傳統(tǒng)塑料農(nóng)膜 根據(jù)樹脂原料的不同,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常用的塑料薄膜主要有聚氯乙烯(PVC)薄膜、聚乙烯(PE)薄膜、乙烯一酯酸乙烯共聚物(EVA)薄膜等。首先將樹脂材料、母料核、改性劑、偶聯(lián)層和分散層制成塑料母料,通過壓延或吹塑工藝制成不同類型的薄膜。農(nóng)膜覆蓋在生產(chǎn)中的主要作用為增溫、保墑、調(diào)節(jié)光照、防草以及調(diào)控土壤鹽堿度等方面。最早使用的農(nóng)膜為PVC膜,其保溫性、耐候性較好,但比重較大,膜面易吸灰塵,透光性差,且燃燒時產(chǎn)生HCl等有毒氣體;PE膜質(zhì)量輕,柔軟易造型,透光性好,是我國主要使用的農(nóng)膜之一,但耐候性、保溫性差,易形成水滴;EVA膜的透光性、保溫性、耐候性均優(yōu)于PVC和PE膜,是近年來應(yīng)用于農(nóng)業(yè)中的新型薄膜材料。幾十年來,地膜覆蓋技術(shù)促進了農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的快速發(fā)展,但塑料農(nóng)膜的降解過程緩慢,需要100年以上,由此帶來的土壤質(zhì)量下降與環(huán)境污染問題也逐漸突出。 功能性農(nóng)膜 隨著設(shè)施栽培的快速發(fā)展.對農(nóng)膜功能的要求不斷提高。功能性農(nóng)膜應(yīng)運而生。其以聚烯烴(PO)、低密度聚乙烯(LDPE)或PVC樹脂為主要原料,添加功能性助劑.經(jīng)混合、擠出、吹塑工藝制成。功能性農(nóng)膜的增產(chǎn)、早熟及改善品質(zhì)效果更顯著。目前主要以高耐候、高透光、長效流滴防霧及改善光質(zhì)的多功能膜為研究熱點。 耐候性農(nóng)膜 農(nóng)膜的耐老化性是其他所有功能的前提,棚膜的耐老化要求高于地膜。通過優(yōu)化樹脂材料和穩(wěn)定劑可適度延長農(nóng)膜的使用年限。一般采用高分子量及支鏈較少的材料做為基礎(chǔ)樹脂,選擇高效耐老化劑,使用多層共擠技術(shù)生產(chǎn)耐老化農(nóng)膜。20世紀80年代耐老化農(nóng)膜樹脂主要為LDPE;20世紀90年代采用LDPE和線性低密度聚乙烯(LLDPE)共混樹脂;目前采用共混樹脂添加mLLDPE為基礎(chǔ)樹脂。目前已知的性能最優(yōu)的耐老化劑為受阻胺光穩(wěn)定劑,20世紀80年代主要用GW一540+2002,20世紀90年代以后開始利用復(fù)配抗氧化劑配方,目前國外采用無毒聚合型受阻胺作為主要的耐老化劑,并且進入國內(nèi)市場,但價格較高。國產(chǎn)的BW6911和6911/B215耐老化劑價格便宜,性能與國外產(chǎn)品相當。 轉(zhuǎn)光膜 由太陽輻射到地表的太陽能中。300.750 nm的光譜輻射能所占比例約為50%,而能被葉綠素大量吸收而有效提高光合作用的光主要是藍紫光區(qū)(400480 nm)和紅橙光區(qū)(600~680 nln),290~350 nm的紫外光和510。580 nm的黃綠光對光合作用影響較?。魑锼璧墓庾V強度不足,還要吸收不利于生長的大部分光譜,限制了光合速率的提甜131。在農(nóng)用膜中添加轉(zhuǎn)光劑可實現(xiàn)透過光光譜的轉(zhuǎn)換??蓪⒆贤夤饣螯S綠光轉(zhuǎn)換成光合作用所需的藍紫光及紅橙光,從而增加葉片葉綠素的含量和葉片面積.促進作物生長。目前使用的轉(zhuǎn)光劑主要有稀土無機轉(zhuǎn)光劑、稀土有機轉(zhuǎn)光劑、堿土金屬硫化物和熒光染料轉(zhuǎn)光劑等,通過附染法、母料法、三層共擠法等工藝制備農(nóng)用轉(zhuǎn)光膜。