防水透氣膜在活魚運輸上的開發應用

（信陽農林學院水產學院 河南 信陽 464000）

防水透氣膜在活魚運輸上的開發應用

彭新亮 龔 靜 田海軍

（信陽農林學院水產學院 河南 信陽 464000）

在活魚運輸中，密閉尼龍袋運輸法因運輸方便、成活率高等優點，成為最常用的運輸方式之一。密閉尼龍袋運輸要滿足的條件是袋內既要有適量的水，又要有充足的氧氣供魚呼吸。由于要考慮尼龍袋承重能力及運輸方便等因素，尺寸多在40～80cm之內，所能攜帶的水和氧氣是有限的。在長途運輸中，魚因不斷耗氧氣產生二氧化碳，導致袋內氧氣逐漸減少而二氧化碳增多，若運輸時間過長，常因水中二氧化碳濃度過高，引起魚類麻痹缺氧死亡。若能讓氧氣和二氧化碳透過運輸袋表面進行氣體交換而水不泄露，即做到防水又透氣，這在人們的觀念中，幾乎是一個自相矛盾的要求，防水透氣膜的問世，解決了這一難題。防水透氣膜以其特有的防水透氣功能顯示出作為活魚長途運輸材料的優越性，并已初步在活魚運輸產品中開發應用。防水透氣膜按透濕原理可分為微孔薄膜和無孔親水薄膜，由于微孔薄膜透氣量大，在活魚運輸中效果較好，因此在活魚運輸中多采用此種防水透氣膜。本文針對微孔防水透氣膜在活魚運輸中開發應用進行探討。

一、防水透氣膜在活魚運輸上的開發歷史

1969年美國戈爾公司開發出具有防水透氣功能的聚四氟乙烯防水透氣膜后，它首先被應用到軍事和航天領域，如宇航服、太空育種袋等。依據聚四氟乙烯防水透氣膜的優良特性和使用效果，它可以作為開發活魚運輸工具的優良材料，但由于聚四氟乙烯防水透氣膜加工難度大，成本高，生產專利長期以來被美國的戈爾公司控制，因而產品價格昂貴，加之活魚運輸工具用料較多，一直沒有得到有效開發應用。

為降低成本和推廣利用防水透氣膜的優良特性，20世紀70年代美國等發達國家又開發了聚乙烯防水透氣膜。該防水透氣膜因加工工藝簡單、價格低廉、防水透氣功能良好等優點，成為開發活魚運輸工具的材料首選。相比其它行業，聚乙烯防水透氣膜在活魚運輸工具方面開發較晚，在此之前，以聚乙烯防水透氣膜為材料已開發出防水透氣衛生巾、紙尿褲、護墊、手術服、手術簾等多種產品。至20世紀90年代，美國科登有限責任公司（Kordon LLC）才把聚乙烯防水透氣膜成功開發應用到活魚運輸工具上。科登公司產品研究開發人員以聚乙烯防水透氣膜為材料，根據活魚運輸的特點設計制造了運輸袋，因袋中氧氣和二氧化碳可以通過表面微孔進行氣體交換，猶如呼吸一樣，故命名為科登呼吸袋（Kordon誖 Breathing BagsTM，圖1），并注冊商標。科登呼吸袋的面世，既擺脫了傳統尼龍袋密閉運輸法充氧的繁瑣環節，又解決了長途運輸缺氧的難題，受到使用者的廣泛歡迎，尤

其在觀賞水族運輸和網購郵寄中最為方便，被稱為水族呼吸袋、水族郵寄袋等。

圖1 科登誖呼吸袋TM（Kordon誖 Breathing BagsTM）

二、防水透氣膜的作用機理

聚乙烯防水透氣膜每平方厘米薄膜上有上億個直徑在0.01μm～10μm的微孔，自然界中水滴由于表面張力作用直徑為100μm～3000μm，空氣分子直徑為0.00036μm。而水族呼吸袋上微孔直徑為水滴直徑的幾百到幾十萬分之一，是空氣分子的幾十到幾萬倍，因此最小的水滴也不能透過，而空氣分子則可以自由進出，從而實現呼吸袋防水透氣的功能。使用水族呼吸袋進行活魚運輸中，魚因不斷消耗水中氧氣產生二氧化碳，導致袋內水中溶氧逐漸減少而二氧化碳增多，氧氣和二氧化碳因溶解濃度差通過微孔進行氣體交換，使袋內被消耗的氧氣源源不斷得到補充，從而實現不用充氧就可以達到活魚長途運輸的目的。

