高透光散光功能棚膜的開發(fā)

張牙潤，靳樹偉，王明顯，金宏云

（玉溪市旭日塑料有限責(zé)任公司，云南玉溪 653100）

云南省地處低緯度帶的云貴高原地區(qū)，特殊的地理?xiàng)l件和氣候，使云南花卉著色艷麗，較易獲得高品質(zhì)的鮮花。但較強(qiáng)的太陽光照射使一些花卉的花朵及農(nóng)作物的葉片受到灼傷而影響其生長和品質(zhì)，從而失去商品價(jià)值。特別是紅色玫瑰花的種植生產(chǎn)中出現(xiàn)花瓣黑化，灼傷引起顏色變淡的現(xiàn)象較為嚴(yán)重。針對(duì)這一現(xiàn)象，我公司對(duì)云南用功能性棚膜進(jìn)行了高透光散光功能棚膜的開發(fā)。

高透光高散射高保溫超長壽自潔防塵功能膜將作為我國第五代功能性農(nóng)膜，以改善設(shè)施蔬菜群體內(nèi)部光照分布嚴(yán)重不均問題，大幅提高蔬菜設(shè)施的產(chǎn)能，有效防治蔬菜日灼病、弱化趨光性、改善莖葉菜品質(zhì)[1]。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要原料

低密度聚乙烯LDPE：2130，MFR 0.3g/10min，伊朗石化；

低密度聚乙烯LDPE：2426H，MFR 2.0g/10min，蘭州石化；

線性低密度聚乙烯LLDPE：9047，MFR 1.0g/10min，大慶石化；

茂金屬聚乙烯m-LLDPE：2010ME，MFR 1.0g/10min，美國?？松梨冢?/p>

光擴(kuò)散劑（有機(jī)硅類）：KS-1500，科明睿新材料有限公司；

光穩(wěn)定劑：HS-944：北京天罡助劑有限公司；

抗氧劑：B215：北京燕聯(lián)有限公司。

1.2 生產(chǎn)設(shè)備及檢測儀器

旋爪密煉造粒機(jī)，杭州臨安市綠源精細(xì)化學(xué)品有限公司；

雙螺桿擠出造粒機(jī)CJWA75-48D，常州金緯化工成套設(shè)備有限公司；

攪拌機(jī)，震鑫機(jī)械；

三層復(fù)合吹塑棚膜機(jī)M3N-10000，廣東金明設(shè)備有限公司；

電子萬能試驗(yàn)機(jī) CMT2202，美特斯工業(yè)系統(tǒng)（中國）有限公司；

光照度計(jì)1339，泰仕電子工業(yè)股份有限公司；

透光率/霧度測定儀 WGT-S，上海申光儀器儀表有限公司。

1.3 散光母料與長壽母料的制備

散光母料的制備：用電子稱按設(shè)計(jì)配方稱取一定比例的散光劑KS-1500，抗氧劑B215，LDPE2426H樹脂，加入攪拌鍋中進(jìn)行攪拌混合均勻，再加入雙螺桿擠出機(jī)中加熱塑化擠出，經(jīng)拉條水冷后切粒即得散光母料。長壽母料的制備：用電子稱按設(shè)計(jì)配方稱取一定比例的光穩(wěn)定劑HS-944，抗氧劑B215，LDPE2426H樹脂，加入旋爪密煉機(jī)中進(jìn)行加熱塑化攪拌混合均勻，再加入單螺桿擠出機(jī)中擠出，經(jīng)拉條水冷后切粒即得長壽母料。

1.4 高透光散光功能棚膜的生產(chǎn)

首 先 將 LDPE 2130，LLDPE 9047，m-LLDPE 2010ME，散光母料，長壽母料等原料分內(nèi)層、中層、外層按照不同的比例用攪拌機(jī)混合均勻，然后將混合原料加入對(duì)應(yīng)的內(nèi)、中、外層擠出機(jī)中進(jìn)行吹膜，再經(jīng)過牽引、剖刀、收卷，即得成品。

1.5 性能測試

用透光率霧度測定儀測試透光率、霧度。用光照度計(jì)測試光照強(qiáng)度。用電子萬能試驗(yàn)機(jī)測試產(chǎn)品力學(xué)性能。

2 結(jié)果

2.1 力學(xué)性能的檢測分析

從表1中近3a生產(chǎn)的部分散光棚膜力學(xué)性能測試情況看，在棚膜中添加光擴(kuò)散劑（有機(jī)硅類）：KS-1500，對(duì)棚膜的力學(xué)性能影響不大，產(chǎn)品的各項(xiàng)力學(xué)指標(biāo)均達(dá)到國標(biāo)GB4455-2006中的要求。

