本申请农业废物利用，具体是一种完全可生物降解的功能化纸基地膜及其制备与应用。
背景技术：
1、我国是农业大国，中国作为亚洲农用薄膜使用量最大的国家，2018年消费量为250万吨，占亚洲的70％以上，占全球近50％。
2、甘蔗是世界上重要的糖料和能源作物。广西壮族自治区是中国最大产蔗区，2023年甘蔗产量和蔗糖产量占全国近70％。广西壮族自治区年入榨甘蔗5000万吨，但甘蔗渣的高值化利用低，绝大部分的甘蔗渣被用作火力发电或农业废弃物丢弃，既造成了利用率低又成为了环境负担。甘蔗渣中富含丰富的纤维素、半纤维素和木质素资源，纤维素作为世界上最大的可再生资源，被广泛应用于生物质行业。然而生物质组分分离一直是困扰生物质利用的最大难题，绿色、高效、低成本分离生物质组分是生物质高质化利用的核心驱动力。
3、一种cn117534944a中利用高分子淀粉为原料，制备了一种降解率可达到80％的复合生物膜产品。但是其中添加了大量不可降解的助剂，并未达到完全可降解的要求。一种cn117186474a利用海鞘纤维素为基底地膜，未能达到有效改善土壤环境以及良好的抗紫外能力。以上技术性问题需要通过研究来加以解决，以促进强度高、可完全降解、抗紫外并且改善土壤的生物质地膜的发展。
4、因此寻找一种强度高、抗紫外，并且完全降解，可以改良土壤的功能化蔗渣基地膜，是目前的重点研究方向。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本申请提供一种完全可生物降解的功能化纸基地膜及其制备与应用。
2、一种完全可生物降解的功能化纸基地膜的制备方法，具体包括如下步骤：
3、(1)准备反应溶剂：取水、有机酸化学物按照质量比1:0.5-1混合均匀，磁力搅拌下10-60min得到助剂；取40-60目筛后脱水甘蔗渣，加入所得助剂混匀，于60-170℃反应釜中进蒸煮反应，甘蔗渣与助剂的溶液质量比在1：0.1-1之间，反应时间在1-6h之间，反应后得到固体产物和液体产物；
4、(2)取步骤(1)反应后的液体产物，离心沉淀后提取多酚羟基木质素纳米颗粒，再将多酚羟基木质素纳米颗粒按照1：1-5与尿素于磁力搅拌下充分反应得到木质素缓释填料；
5、(3)取步骤(1)得到的固体产物，通过超纯水洗涤3-10次，洗涤至ph5-10之间，经过干燥后，取剩余固体，按照比例入缓释木质素填料，600-2400r/min下疏解搅拌均匀，得到膜液，然后膜液自然流下固定在膜具中，得到地膜成形物；
6、(4)取步骤(3)地膜成形物，利用表面施胶工艺，附着蜡，加热干燥后，最终裁剪得到可降解地膜成形品。
7、进一步的，所述步骤(1)中，有机酸为甲酸、乙酸、乙醇酸、对甲苯磺酸、马来酸中的任意一种或多种混合，酸浓度为分析纯95％以上。
8、进一步的，所述步骤(1)中，甘蔗渣的纤维素含量在40-50％，半纤维素在20-30％，木质素在20-30％，剩余灰分小于5％。
9、进一步的，所述步骤(2)中，取步骤(1)反应后剩余的液体产物，利用二氧六环溶液进行提取完整多酚羟基木质素，并通过分级蒸馏，去除二氧六环，纯化木质素，得到纯净多酚羟基木质素。
10、进一步的，所述步骤(2)，利用二氧六环溶液进行提取完整多酚羟基木质素步骤使用的二氧六环药品分析纯98％以上，溶液浓度30％-99％，提取木质素搅拌速率10-400r/min，反应时间2-48h。
11、进一步的，所述步骤(3)，步骤(1)得到的固体产物和木质素缓释填料比例在1：0.01-0.5之间，并且木质素加入速率控制在0.1-10g/h。
12、进一步的，所述步骤(4)中的蜡为棕榈蜡，施胶量按照4-8g/m2。
13、进一步的，所述步骤(4)中的表面施胶工艺，地膜在表面施胶前，置于干燥器中20-80℃下干燥，2-8h。
14、通过上述的方法制备得到的完全可生物降解的功能化纸基地膜，其可以应用于农业种植方面。
15、与现有技术相比，本申请创造的技术效果体现在：
