防雾剂在农用聚烯烃棚膜中的应用研究

No3(Sum. 149)塑料科技June 2002PLASTICS SCI. & TECHNOLOCY7文章编号: 03020203-00005防雾剂在农用聚烯烃棚膜中的应用研究吴翠杰,王庆斌，李静华(白山市喜丰塑料股份有限公司,吉林白山市134300)摘要:着重介绍几种防雾剂在三层复合聚烯烃农用棚膜中的应用及试验研究过程并讨论了几种特种防雾剂在农用棚膜中的应用效果,对农膜用防雾剂的应用原理等进行了探讨。关键词:防雾剂 ;农膜;应用中图分类号: TQ327.8 320.721文献标识码: B农用棚膜在使用过程中,由于受外界气候变化的d= 0.927g/cm3影响以及棚内外温度、湿度的变化,可导致棚内产生雾EVA14- -0. 7VA含量14% MFR = 0.7g/气。10min d = 0. 937g/cm3棚内产生雾气主要发生于早春和晚秋季节，而且EVA9- 0.7VA 含量9% MFR = 0.71g/ 10min以早晨和傍晚最为严重。这主要是由于塑料大棚内外d= 0.920g/cm'温度变化大,在外界冷空气作用下,膜内表面附近空间防老化剂Tinuivn-- 622 Chimassorb- -944相对湿度超过饱蒸汽压，使水蒸气分子遇到冷空气达抗氧剂B215 B900到饱和凝固点从而形成微小的颗粒雾气。当外界温度保温剂1250目硅藻土、2500目滑石粉变化后膜面雾气向棚内空间扩散并随着饱和蒸汽压的流滴剂FY-2 GF-1 .防雾剂FW-1 #FW-2 #FW-3# FW4#升高而逐渐消失。FW-5 # .消除雾气或防止雾气的产生可改善农民的作业环1.2 主要仪器和设备境,减少农作物的病虫害,特别是对叶类作物尤为重要,提高棚膜的透光率，促进作物的光合作用,增产增SJ- -120x3三层共挤吹塑大连橡 塑机厂薄膜机组收。本文将着重介绍几种防雾剂在三层复合聚烯烃农WCT- s雾度透光率测定仪上海 物理光学仪器厂流滴测试仪农膜学会制作用棚膜中的应用及试验研究过程。雾气观察仪自制1试验部分拉力试验机吉林大学科教试验厂1.3扣棚时间地点1.1试验原料试验地点:沈阳试验基地LDPE大庆石化公司18D MI= 1.5g/10min d白山市试验点= 0.919g/cm'大棚结构:镀锌管骨架标准大棚LLDPE吉化公司DFDA--7042 MI= 2. 0g/试验棚数:16个10min d = 0.919g/cm'扣棚时间:沈阳2000年3月16日~23日EVA北京有 机化工厂白山2000年3月29日EVA5- 0.3VA含量5% MFR = 0.34g/10min1.4工艺路线收稿日期: 2001-12-178吴翠杰,等防雾剂在农用 聚烯烃棚膜中的应用研究1.4.1功能 母料的制备聚烯烃薄膜的表面,并凝结成水膜或大水珠顺膜流下来。同时加人的防雾助剂能缓慢地从高分子内部迁移载体树脂-出来,充分有效地抑制膜面的发雾,以保证优良的防雾光稳定剂--混合物1效果和防雾持久期。抗氧剂-→高搅混合→双螺杆造粒→通常采用的防雾剂是-一种表面活性剂。含有有机加工助剂一功能母料氟及有机硅特种表面活性剂，具有良好的防止雾气产缓释剂]生作用。防雾剂-混合物2有机氟表面活性剂，可有效地控制薄膜附近的发流滴剂J雾现象,加入有机氟表面活性剂能使塑料膜的表面能. 1.4.2 棚膜的制备功能母料]→高搅混合+三层共挤吹塑薄膜机组-→降低,给予其表面斥油性,低摩擦系数,非粘着和防污性等。.基础树脂」防雾膜由于选用的各种防雾助剂均系含氟、含硅特种表有机硅表面活性剂，可有力地抑制薄膜内表面附面活性剂,大部分是流动性液体(有部分是粉末状) ,所近发雾现象,有效抑制植病害的传播,其防雾滴性和防以在加工母料时先采用缓释剂进行吸附处理后与载体发雾性比较持久。2.1配方设计 思路树脂与各种助剂制成母料,而后吹塑成膜。在每个配方中，同时加入同等比份的光稳定剂、抗1.5 性能测试氧剂流滴剂和保温剂的条件下,配方设计时主要考虑1.5.1力学性能按农用PE吹塑薄膜GB4455--92测定试验薄膜原以下几个方面:(1)选用五种防雾剂在设定的体系中的效果。