表1 近3年生產(chǎn)的部分散光棚膜性能檢測

2.2 透光率與霧度的檢測分析

透光率與霧度是表征棚膜光學(xué)性能的重要指標(biāo)，透光率是以材料的光通量與入射光的光通量之比的百分?jǐn)?shù)表示，是透明或半透明材料不清晰的程度，是材料內(nèi)部或者表面由于光散射造成的云霧狀或混濁的外觀，以散射光通量與透過材料的光通量之比的百分?jǐn)?shù)表示[2]。透光率越高、霧度值越高，表示透過棚膜的光越多，散射光越多，散射光較為柔和，能為植物創(chuàng)造一種更加溫和的微氣候環(huán)境，表現(xiàn)為作物葉片焦燒、灼傷減少，使農(nóng)作物更好的生長發(fā)育，增加產(chǎn)量和提高品質(zhì)。

從表1中近3a生產(chǎn)的部分散光棚膜透光率與霧度測試情況看，通過添加有機(jī)硅散光劑，生產(chǎn)厚度0.08～0.12mm的棚膜，調(diào)節(jié)散光劑母料的添加比例，且根據(jù)客戶或種植作物的不同需要，在不降低產(chǎn)品透光率的情況下，可生產(chǎn)透光率高、霧度高的高透光散光棚膜，透光率89%～92%，霧度值60%～80%，而普通棚膜產(chǎn)品的透光率為89%～91%，霧度值為14%～25%。在國家標(biāo)準(zhǔn)GB4455-2006《農(nóng)業(yè)用聚乙烯吹塑棚膜》中對(duì)透明型的聚乙烯耐老化棚膜透光率要求為≥85%。公司生產(chǎn)的高透光散光功能棚膜透光率符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.3 光照強(qiáng)度檢測分析

散光棚膜對(duì)光照強(qiáng)度的影響見表2。

表2 散光棚膜對(duì)光照強(qiáng)度的影響

從表2可看出，由于太陽光透過散光膜時(shí)發(fā)生漫散射作用，散射光同光的吸收一樣，光的散射也會(huì)使通過物質(zhì)的光的強(qiáng)度減弱。普通棚膜對(duì)太陽光光照強(qiáng)度可減少6%～7%，而散光棚膜可減少12%～23%，且霧度值越大，散射光越多，膜下的光照強(qiáng)度減弱越多，光照強(qiáng)度越低。

2.4 散光棚膜對(duì)棚內(nèi)溫度的影響

圖1，圖2為散光棚膜大田應(yīng)用溫度測試情況，可以看出，散光棚膜在白天的溫度比普通棚膜的溫度要低1～2℃，能避免白天棚內(nèi)高溫灼傷作物。同時(shí)散光棚膜在夜間具有棚膜普通的保溫性。

圖1 散光膜及普通膜白天（07：00-19：00）溫度變化趨勢

圖2 散光膜及普通膜夜間（19：00-07：00）溫度變化趨勢

2.5 散光棚膜的應(yīng)用情況

通過近3a生產(chǎn)的散光棚膜應(yīng)用情況看，散光棚膜已在番茄、黃瓜、辣椒、葡萄、沙糖桔、繡球花、玫瑰花等多種蔬菜、水果及花卉上得到應(yīng)用，用戶反映使用效果較好，散光膜在番茄、黃瓜、辣椒等蔬菜種植上可提升農(nóng)作物產(chǎn)量、改善品質(zhì)，對(duì)沙糖桔種植可減少落果率，延長果實(shí)采收期，在繡球花、玫瑰花種植上可有效防止太陽光過強(qiáng)及棚內(nèi)氣溫過高對(duì)花瓣及葉片的灼傷，或引起花瓣顏色變淡。散光棚膜在生產(chǎn)中已加入光穩(wěn)定劑和抗氧劑，其使用壽命可達(dá)2～3a，散光棚膜的生產(chǎn)具有效好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)然，在實(shí)際應(yīng)用中要根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂蚯闆r及種植作物的不同來選擇不同霧度值的散光棚膜。

3 結(jié)論

1）選用有機(jī)硅類光擴(kuò)散劑自制母料添加于棚膜中，可生產(chǎn)得具有高透光、高散光功能的功能性棚膜。

2）通過調(diào)節(jié)散光母粒的添加比例，可以生產(chǎn)不同散光度（霧度）的功能性棚膜。

3）散光棚膜在生產(chǎn)中已加入光穩(wěn)定劑和抗氧劑，其使用壽命可達(dá)2～3a。

4）散光棚膜的應(yīng)用可降低棚內(nèi)光照強(qiáng)度及白天棚內(nèi)溫度，可使棚內(nèi)光線分布均勻，提高植物受光面積，為農(nóng)作物生長提供柔和的光照及良好生長環(huán)境，可提升農(nóng)作物產(chǎn)量、改善品質(zhì)，延長采收期，對(duì)花卉種植可有效減少太陽光過強(qiáng)及棚內(nèi)氣溫過高引起花瓣及葉片的灼傷，或引起花瓣顏色變淡。