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棚膜材料与产品

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  •    发布于2014-12-27 17:07:08
PVC棚膜
  我国PVC棚膜应用始于60年代,产品有吹塑膜(标准见GB1257-91)和压延膜(见表9 GB/T3830-94)。由于PVC棚膜保温性好,初始强度高及透光性优于PE膜,过去国内棚膜一直以PVC膜为主。近年来由于考虑PE膜成本低生产方便,加之PVC膜配方工艺复杂、增塑剂毒性及增塑剂迁移吸尘等问题,用量大幅减少,目前国内棚膜以PE膜为主。PVC棚膜国内目前主要在北方地区使用。值得注意的是,目前全世界PVC棚膜占棚膜总量的50%,日本最高达70%以上。日本棚膜均为长寿、高透光、高保温、无雾滴、无尘、无毒多功能膜,寿命一般在3年以上,有的5~8年,无雾滴期可长达4年。

表9 PVC压延农用薄膜(GB/T3830-94)

  我国的PVC棚膜也应向上述方向继续发展,因PVC膜与PE膜相比尚有耐紫外光老化、极性助剂易加入、功能助剂加入持持效期长等优点,比PE膜易于实现长寿和长效。
  PVC棚膜应使用SG2或SG3型PVC树脂,其它助剂可选用例如主增塑剂DOP,辅增塑剂DOA和环氧大豆油等,紫外线吸收剂UV-9、抗氧剂双酚A和亚磷酸三苯酯等等。需注意棚膜中不得使用DIBP增塑剂,因已证明DIBP的毒性对农作物有害。无滴剂主要选用聚甘油硬脂酸酯、S-60、S-40等复配。PVC棚膜的减雾需添加特殊减雾剂,防尘功能目前主要靠表面涂防尘层实现,此外添加少量超细无机粉末填料起吸附缓释作用,可延长无滴持效期及减少增塑剂的迁移量。

PE棚膜
1111国内棚膜近年来以PE膜为主,PE棚膜标准参见表6,部分推荐棚膜料牌号见表10。棚膜可用LDPE、LLDPE或两者按比例共混后吹塑制得。

表10 部分PE棚膜料推荐牌号

1111依据最佳温室效应的要求和栽培效益需要,对透明棚膜透光性有如下要求:对波长0.35~3.0μm的太阳光辐射具有高透过性,对波长<0.35μm的紫外线具有高吸收或高阻隔性,对>3μm波长特别是7~11μm波长的远红外线具有强阻隔性,以达到促进作物生长、抑制作物徒长和夜间保温作用。超细高岭土、滑石粉、硅藻土、绢云母可作为阻隔远红外线的保温剂,膜中用量1%左右。
  由于PE耐老化性较PVC差,故高效稳定剂对PE棚膜的耐老化性尤为重要。应选用聚合型受阻胺光稳定剂,牌号有瑞士产Chimassorb944、492、494,美国氰特公司的3529、3346,Tinuvin 622LD、N-30,北京产6921、6922、BW-10LD、GW-540等。添加0.4%BW-10LD和0.1%PL-10的PE棚膜使用寿命可达22个月。主抗氧剂选用受阻胺酚类如Cyanox1970、Irganox245、MarkAO-80等,辅抗氧剂选用用硫代酯类。受阻胺类光稳定剂应避免与抗氧剂264并用。
  目前国内外判断聚合物耐候性优劣的依据是断裂伸长率保留率和羰基指数,企业选择农膜用树脂的主要依据是熔体指数。实践表明,满足熔体指数要求的棚膜有时也会出现爆棚,原因是分子量与熔体指数并不是简单的比例关系,老化性能还与分子量、分子量分布、支链长短、支链数目、结晶度、金属离子含量等因素有关。分子量高、分子量分布窄,则老化性能较好;长支链主要对树脂的熔体流变性能和热力学性能产生影响,短支链数目在很大程度上影响着树脂的机械性能和光热稳定性,支链数目越大,分子链结构的弱点就越多,高聚物稳定性就越差;金属离子含量高则树脂稳定性差。此外农膜中添加滑爽剂、开口剂等低分子助剂对耐候性有一定负作用。
  防雾滴剂主要选用硬脂酸多元醇酯、聚氧乙烯类和有机胺类非离子型表面活性剂进行复配,减雾剂选用含氟、硅、硼的表面活性剂如日本理研(株)AF-18(用量0.1%)。由于PE非极性,与防雾滴剂相容性差,造成PE无滴膜持效期短,并且防雾滴剂的添加量一般不超过1~1.7%,用量太多膜透光性下降,为提高持效期可同时添加超细高岭土和滑石粉作为吸附剂和缓释剂。此外不同树脂的流滴不同,LDPE流滴性好于LLDPE。
1111保温剂、转光剂在各种棚膜中通用。转光剂主要有无机和有机配位体两类;无机转光剂可使温室蔬菜产量提高,使蔬菜早熟5~20天;有机转光剂与树脂相容性好,发射强度高,比无机转光剂效果好。

