qū)規(guī)劃3行重復，每行20m，面積為100m2，試驗田總面積為400m2。植株間距長60cm、寬30cm，播種深度維持3～4cm。田間水分和肥料管理遵循標準做法。試驗包括4個處理，即PBAT/PA6-10地膜、PBAT地膜、PE地膜和裸地對照（CK）。

收獲后，從每個小區(qū)隨機選取3個1m×10m區(qū)域內(nèi)的植株為測試對象。對該區(qū)域內(nèi)的玉米測量穗長、穗粗、穗重并取平均值，使用電子秤對收獲的玉米總質量進行稱量，稱量結果以kg為單位。并計算每公頃的總產(chǎn)量，單位為kg·hm-2。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

所有數(shù)據(jù)均采用Excel2016軟件進行統(tǒng)計，數(shù)據(jù)分析及圖形的繪制使用Origin2023軟件，并使用SPSS23進行方差分析與多重比較。

2結果與分析

2.1 PBAT/PA6生物降解地膜的微觀形貌

PBAT的酯基可與PA6中的氨基形成酰胺鍵，這有助于提高復合生物降解地膜的結構穩(wěn)定性。不同類型地膜表面和橫截面形態(tài)如圖1（a）、圖1（b）所示，很明顯，PBAT/PA6地膜表面光滑，但也有一些顆粒。光滑表面表明PBAT與PA6成功地進行了熔融混合，同時，顆粒的存在也表明存在酰胺鍵尚未形成的區(qū)域。為了增強地膜強度，添加了PA6與PBAT相融合，從而改善了復合地膜整體結構的穩(wěn)定性。如圖1（a）所示，添加PA6后，地膜表面不會出現(xiàn)氣孔，隨著PA6含量增加，復合地膜表面逐漸變得光滑，其中PBAT/PA6-10地膜的效果最佳。雖然PA6能有效與PBAT可降解樹脂融合，但PA6中大量的羧基基團游離在外，未能與PBAT融合，導致出現(xiàn)大量顆粒。PBAT/PA6-20地膜的表面不如PBAT/PA6-10地膜光滑，在其表面還能觀察到一些顆粒。

將獲得的PBAT/PA6地膜快速冷卻并用液氮粉碎，以進行掃描電鏡橫截面表征。PBAT/PA6地膜的橫截面不是很光滑，中間存在有氣泡。相比之下，PBAT/PA6地膜沒有觀察到明顯的界面分離現(xiàn)象，而且隨著PA6濃度的增加，橫截面逐漸變得平滑，氣泡也逐漸消失，其中PBAT/PA6-10地膜的效果最好，這表明PA6與PBAT之間具有良好的兼容性。

2.2 紅外光譜分析

PBAT/PA6復合地膜的紅外光譜見圖2。790cm-1處的峰代表N-H鍵對稱伸展。1450cm-1處的峰是芳香環(huán)的C-C鍵，主要來自PBAT中的芳香酯。1740cm-1處的特征峰歸因于酯鍵中所有C=O基團的吸收，包括PBAT和PA6的脂肪族酯和芳香族酯。1320cm-1處的吸收峰對應于PBAT中C-O-C基團的伸縮振動?？梢?，PBAT/PA6中C-O-C峰的強度與PBAT中的相似。

同樣，傅立葉變換紅外光譜中2360cm-1處的吸收峰為C-N鍵的伸縮振動。這可能是酰胺鍵的振動所致，因此可以推斷PA6與PBAT發(fā)生了反應，在地膜中形成了新的酰胺鍵［34-35］。

2.3 地膜機械性能和水蒸氣阻隔性能

圖3（a）表明不同生物降解地膜的拉伸性能存在差異，隨著PBAT/PA6地膜中PA6含量的增加，其機械性能逐漸提高，其中PBAT/PA6-10地膜的拉伸載荷最高，達到6.54N。如圖3（b）所示，隨著PA6含量的增加，PBAT/PA6地膜的直角撕裂性能也逐漸增加，其中PBAT/PA6-10地膜的直角撕裂性能最高，達到1.41N。然而，隨著PA6含量的增加，當PA6含量超過10%時，PBAT/PA6地膜的拉伸性能和直角撕裂性能逐漸減小，這可能是由于過量的PA6導致與PBAT的不完全相容，從而降低了PBAT/PA6地膜的機械性能。