16、(1)首先针对生物质组分分离效率低的问题，例如常规方法cn110004756a丙酮-浓硫酸体系处理纤维素容易造成纤维素损伤，提取率低，且添加化学助剂容易造成成本高、环境污染的双重问题。本申请通过利用高浓乙醇酸预处理蔗渣组分，实现了对纤维素和木质素的高效提取，提取率可达到90％。乙醇酸作为绿色有机酸，乙醇酸的性质与甲酸的性质相似。它具有醇和羧酸的双重性质，如低腐蚀、低毒、高生物降解性和良好的水溶性。由于其α-羟基结构，它具有很强的电离氢离子能力。分离74.9±2.8％木糖在水解产物中以低聚物形式存在。使用乙醇酸预处理有效分离半纤维素，高效提取纤维素效率达到90％以上，可抑制木质素的解聚和聚合，木质素组分可以增加膜的机械强度以及抗紫外的能力。
17、(2)针对生物质地膜对改善土壤效果差的问题，本申请为解决生物质膜降解改善土壤环境，提供了一种思路。本申请通过乙醇酸预处理与木质素反应，抑制木质素在反应中β-o-4断裂产生的自缩合反应，断裂的反应活性位点通过与乙醇酸反应酯化反应，所提取得木质素反应活性位点多，更好的促进自身氮元素以及尿素添加剂的缓慢释放，实现了生物地膜降解改善土壤环境，提高了植物生长效率。
18、(3)针对生物质地膜难以完全降解的问题，本申请提出思路，纤维素作为地膜的基础材料，木质素作为地膜填料，起到支撑作用。纤维素、木质素作为天然高分子材料，存在于自然界中，降解后起到改善土壤的效果，增加土地肥力。本申请添加棕榈蜡作为施胶剂，可以有效提高地膜机械强度。棕榈蜡，无毒无害。可分解成对自然界无害的物质。利用木质素颗粒天然壳状结构，包裹尿素达到氮肥缓释功能。
1.一种完全可生物降解的功能化纸基地膜的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的完全可生物降解的功能化纸基地膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，有机酸为甲酸、乙酸、乙醇酸、对甲苯磺酸、马来酸中的任意一种或多种混合，酸浓度为分析纯95％以上。
3.根据权利要求1所述的完全可生物降解的功能化纸基地膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，甘蔗渣的纤维素含量在40-50％，半纤维素在20-30％，木质素在20-30％，剩余灰分小于5％。
4.根据权利要求1所述的完全可生物降解的功能化纸基地膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，取步骤(1)反应后剩余的液体产物，利用二氧六环溶液进行提取完整多酚羟基木质素，并通过分级蒸馏，去除二氧六环，纯化木质素，得到纯净多酚羟基木质素。
5.根据权利要求4所述的完全可生物降解的功能化纸基地膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)，利用二氧六环溶液进行提取完整多酚羟基木质素步骤使用的二氧六环药品分析纯98％以上，溶液浓度30％-99％，提取木质素搅拌速率10-400r/min，反应时间2-48h。
6.根据权利要求1所述的完全可生物降解的功能化纸基地膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)，步骤(1)得到的固体产物和木质素缓释填料比例在1：0.01-0.5之间，并且木质素加入速率控制在0.1-10g/h。
7.根据权利要求1所述的完全可生物降解的功能化纸基地膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中的蜡为棕榈蜡，施胶量按照4-8g/m2。
8.根据权利要求1所述的完全可生物降解的功能化纸基地膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中的表面施胶工艺，地膜在表面施胶前，置于干燥器中20-80℃下干燥，2-8h。
9.一种完全可生物降解的功能化纸基地膜，其特征在于，通过权利要求1-7任一项所述的方法制备得到。
10.权利要求9所述的完全可生物降解的功能化纸基地膜，在农业种植方面的应用。
