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无土栽培用白纸板的试制

时间:2017-03-26 10:48来源:黑龙江省造纸工业研究所 作者:杨会斌 点击:
 无土栽培是指不用天然土壤,使用基质或不使用基质,用营养液灌溉植物根系或用其它方式来种植植物的方法。无土栽培以人工创造的作物根系环境取代土壤环境,不仅能满足作物对矿物质营养、水分和氧气的需要外,还能应用人工技术对这些环境加以控制和调整,使其在品质方面按照需求发展。与土壤栽培相比,无土栽培技术能够避免水分大量渗透和流失,克服土壤连作障碍,在节约用水、缓解耕地紧张等问题上优势突出;具有机械化程度高、自动化程度高等特点;所种植物所需的营养成分可以按需求供给,不会发生因土壤原因而引起的病虫害,所以不用使用杀虫剂;栽培不受地域、季节限制。目前,无土栽培已广泛用于蔬菜作物,尤以瓜果类较适应,无土栽培还常用于花卉植物、果树育苗、水果草莓培育以及牧草的种植。无土栽培不使用土壤,但是植物的生长需要有一个固定的载体来固定。现在无土栽培所使用的载体大多是发泡塑料,发泡塑料是化工副产品,是不可分解、不可回收利用的物质,对自然环境造成很大的污染。本实验采用天然植物纤维加入少许合成纤维经过特殊工艺抄造成可替代发泡塑料载体的白纸板,这种白纸板具有可分解、可回收利用及对环境无污染等诸多优点。做为作物的载体,它可以在栽培期间放入水中不腐烂,不变形,而且容易操作,是发泡塑料的理想替代品。
 
1 实验原材料、仪器设备
1.1 实验原材料
1.1.1 实验原料
无土栽培载体纸板需要在水中放置90~100天,对纸板的强度有很高的要求。所以选用进口针叶木漂白硫酸盐木浆,其裂断长约8000m左右,原浆打浆度约17°SR,原浆湿重约15g。植物纤维在水中浸泡,纤维素会很快降解,加入合成纤维,目的是在纸板中形成网状结构,能够使纸板不因为植物纤维纤维素的降解而变形、腐烂。
聚乙烯醇缩甲醛纤维(维尼纶),与其它合成纤维相比,维尼纶的价格是比较低的,聚乙烯醇缩甲醛纤维(维尼纶)在它的分子结构中含有羟基活性基团,它的水接触角为37°~39°,植物纤维的水接触角为40°~50°,两者比较接近,说明两者的亲水性都比较好,两者很容易充分混合、分散,很容易抄成纸张。纤维的长短对纸张的强度有很大影响,一般情况下,纤维长度越长,纸张强度越大,但是,纤维太长,在水中不容易充分分散,容易絮聚成浆团,直接影响纸张的匀度,反而降低纸张强度,本实验选用合成纤维长度为4mm,纤维粗度为0.2旦,水溶温度为不低于90℃,纯度不低于98%。
1.1.2 主要辅料
分散松香胶溶液(外购);硫酸铝溶液(自制);湿强剂选用脲醛树脂,脲醛树脂制造简单,使用方便,溶于水,固形物含量不低于40%。
1.2 仪器设备
23立升打浆机,打浆度仪,搅拌器,抄片器,压榨机,干燥机,恒温箱,打孔器,pH 计,各种纸板检测仪器。
 
2 实验工艺
2.1 工艺流程
白浆板→打浆→配料→抄片→湿强剂固化→打孔→实验成品
2.2 打浆工艺
首先测定白浆板的水分,水分为9%,称取400g白浆板用手撕成小块,泡入水中,1h后加入打浆机中,开动打浆机,调整打浆浓度1.9%左右,先疏解30min,后逐步加坨。本实验在进行木浆打浆时要求采取半黏状半游离状打浆,这样对纸板的强度、挺度、湿强度、尺寸稳定性都有好处。要求成浆打浆度45~50°SR,成浆湿重10~12g。
2.3 配浆工艺
按比例配浆,采用木浆85%,合成纤维15%。将处理好的木浆和合成纤维充分混合均匀,依次加入松香溶液,搅拌15min,加入硫酸铝溶液,调节浆料的pH 值,使浆料的pH 值在4.5~5,搅拌15min,加入湿强剂脲醛树脂,脲醛树脂在使用时要先用水稀释,浓度在10%左右时使用为宜,搅拌20min后,进行手工抄片。
2.4 手工抄片
要求定量120g/m2,手工抄片受抄片器滤水速度的影响,无法一次抄造定量为120g/m2 的纸板,所以抄造时分两次进行,每一次抄造60g/m2,从抄片器上取下湿纸页,简单脱水后两张片叠加在一起,纸板放到压榨机中压出水分,送入干燥器中干燥。
2.5 湿强剂固化
将干燥好的纸板送入恒温箱中进行湿强剂固化处理,恒温箱温度调至180℃,固化时间定为3min。
2.6 打孔
高温固化后的白纸板按一定间距、一定大小做打孔处理,要求孔直径2cm,孔间距5cm。

3 样品使用
  本样品经哈尔滨市农业科学研究院棚室栽培中心试用,基本能够满足营养液无土栽培的使用要求。但是还存在一些问题,一是使用成本比发泡塑料高,二是到栽培后期,就是在栽培第80天后纸板有些变形,在植物采摘时不方便。
 
4 结语
  无土栽培植物、蔬菜、花卉与地栽相比有很多优点,它不受天气、土壤、地域的限制,发展前景广阔。无土栽培用载体物质需求量会非常大。由于发泡塑料的环境污染性,使用白纸板替代发泡塑料是比较好的选择,因此还要进一步研究试验,提高纸板的强度及降低成本,使其能适于无土栽培的应用。
(责任编辑:admin)
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