水蒸氣透過率可以反映薄膜的水蒸氣阻隔性能，水蒸氣透過率越低，通過薄膜之間的水分子量就越少，可減少薄膜損耗、延長使用時間。PBAT地膜水蒸氣滲透率為622.44g·m-2·d-1。如圖3（c）所示，添加PA6后，PBAT/PA6地膜的水蒸氣透過率顯著降低。不同PBAT/PA6地膜的水蒸氣阻隔性能由高到低為：PBAT/PA6-10gt;PBAT/PA6-15gt;PBAT/PA6-20。其中PBAT/PA6-10地膜的水蒸氣阻隔性能最好，為366.50g·m-2·d-1。由于PA6具有優(yōu)異的阻隔性能，PA6的加入可提高復合地膜的水蒸氣阻隔性能。

PBAT地膜和PBAT/PA6-10地膜經(jīng)100h氙燈老化后的水蒸氣透過率、拉伸負荷和撕裂負荷均存在差異。在老化前，PBAT/PA6-10地膜的水蒸氣阻隔性能、拉伸負荷和直角撕裂負荷分別較PBAT地膜高41.6%、178.51%和79.21%。而在老化后，PBAT/PA6-10地膜的水蒸氣阻隔性能、拉伸負荷和直角撕裂負荷分別較PBAT地膜高58.14%、243.48%和163.24%。這些結果表明，經(jīng)老化處理后，PBAT/PA6-10地膜的水蒸氣阻隔性能和力學性能均優(yōu)于PBAT地膜，且表現(xiàn)出更好的抗老化性能。因此綜合上述性能分析，選取編號PBAT/PA6-10地膜進行田間應用效果研究。

2.4 田間地膜性能測試

2.4.1 保溫性能

圖4可見田間地膜覆蓋下的土壤溫度不同，由于水的熱容量大，水蒸氣阻隔性能優(yōu)越的地膜下土壤溫度較高。在整個地膜覆蓋期間，CK處理的土壤溫度最低，而PE地膜覆蓋下的土壤溫度最高。地膜覆蓋初期即0～25d，PBAT/PA6-10地膜覆蓋下的土壤溫度與PBAT地膜覆蓋下的土壤溫度相似，這是因為在此期間這2種地膜都處于完好狀態(tài)，具有良好的保溫性能。隨后，從覆蓋的第25～65d，PBAT/PA6-10地膜覆蓋下的土壤溫度超過了PBAT地膜覆蓋下的土壤溫度，這可能是由于2種生物降解地膜的降解程度不同。PBAT地膜最早出現(xiàn)裂縫和孔洞，而PBAT/PA6-10地膜出現(xiàn)裂縫和孔洞的時間較晚。地膜覆蓋第65～80d，PBAT/PA6-10地膜覆蓋下土壤溫度與PBAT地膜覆蓋下土壤溫度一致，這是因為2種地膜都已進入降解后期，導致保水和保溫效果降低。CK處理、PBAT地膜、PBAT/PA6-10地膜和PE地膜在覆蓋0～75d內(nèi)累積土壤溫度分別為2069.147、2167.528、2252.357和2344.805℃。PBAT/PA6-10地膜覆蓋下的土壤累積溫度比PBAT地膜覆蓋下高3.9%，比裸土高8.8%，表明PBAT/PA6-10地膜對土壤的增溫性能優(yōu)于PBAT地膜。

2.4.2 機械性能

由圖5可見，田間地膜的拉伸性能和水蒸氣阻隔性能存在差異。如圖5（a）所示，隨著地膜覆蓋天數(shù)增加，PBAT/PA6-10地膜、PBAT地膜和PE地膜的拉伸載荷呈下降趨勢，而PE地膜的拉伸性能在7.48N和7.5N之間波動。地膜覆蓋45d后，PBAT地膜的拉伸性能從1.2N降至0.86N，PBAT/PA6-10地膜的拉伸性能從4.98N降至3.57N，PBAT/PA6-10地膜的拉伸性能比PBAT地膜高4.15倍。這表明在田間降解過程中，PBAT/PA6-10地膜的機械性能始終超過PBAT地膜，機械性能下降幅度較小，有利于保持地膜的水蒸氣阻隔性能。