EVA 棚膜
1111EVA棚膜集中了PVC膜与PVC膜的优点,因而近年来发展很快。EVA棚膜发展重点是多功能三层复合棚膜,由共挤吹塑工艺制得。EVA膜所用各类功能助剂与PE棚膜完全相同。由于EVA结晶度低且极性较强,与防雾滴剂相容性好;与PE无滴膜相比,EVA无滴膜中可添加更多的防雾滴剂(3~3.5%),且流滴持效期长可达6个月。我国EVA 无滴膜研究应用时间不长,但技术水平与国外相当,国外EVA无滴棚膜流滴持效期为1~2年,这只是因其膜厚且棚内采用微滴灌技术。
  共挤三层复合多功能棚膜的生产须注意几个要点:为延长流滴持效期,中内层或三层均应添加防雾剂,添加量以中层>内层>外层为宜;无机物保温-缓释剂在三层中均应添加,添加量以中层>内层>外层为宜;抗老化剂外层用量最大,以外层=内层>中层或外层>中层>内层。例如LDPE(外)/EVA(中)/EVA(内)三层膜,以外、中、内顺序,抗老化剂用量为0.5、0.45、0.40%,防雾滴剂用量为0.8、1.9、1.7%,保温-缓释剂用量0.6、1.3、1.4%。

茂金属聚乙烯(m-PE)棚膜
1111m-PE有很多优点,分子量高且分子量分布窄,短支链且支链少,低密度、高纯度、高透光、耐冲击、耐刺穿,近年来已用于农膜。国内目前正开始研制 m-PE棚膜。由于m-PE 分子量分布窄加工困难,可加入10%左右LDPE与之共混,以改善加工性。m-PE还可添加于LDPE中以改善LDPE棚膜抗冲击抗刺穿及透光性能。

其它棚膜
1111PET棚膜与上述棚膜相比强度更高、透光性更好、寿命更长、流滴持效期更长。日本PET多功能棚膜使用寿命长达10年,10年无雾滴。PET棚膜在美国和日本发展较快应用较多,在我国目前还未应用,但PET膜的优越性能已受到关注,今后几年会有一定发展。
1111PC棚膜和PTFE棚膜比PET膜寿命更长,但因成本问题目前在国外用量也较少。
  由PE扁丝编织后复合(单面或双面)PE膜而成的PE编织复合棚膜是近年来开发出的新产品,该膜强度高,寿命比普通PE棚膜高一倍。由于该膜透光性相对较差,故此类膜的功能应向无滴、保温、反光等方向发展。
  在温室大棚中饲养禽畜及进行水产养殖在国内外已有许多应用,甚至可在大棚中养蚕,大棚养殖对于促进禽畜水产品生长(特别是冬春季)增加产出效果显著。棚膜一般可用PE无滴膜,也可用长寿膜。


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