始状态及扣棚12个月后的拉伸强度,断裂伸长率并计(2)防雾剂的加入量对防雾效果的影响。算其保留率。(3)有机硅类和有机氟类表面活性剂复配使用对1.5.2 透光率按GB2410- 91 对防雾膜的透光率进行测试。防雾效果的影响。(4)加入防雾剂对聚烯烃类农用棚膜流滴、保温、1.5.3雾气程度测定耐老化性能的影响。按自定标准进行评价。2.1.1基于. 上述思路,确定出下列防雾剂加入量标准内容:雾气程度分为6级0级:无雾表1防雾剂加入量(%)1级:少雾一有 薄雾产生。配方FW-1FW-2FW-3FW4Fw-S2级:轻雾一-有雾气产生,可看清棚内对面的景棚号物。0.2523级:中雾-隐约可看见棚对面景物。0.34级:重雾一隐约可 看出棚中部景物。0.45级:极重雾一看不清 棚中部景物，棚内弥漫雾0.2气。0.151.6产品产品规格8,000mm x 0.08mm注:8号棚膜是PE多功能棚膜的对照样膜。产品名称三层复 合聚烯烃防雾农用棚膜2.1.2 配方按配比生产出防雾母料和综合母料，两种母料按2结果与讨论比例加人到三层共挤吹塑薄膜机中吹制复合膜。聚烯烃类农用棚膜由于采用的基础树脂都是非极2.2防雾效果性或弱极性的高分子材料,所以要使膜面不产生雾气扣棚后，于2000年3月27日~4月15 日分别对沈阳或消除、减少雾气,必须使水蒸气分子能充分地凝聚在市及白山市试验地的棚膜进行了观察。见表2和表3。吴翠杰,等防雾剂在农用聚烯烃棚膜中的应用研究表2。沈阳市试验点防雾程度(级)天4 流滴效果(级)棚号与外外界温度棚8界温度26日期(C)2000.3.282000.5.20 1312000.3.27|02003.28 0| 42000.6. 102000.3.29200.11.1200..30 2| 4-1-82001.3.4 .注:上表是用水滴的失效面积的百分比表示流滴效果的。2000.4.122000.4.131级:棚膜基本不附着露滴,结露面积≤5%。2000.4.14 0|2级:压膜线下有少量踞滴，结露面积比例为5% - 20%。3级:压膜线下及附近有少量露滴,结露面积比例为20% - 50%。表3白山市试验点防雾程度(级)4级;流滴不均(棚膜流滴与附着露滴部位相同)结齶面积≥50%。5级:棚膜密布誤滴。2.4防雾剂的加入对 膜透光率的影响因为防雾剂具有双重基团(亲油基和亲水基),加2000.4.50|40-92000.4.64人后亲油基团作用与高分子材料形成连续的水膜,对2000.4.7透光性基本无影响。2000.4.8-1-4表5平均透光率(%)棚号67从观测到的情况看,1号和7号棚膜配方表现最扣棚时间好,观察效果基本无雾，是所有试验中最好的,5号棚7个月68.259.664.4 61.7 | 64.0| 63.5 62.160.3膜的配方也是复配型,但由于用量少,没有达到理想的12个月65.0 55.064.9 61.9 60.1 70.3 69.8 6517个月70.4 69.3| 70.7 62.6 70.1 70.3 69.8 70.2效果。分析其防雾的原因是:采用的是FW-1号和FW-1从测试的数据来看,扣棚17个月时透光率有所回号与FW-3号复配的防雾剂,其主要成分是含有机氟升,这主要是下雨后将部分灰尘冲洗掉,使得膜的透光的表面活性剂及含有机硅表面活性剂复配。含氟的表率上升。面活性剂具有以下特性:在极低的浓度下表面出憎水和憎油的特性。即使塑料膜的表面能大大降低，消除雾2.5防雾剂对保温 及增温性的影响气。同时,碳氟链又具有高的耐热稳定性及高的化学惰从2000年4月6日至4月8日对白山市试验点进性。加入有机氟表面活性剂，起防雾作用的是氟元素,行了棚内温度测定。可加速水分子的运动,形成HF物,消除雾气。表62000年4月 7日至4月8日棚内温度变化情况(C)含氟和含硅防雾剂可在塑料表面取向,蔬水基向内,亲水基向外,从而使水易于湿润薄膜表面，凝结的扣棚日期测试时间备注与地址6.10 7.00| 8.10细小水滴能迅速扩散形成极薄的水膜或结成大水珠顺12.