2.4.3 水蒸氣阻隔性能

圖5（b）可見，田間地膜的水蒸氣透過率隨著地膜覆蓋天數(shù)的增加而增加，其中PBAT/PA6-10地膜、PBAT地膜和PE地膜的水蒸氣透過率呈上升趨勢。覆蓋30d后，PBAT地膜的水蒸氣透過率從683.427增加到753.154g·m-2·d-1，PBAT/PA6-10地膜的水蒸氣透過率從380.931增加到432.815g·m-2·d-1，PBAT/PA6-10地膜的初始水蒸氣滲透率比PBAT地膜低79.44%。這表明在現(xiàn)場降解過程中，PBAT/PA6-10地膜的水蒸氣阻隔性能始終優(yōu)于PBAT地膜。表明PBAT/PA6-10地膜在各種農(nóng)業(yè)環(huán)境中的實際應用潛力巨大。

2.5 田間地膜的降解行為

由圖6和表2可見，PBAT/PA6-10地膜、PBAT地膜和PE地膜在鋪膜0～75d期間的可觀察降解情況以及PBAT地膜在鋪膜0、15、30、45、60和75d的定點觀察圖像，據(jù)觀察，PBAT地膜在鋪膜30d后開始降解，45d后出現(xiàn)小裂縫，60d后出現(xiàn)較大裂縫。同時，PBAT/PA6-10地膜的定點觀測圖像顯示，PBAT/PA6-10地膜在鋪膜60d后開始降解，70d后出現(xiàn)小裂紋，75d后出現(xiàn)較大裂紋。最后，PE地膜定點觀察圖像顯示，在鋪膜的0～75d期間，沒有觀察到明顯的降解現(xiàn)象。這些結果表明，PE地膜在現(xiàn)場鋪膜過程中出現(xiàn)的降解可以忽略不計，另外2種地膜中，PBAT/PA6-10地膜的表觀降解速度比PBAT地膜慢，因此可以延長覆蓋期。

由圖7可見，PBAT/PA6-10地膜、PBAT地膜和PE地膜在田間鋪膜0、30和60d后的微觀形貌，在鋪膜0d時，所有供試地膜的表面完好，無破損和降解跡象。鋪膜30d后，PBAT地膜表面出現(xiàn)較大的碎屑物，PBAT/PA6-10地膜表面出現(xiàn)較小的碎屑物，PE地膜表面出現(xiàn)片狀剝落物。鋪膜60d后，PBAT地膜表面出現(xiàn)大面積的凸起，PBAT/PA6-10地膜表面出現(xiàn)小面積的凸起，PE地膜表面出現(xiàn)較多小型的碎屑物。根據(jù)上述結果可知，在田間鋪膜過程中，PBAT地膜的微觀表面破損程度最大，PBAT/PA6-10地膜的微觀表面破損程度較小，PE地膜的微觀表面破損程度最小。地膜的微觀破損程度越大，水蒸氣越容易透過，地膜的水蒸氣阻隔性能越差。

2.6 農(nóng)作物的生理指標和產(chǎn)量

各種田間地膜覆蓋處理下的玉米產(chǎn)量及其組成元素如表3所示，PBAT/PA6-10處理的玉米較PBAT處理和CK處理生理指標和產(chǎn)量均顯著增加，與PE處理差異不顯著。與CK處理相比，PBAT/PA6-10處理中覆蓋地膜的玉米在穗長、穗粗、穗重和產(chǎn)量方面都有顯著提高。具體而言，PBAT/PA6-10地膜覆蓋玉米的穗長比CK處理高16.18%，穗粗比CK處理高18.44%，穗重比CK處理高39.89%，總產(chǎn)量比CK處理高34.47%。此外，與PBAT地膜覆蓋相比，PBAT/PA6-10地膜覆蓋玉米的穗長、穗粗、穗重和產(chǎn)量亦均顯著增加。覆蓋PBAT/PA6-10地膜的玉米穗長比PBAT處理高7.4%，穗粗比PBAT處理高5.1%，穗重比PBAT處理高5.33%，總產(chǎn)量比PBAT處理高7.03%。然而，PBAT/PA6-10和PE覆膜處理之間在這些參數(shù)上沒有顯著差異。這些研究結果表明，PBAT/PA6-10地膜覆蓋提高了玉米產(chǎn)量，這可能是由于其優(yōu)異的水蒸氣阻隔性能為玉米的生長和發(fā)育創(chuàng)造了更有利的環(huán)境條件。此外，PBAT/PA6-10地膜覆蓋還為早期作物生長提供了充足的水分和熱量條件，從而促進了作物的快速生長和養(yǎng)分積累，即使在地膜降解后，作物也能繼續(xù)正常生長。