轉(zhuǎn)光膜的基本原理是體系中存在不穩(wěn)定的離子或磷電子,可被紫外光或綠光的光能激發(fā),處于高能狀態(tài),能量傳給中心離子后,電子由不穩(wěn)定的激發(fā)態(tài)回到穩(wěn)定的基態(tài),伴隨一定波長光譜的發(fā)出,發(fā)射光的能量低于激發(fā)光的能量。較使用普通農(nóng)用膜的設(shè)施蔬菜,轉(zhuǎn)光膜可增加溫度3℃~50C.增產(chǎn)20%左右。提前7~10 d上市。 防霧無滴膜 普通棚膜內(nèi)表面易凝結(jié)水滴,易引起作物病害,且降低了設(shè)施內(nèi)的透光率,限制了設(shè)施栽培作物產(chǎn)量和品質(zhì)的提高。20世紀90年代,國內(nèi)外農(nóng)膜行業(yè)通過試驗和應(yīng)用研究。選擇EVA基礎(chǔ)樹脂添加流滴劑和消霧劑造母粒。通過三層共擠吹塑技術(shù)研制出防霧無滴膜。流滴劑以脂肪酸多醇酯、有機胺類和聚氧乙烯類等多種非離子表面活性劑復(fù)配物,采用特殊型高表面活性劑作為消霧劑,主要有氟和硅表面活性劑.其中,氟系消霧劑的消霧性能優(yōu)于硅系?;A(chǔ)樹脂、流滴劑、消霧劑及其他活性劑之間有“配合效應(yīng)”,不同功能性助劑并用存在顯著的差異性,必須篩選出最佳流滴一消霧體系。但是,這種添加型防霧流滴膜中的功能性助劑,易從膜分子中析出流失,膜的功能持續(xù)期較短。近年來,國內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn),采用涂覆流滴、消霧助劑的方法可實現(xiàn)流滴持效期與膜耐老化性基本同步。并已開發(fā)出良好的外涂流滴、消霧體系。目前,國內(nèi)塑料大棚和13光溫室使用的防霧無滴膜,初始透光率I>90%,初始霧度≤25%,流滴持效期可達18個月以上,使用效果顯著優(yōu)于有滴膜閻。 其他功能性農(nóng)膜 農(nóng)用膜的透光率是評價膜質(zhì)量的重要參數(shù),也是農(nóng)民選擇棚膜的首先指標。因此,高透光率的塑料薄膜將是農(nóng)膜市場的主導(dǎo)產(chǎn)品。選擇高透光、添加劑少的基礎(chǔ)樹脂。并在樹脂材料中添加增透劑,增加體系內(nèi)的晶核數(shù),減少晶核粒徑,可有效提高透光率,降低霧度。有研究發(fā)現(xiàn),先將納米無機復(fù)合粒子與其他功能助劑制成母粒,利用三層共擠技術(shù)生產(chǎn)的納米無機粒子改性棚膜,以及添加成核透明劑的LLDPE棚膜.結(jié)晶均勻細密,透光率較普通棚膜提高2%。霧度降低38%~46%,有較好保溫性能,且耐老化性顯著優(yōu)于普通棚膜。膜下雜草防除問題是限制地膜覆蓋栽培技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵因素.除草地膜的應(yīng)用可有效防除膜下雜草。主要有2種除草地膜,一種是物理除草地膜,主要是綠色、黑色等有色地膜,通過抑制植物的光合作用達到除草目的:另一種是化學(xué)除草地膜,將除草劑添加至地膜中,利用除草劑的緩慢擴散,在土壤表面形成滅草層,添加改良系除草母粒(GXML)的PE地膜除草效果較好例。日本通過浸入植物精油的方法開發(fā)出了具有防蟲、殺菌作用的多功能農(nóng)用地膜。隨著生產(chǎn)技術(shù)的提高.農(nóng)膜行業(yè)在耐候、流滴、防蟲除草等功能的基礎(chǔ)上,又生產(chǎn)出了利用光質(zhì)調(diào)節(jié)的專色膜。 