薄膜流下来,这样就可避免小水珠的光散射所造成的4.0.50.5雾化。3.06.010.5昨夜下雪现已2.3防雾剂的加入对流滴性的影响2000. 4. 7停,室外温度为防雾剂加入会对流滴剂产生不良影响，但从试验白山市试3.59.010.0- 1.5C雪开始融化，棚内膜面选用的流滴剂来看,没有出现这样的问题，流滴效果非4.52.0 都有霜。常好。11.59.510吴翠杰,等防雾剂在农用聚烯烃棚膜中的应用研究续上表2.7防雾剂的 用量与防雾效果的关系扣棚日期棚号测试时间备有机氟表面活性添加到农膜中，能有效地防止塑与地址6.107.00 8. 10料棚内的发雾。然而,此种塑料薄膜用作塑料棚的初期5.011.014.5大棚内有明显的防雾作用,但经过一定时间的使用后，4.010.12.5有机氟表面活性剂逐步流失，它的抑制发雾的作用就15.5不能有效地保持,若有机氟表面活性剂的添加量过大，2000.4.813.5则易于渗出到薄膜表面,使薄膜与薄膜之间发生粘连，白山市试9.5棚内膜面无霜。并发生其他副作用。验点3.59.0表8防雾效果(天).011.5防雾剂加入量(%)0.05 0.10.25 0.3| 0.5 0.613.0配方FW26Q136| 135 | 17070FW-3 _2045 145138162156从表6实测两天棚内温度变化情况看,参人防雾剂对棚膜保温性能没有影响。在聚烯烃农用棚膜中，防雾剂加人量太小，虽然加2.6防雾剂对棚膜耐老化性能的影响扣棚6个月及12个月分别取样对拉伸强度及断入容易,但效果差并且持效期短;加入量太大,易迁移到薄膜表面,造成防雾剂的损耗,而且成本高,并且加裂伸长率进行测试，并计算其保留率。工困难。表7拉伸强度保留率(%)从实验数据看防雾剂加入量为0.2% ~0.5%效果指标拉伸强度|断裂伸 长率|直角撕裂强度最佳，防雾时间达136天~170天，最为经济。(MPa)(%)(kN/m)扣棚时间纵向横向I纵向横向纵向横向2.8结论1初始值实测值23.8 24 544 629301(1)通过1年多的田间覆盖试验,可以看出采用12个月保留率70.1 73.4 58.2 55.7| 78.1| 80.6具有特殊基团的有机氟和有机硅作为聚烯烃类棚膜防实测值21.521.9612 658 | 7883雾剂,可以满足使用要求。2保留率| 81.4| 69.7 | 71.8 74.9 89.7 | 86.7(2)在三层共挤薄膜中,防雾剂的用量:实测值20.6 22 454| 618798内层加人量为0.2% ~ 0.3%，中层加入量为30.05%~0.1%时最佳。保留率81.6 77.768.7 70 79.3| 79.64初始值|实测值 23.2 I 23.8 544 641| 90| 120(3)加入有机氟和有机硅表面活性剂后,应适当12个月.保留率76.781.982.7 76.981.273.8提高内层及中层流滴剂的加人量,以补充受影响部分的流滴效果。实测值19.820.6482 | 569| 80)1(4)本实验仅对有机氟和有机硅防雾剂配以含有保留率| 74.273.969.1 | 77| 68.8 67.1机胺类流滴剂制成的流滴膜有参考价值。实测值21.3| 21.1| 610 66)3026(5)不同结构的有机氟和有机硅防雾剂其消雾效保留率62.859.2| 77 69 92 96.7果完全不同。实测值20.722 620 632 8489保留率| 67.760 | 56.553.272.680(6)本实验是在春季的应用对比，秋季应用还有待继续验证。实测值.23.3| 25.1| 578 611 99.6 1028保留率74.6 59.3| 83.7 | 89.170 83.3参考文献:从实测的数据看对照膜与试验膜的指标基本接[1] 秦立洁. 高效节能日光温室专用棚膜的研究与开发[J].中国塑料.1999,(1):60.近,即加入防雾剂对耐老化性能基本无影响。