3討論

目前的研究主要通過引入疏水物質、提高結晶度來提高PBAT地膜的水蒸氣阻隔性能。高分子共混法是目前實現(xiàn)這一調控目標的常用技術手段。劉統(tǒng)宇［36］采用馬來酸酐復配增容PLA/PBAT復合體系，復合材料斷面的孔洞逐漸增加，增大了材料在拉伸和沖擊過程中所需的能量，斷裂伸長率也從22.4%提高至81.8%。姜紅等［37］將PBAT與PPC熔融共混，提高了PPC/PBAT復合材料生物降解薄膜的結晶溫度、熔體強度、氧氣阻隔性能以及紫外光屏蔽性能，改善了復合材料的吹膜成型穩(wěn)定性。Livi等［38］研究了PBAT/PLA共混材料的水蒸氣阻隔性能，發(fā)現(xiàn)當PLA含量為20%時，PBAT/PLA共混材料的水蒸氣透過率降低了97.04%。本研究通過高分子共混法添加不同含量的PA6以制備PBAT/PA6共混地膜，通過性能測試發(fā)現(xiàn)隨著PA6含量的增加PBAT/PA6共混地膜的力學性能和水蒸氣阻隔性能逐漸提高。當PA6含量為10%時，可得到力學性能和水蒸氣阻隔性能良好的PBAT/PA6地膜。因為PA6材料具有剛性、抗沖擊性和抗溶解性較強的特點，用于制備PBAT/PA6復合地膜可以增強其力學性能［39］。并且結構表征結果發(fā)現(xiàn)，PA6是含有氨基的結構，能與PBAT中的酯基反應，通過共價鍵生成酰胺鍵，酰胺鍵具有很強的穩(wěn)定性和剛性，并且酰胺鍵中的碳氮鍵比酯鍵的碳氧鍵強，不易被水分解，也使酰胺鍵結構更加穩(wěn)定，可以顯著降低復合生物降解地膜的水蒸氣滲透率。前人研究表明，水蒸氣中的水分子可以穿過高聚物分子鏈之間的間隙，從而降低地膜的水蒸氣阻隔性能，添加PA6的改性地膜結構較PBAT更加穩(wěn)定，能夠顯著延長降解期，滿足玉米作物的前中期生長發(fā)育所需的溫濕度［40］。未來的研究方向可以在進一步優(yōu)化復合地膜配方的基礎上，研究性能更加優(yōu)秀的生物降解地膜，并對其在不同地區(qū)以及不同作物種植中的效果進行深入研究，為其在實際生產(chǎn)中的區(qū)域適用性和作物適用性研究提供更加可靠的理論和試驗依據(jù)。

4結論

本文通過高分子熔融共混法，將PA6與PBAT材料相結合，開發(fā)出了一種新型全生物降解農(nóng)用地膜PBAT/PA6，并對其進行了深入分析。試驗結果表明，PA6的加入與PBAT反應形成酰胺鍵使其整體結構具有穩(wěn)定性，所制備復合生物降解地膜表面和截面形貌良好，內(nèi)部無明顯孔洞，較PBAT地膜表面更光滑，其中PA6添加量在10%時效果最好。對比PBAT/PA6復合生物降解地膜與PBAT地膜各項力學性能與水蒸氣阻隔性能，PA6的添加使拉伸強度提高到6.545N，水蒸氣滲透率降低到380.931g·m-2·d-1，與純PBAT地膜相比分別提高了278.51%和79.443%。此外，降解期延長至70d，比PBAT地膜長10～25d。在田間試驗保溫性能測試的過程中，與PBAT地膜相比，PBAT/PA6復合生物降解地膜可使土壤積溫提高3.9%。對比PBAT/PA6復合生物降解地膜和PBAT地膜在田間降解過程中的機械性能和水蒸氣阻隔性能，結果表明PBAT/PA6復合生物降解地膜始終優(yōu)于PBAT地膜，機械性能下降幅度較小、水蒸氣阻隔性能和抗老化能力更強。

在北京市順義區(qū)進行的玉米作物栽培田間試驗表明，覆蓋PBAT/PA6復合生物降解地膜的作物產(chǎn)量較PBAT地膜提高7.03%，產(chǎn)量接近PE地膜。作為可生物降解的農(nóng)用地膜，改性PBAT/PA6地膜可在作物收獲后分解，在減輕白色污染方面可發(fā)揮著重要作用，在環(huán)境可持續(xù)發(fā)展方面潛力巨大。