生態(tài)可降解型農(nóng)膜 農(nóng)膜覆蓋技術(shù)推動了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展,同時.由于其自然降解十分緩慢,也導(dǎo)致了農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的“白色污染”,造成土壤質(zhì)量下降,降低了作物產(chǎn)量和品質(zhì)。因此,開發(fā)利用可降解的環(huán)保型農(nóng)膜,是今后農(nóng)膜行業(yè)發(fā)展的必然趨勢,國內(nèi)外已經(jīng)研制出了一系列可降解農(nóng)膜閱。 生物降解農(nóng)膜 生物降解膜分為完全生物降解膜和添加型生物降解膜。完全降解膜來源于淀粉、纖維素、殼聚糖及其他多糖類天然材料,以玉米淀粉基農(nóng)膜為主.可完全自然降解,不會造成環(huán)境污染。降解的機理是微生物侵入薄膜后,使聚合物水解,分裂成低聚物,微生物分泌的酶可降解聚合物生成水溶性的小分子化合物,最終分解為CO2和水。添加型生物降解地膜是生物降解膜的研發(fā)重點。它是由天然高分子與合成高分子混合加工而成.其代表產(chǎn)品為聚乙烯淀粉生物降解地膜。美國采用40%~60%淀粉與改性聚乙烯醇共混生產(chǎn)出生物降解農(nóng)膜;日本制成淀粉含量高達40%~85%的PE生物降解塑料:國內(nèi)生產(chǎn)的添加型生物降解農(nóng)膜淀粉含量一般為10%~30%嘲。目前生產(chǎn)的生物降解農(nóng)膜還屬于不完全降解膜,僅其中添加的少量天然高分子能夠降解,大部分PE、PVC等合成高分子聚酯無法生物降解而殘留在土壤中。長期積累易造成農(nóng)業(yè)環(huán)境污染。 植物纖維農(nóng)膜 植物纖維農(nóng)膜是利用植物纖維作物原料生產(chǎn)的農(nóng)膜,它可在自然環(huán)境中被微生物降解.生成有機廢料,改善土壤結(jié)構(gòu)和培肥地力,有效解決了農(nóng)膜的環(huán)境污染問題,是發(fā)展可降解農(nóng)膜的主要方向之一。目前生產(chǎn)的植物纖維地膜有紙地膜、麻纖維地膜、草漿地膜等。植物纖維地膜的透光性低于塑料薄膜.但不影響作物正常生長,保溫、保水性較好。且抗撕裂強度,干、濕斷裂強度等強力指標均滿足使用要求。日本和歐美國家已推廣使用利用殼聚糖和植物纖維素生產(chǎn)的紙地膜。我國以麻類纖維為主要原料.利用無紡布制造工藝和特有的后整理工藝、梳理成網(wǎng)與氣流成網(wǎng)相結(jié)合的工藝,生產(chǎn)出了符合使用要求的環(huán)保型麻纖維地膜,其降解的最終產(chǎn)物為有機質(zhì)、CO2和水.基本沒有污染。 多功能可降解液態(tài)農(nóng)膜 多功能可降解液態(tài)膜是以植物纖維、秸稈、殼聚糖等天然高分子材料為原料的新型液態(tài)農(nóng)膜。這種膜噴灑地面后可形成特殊的土膜結(jié)構(gòu).抑制土表蒸發(fā),提高土壤的持水保水能力.還可與土壤顆粒聯(lián)結(jié)成理想的團聚體,改良土壤團里結(jié)構(gòu).促進植株生長,提高產(chǎn)量,改善品質(zhì),可完全降解,不會造成環(huán)境污染。日本和歐洲一些國家已經(jīng)將多功能可降解液態(tài)膜應(yīng)用于蔬菜、果樹和花卉種植。近年來,我國研發(fā)了腐殖酸液態(tài)營養(yǎng)地膜,并在馬鈴薯、花生、玉米種植中起到了顯著效果。 來源:PE聚乙烯產(chǎn)業(yè)鏈 |
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