[2]陈宇.PE、EVA流滴减雾棚膜的开发与应用[J].中国塑料.2000,14(4):1- 10.吴翠杰，等防雾剂在农用 聚烯烃棚膜中的应用研究I1[3]陈祖欣.受阻胺光稳定剂发展现状及家庭新成员(J].塑51.料助剂.000(3):23.[6]王学军.新型流滴减雾体系的研究及其开发应用[J].中[4]梁治齐 ,等.氟表面活性剂[M].北京:中国轻工业出版社,国塑料.2001,(9):58.1998.[7] 张真和主编.高效节能日光温室园艺--蔬菜果树花卉[5]陈祖欣.聚烯烃农 用棚膜助剂的应用[J].塑料200,(4):栽培新技术[M].北京:中国农业出版社.1995,1- 12.Study on the Application of Anti-fogging Agent toAgricultural Shed Film of Polyolefin PlasticWU Cui-je, WANG Qing-bin, L Jing-hua(Baishan City Xifeng Plastic Corp. Ltd. ,Ji-lin Bai shan 134300, China)Abstract: This paper introduced emphatically the aplicaion of several kinds of anti- fogig agents to three layer com-posite agricultural PO plastic shed film and the course of test. It also discussed the applied efet of several kinds of special an-ti-fogging agents to agniculural plastic flm and the applied principle of the anti-fogging agents to the argricultural film.Key words: Anti-fogging agent; Agricultural film; Application[上接第3页]能的影响[].高分子材料科学与工程, 198, 14(2):84-参考文献:85.[1] 周样兴.新一代聚乙烯一 茂金属聚乙烯[J].塑料技术，[5] R. A. C. Debieck, M. B. F. Mathot. Thermal and Mechanical1998,(4):35 -39.Propertics for Binary Blends of Metallocene Polyethylene with[2] H. H. Brintzinger et al.. Stcospecifice 0lefin PolymerzationConventional Polyolefins([J].J Mater Sei. Lett.. 1988, 7: 1276with Chiral Meallocene Catalysts[J]. Angew. Chem. Int. Ed.一1279.6] C. Mueller. g, et al.. 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It also studied the blown film of mPE/LDPE blends, measured the MFR and researched the process con-dition of blown film and the relationship between the tensile strength and tearing strength of the flm and the compounding ra-io.Key words: Mallocene polyethylene; Blending modification