高透光散光功能棚膜的開發

張牙潤，靳樹偉，王明顯，金宏云

（玉溪市旭日塑料有限責任公司，云南玉溪 653100）

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

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膜，以改善設施蔬菜群體內部光照分布嚴重不均問題，大幅提高蔬菜設施的產能，有效防治蔬菜日灼病、弱化趨光性、改善莖葉菜品質[1]。

1 實驗部分

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?；

光擴散劑（有機硅類）：KS-1500，科明睿新材料有限公司；

光穩定劑：HS-944：北京天罡助劑有限公司；

抗氧劑：B215：北京燕聯有限公司。

1.2 生產設備及檢測儀器

旋爪密煉造粒機，杭州臨安市綠源精細化學品有限公司；

雙螺桿擠出造粒機CJWA75-48D，常州金緯化工成套設備有限公司；

攪拌機，震鑫機械；

三層復合吹塑棚膜機M3N-10000，廣東金明設備有限公司；

電子萬能試驗機 CMT2202，美特斯工業系統（中國）有限公司；

光照度計1339，泰仕電子工業股份有限公司；

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

首 先 將 LDPE 2130，LLDPE 9047，m-LLDPE 2010ME，散光母料，長壽母料等原料分內層、中層、外層按照不同的比例用攪拌機混合均勻，然后將混合原料加入對應的內、中、外層擠出機中進行吹膜，再經過牽引、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。用光照度計測試光照強度。用電子萬能試驗機測試產品力學性能。

2 結果

2.1 力學性能的檢測分析

從表1中近3a生產的部分散光棚膜力學性能測試情況看，在棚膜中添加光擴散劑（有機硅類）：KS-1500，對棚膜的力學性能影響不大，產品的各項力學指標均達到國標GB4455-2006中的要求。

表1 近3年生產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性能的重要指標，透光率是以材料的光通量與入射光的光通量之比的百分數表示，是透明或半透明材料不清晰的程度，是材料內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數表示[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，能為植物創造一種更加溫和的微氣候環境，表現為作物葉片焦燒、灼傷減少，使農作物更好的生長發育，增加產量和提高品質。

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

2.3 光照強度檢測分析

散光棚膜對光照強度的影響見表2。

表2 散光棚膜對光照強度的影響

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

2.4 散光棚膜對棚內溫度的影響

圖1，圖2為散光棚膜大田應用溫度測試情況，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℃，能避免白天棚內高溫灼傷作物。同時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 散光棚膜的應用情況

通過近3a生產的散光棚膜應用情況看，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作物產量、改善品質，對沙糖桔種植可減少落果率，延長果實采收期，在繡球花、玫瑰花種植上可有效防止太陽光過強及棚內氣溫過高對花瓣及葉片的灼傷，或引起花瓣顏色變淡。散光棚膜在生產中已加入光穩定劑和抗氧劑，其使用壽命可達2～3a，散光棚膜的生產具有效好的社會經濟效益。當然，在實際應用中要根據當地的氣候情況及種植作物的不同來選擇不同霧度值的散光棚膜。

3 結論

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

2）通過調節散光母粒的添加比例，可以生產不同散光度（霧度）的功能性棚膜。

3）散光棚膜在生產中已加入光穩定劑和抗氧劑，其使用壽命可達2～3a。

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