三、 防水透氣膜作為活魚運輸工具的優越性

以聚乙烯防水透氣膜為材料開發的水族呼吸袋，與傳統塑料薄膜為材料制成的密閉尼龍袋相比，具有十分明顯的優越性。主要體現在六方面：（1）運輸前不需充氧，減少了充氧的繁瑣過程；（2）長途運輸中不易出現缺氧死亡問題，提高了成活率；（3）袋內只裝少量水，不保留氣體空間，重量輕且空間小，便于攜帶運輸和進行大規模的海運、陸運（圖2）；（4）長途運輸減少了對空運的依賴，降低了運輸成本；（5）袋內只裝水不會發生激烈震蕩，使魚保持平穩減少傷害；（6）便于野外活魚采集運輸，擺脫了對充氧設施的依賴。由于水族呼吸袋的優越性，一經面世，就受到使用者的普遍歡迎，尤其在觀賞魚長途運輸中使用最多。在當今網上購物普及的情況下，防水透氣膜在活魚運輸的開發使用，使遠距離網購活魚進行低價長途運輸成為現實，活魚也可以像普通網購商品一樣不再受運輸時間的嚴格限制，進行低價長途運輸，大大降低了成本。

圖2 水族呼吸袋海運集裝箱圖例

四、防水透氣膜在活魚運輸上的開發應用現狀

防水透氣膜首先被美國科登有限責任公司開發成活魚運輸產品，產品命名為科登呼吸袋，注冊商標并擁有生產專利，生產銷售處于壟斷地位，因而產品價格偏高。國內一些企業也以聚乙烯防水透氣膜為材料制作水族呼吸袋，但無論透氣性，還是柔韌性都不及科登呼吸袋。目前，市場上大多數水族呼吸袋是從美國進口的，規格有4種，分別為小號（13cm×20cm）、中號（18.75cm×30cm）、大號（19.5cm×50cm）和超大號（35.6cm×40.6cm×76.2cm）。小號和中號因空間有限，裝水和魚較少，運輸中不宜破損且輕便，使用較多；大號和超大號裝水和魚較多時，密封處易發生滲漏，運輸中也易破損，使用時需要有合適的保護措施。當前市場上所有水族呼吸袋都存在一個弱點，即只能運輸小型觀賞魚或魚苗，對于大型魚類，帶硬棘或多刺的魚、蝦等水生動物，因承重能力有限或易被刺破等原因都不能運輸。臺灣生產商在吸取科登呼吸袋優點的基礎上，對呼吸袋材料進行納米抗菌處理，開發了納米抗菌呼吸袋，同時對呼吸袋增加厚度和韌性，并進行尺寸改進，在一定程度上降低了運輸中的破損率。但是根據聚乙烯防水透氣膜的透氣特性，薄膜厚度增加會降低微孔的透氣性能，厚度的增加對微孔透氣性的影響還有待進一步研究。

五、防水透氣膜在水產行業開發應用展望

防水透氣膜自面世以來，就受到人們的關注，許多國家都在積極地研究開發，美國、日本、英國等國家已申請了幾百項技術專利。尤其是20世紀80年代以來，隨著防水透氣膜研究開發的深入，應用范圍由原來的軍事與航空航天，已擴展到石油化工、電子電器、醫療衛生、機械、建筑、紡織等領域。但在水產行業的開發應用，目前除水族呼吸袋外，還沒有其它產品。根據防水透氣膜的特性，可以為水產品暫養、運輸、缺氧、保鮮等問題提供解決新途徑。比如對于當前市場上普遍面臨的水產貨物保持鮮活問題，超市和酒店一般采用充氧的方式保持，人們購買鮮活水產品后普遍當場宰殺，然后用冰凍或腌制等方法保存，水產品禮品盒只能盛裝冰凍、曬干或腌制的貨物。若能開發出適合多種場合和用途的防水透氣容器、袋子或其它漁具，用于鮮活水產品的盛放、運輸和保鮮等，將為水產貨物保持鮮活帶來新的便利方式。如開發范圍擴展到水族箱、魚缸、水褲以及過濾材料等，將會帶來更大的經濟和社會效益。根據防水透氣膜在其它行業應用帶來的巨大便利和效益，可以推測水產這個和水密不可分的行業，防水透氣膜的應用前景將會更為廣闊。