Vedio3.2透明覆盖材料及应用之普通薄膜在线视频

现在我们一起来学习

透明覆盖材料及其应用

我国设施园艺生产中

使用的透明覆盖材料

主要以塑料薄膜为主

就基础母料而言

主要是聚氯乙烯薄膜简称PVC

聚乙烯薄膜简称PE

和乙烯、醋酸乙烯多功能复合膜

简称EVA三大类型

近几年发展快速的还有PO膜

本节重点介绍各种用于大棚

和温室的聚氯乙烯和聚乙烯薄膜的

普通膜以及它们的功能膜的特性及应用

首先我们来了解普通PVC和PE薄膜

普通PVC薄膜是1957年从日本引进

1958年自行生产

1966年用于塑料大棚的覆盖栽培

PE薄膜在1976年开始生产

由于其安全无害而得到广泛的应用

下面我们简单了解一下

这两种薄膜的生产工艺

PVC薄膜主要是用PVC树脂

加增塑剂在高温下压延而成

PE薄膜是由低密度聚乙烯树脂

或线型低密度聚乙烯树脂制成

我们重点来学习这两种薄膜的性能

前面我们已经知道

对于透明覆盖材料

其性能主要是透光性、强度、保温性

防雾、防滴性以及防老化性能

透明覆盖材料的透光性

主要表现在以下三个方面

一是对不同波长辐射的透光率

也就是分光透过率

其次是透过率与入射角的关系

这与薄膜本身性质无关

而与设施结构有关

因为薄膜需要覆盖在园艺设施上

所以设施结构会影响光线入射角

进而影响光的透过率

第三是薄膜的散光率

即透射光中散射光的

比例和透光性的衰减

主要是由水滴、灰尘等引起

我们来比较一下两种膜

对不同波长光辐射的透过率

首先我们看一下这张图

它给出了0到700纳米

两种薄膜分光透过率曲线

从这个图中我们可以看出

在小于350纳米的紫外线区域

PE膜的透光率大于PVC膜

在400到700纳米的光合有效辐射区域

透过率是PVC膜大于PE膜

再看一下这张图

这是几种塑料薄膜的热辐射透过率

从图中我们也能够清楚的看到

PVC膜长波辐射透过率要远远的低于PE膜

把上面两张图的数据

汇总成现在的这个表

从这个表中我们能够更清楚的看到

在紫外区域PVC膜的透过率小于PE膜

在光合有效辐射区域PVC膜的

透过率要高于PE膜

在近红外区域PVC膜的透过率高于PE

在大于5000nm的中红外和远红外区域

PVC膜的透过率小于PE膜

那么两种薄膜在不同波段的

透过率的差异说明了什么呢

保温性、增温性和耐老化特性

这两种膜谁更好一些呢

根据我们前面所讲的知识

我们看出PVC膜不论是在保温性

增温性还是耐老化特性方面均优于PE膜

下面我们再来看看

透光率与入射角的关系

透光率与入射角的关系

这个与薄膜本身的性质无关

而是与我们这个薄膜覆盖在

什么样的设施上

与这个设施的结构有关

那么什么是光线的入射角呢

光线的入射角是指光线照到覆盖材料表面

与覆盖材料的法线所形成的夹角

如图所示

当太阳光垂直照射到覆盖材料上

这个时候光线的的入射角为零

那么大家想一下这个时候的

透光率是不是最高

随着入射角的增加

透光率会逐渐的降低

我们看一下这个图

这个图是透明覆盖材料的透光率

随入射角变化的示意图

玻璃和薄膜的趋势相同

从图中我们可以看出

随着入射角的增大

透光率是逐渐下降的

再细分一下入射角在0到45度的范围内

透光率的下降非常缓慢

入射角45到60度

透光率下降比较明显

入射角大于60度以后

透光率急剧的下降

因此在园艺设施结构设计时

要考虑光线的入射角

这在后面相关章节我们还会介绍

透光率的第三个方面

就是散射光的透过率

实际生产中和在实验室条件下

所测得的新膜的透光率

一般会有比较大的差距

在实验室条件下

所测新膜的透光率

一般是在90%以上

而在生产条件下

所测得透光率一般只有60%到70%

大家看一下这个表

这是PE膜和PVC膜

覆盖在大棚覆盖条件下

随时间透光率的一个变化

从表中数据我们可以看出

虽然是新膜但它的透光率

也只有60%到70%左右

中午透光率高于早晨

同学们考虑一下

这是为什么

首先是受光线入射角影响

早晨太阳高度低入射角大

透光率相对较低

其次受骨架材料遮荫影响

还有水滴、灰尘、棚膜结露等的影响

因此即使是覆盖新膜

园艺设施内的透光率也只有70%左右

通过前面分析我们知道

普通的PVC膜不论是升温保温性

还是耐老化性都优于PE膜

但是在实际生产过程中

普通PVC膜存在透光率衰减快的问题

初始透光率为80%的PVC膜

使用半年以后降为50%

一年以后透光率降为30%左右

失去使用价值

而PE膜在使用半年以后

其透光率由初始的75%降为65%

一年以后仍有50%以上的透光率

PVC透光率衰减快的主要原因是什么呢

这与它的生产工艺有关

PVC膜在生产过程中加了增塑剂

在使用过程中随着增塑剂析出

吸尘性增加、透明度下降

导致透光率衰减比较快

这也是普通PVC膜在实际

使用过程中的一个缺点

前面我们比较了普通PVC膜

和PE膜的透光特性

下面我们来看一下强度和耐候性

这个表中给出了两种薄膜的强度指标

从几个强度指标综合来看

PVC膜的强度大于PE膜

同样其耐候性也大于PE膜

那么同学们考虑一下为什么

这我们还要追踪到两种膜

对不同波段光的透过率

通过前面学习我们知道

PVC膜对紫外部分的

透过率要远远的低于PE膜

所以不论是强度还是耐候性都要优于PE膜

再来看看保温性

保温性也是PVC膜大于PE膜

为什么

这也是由于两种膜长波热辐射的

透过率不同导致的

PVC膜的透过率要小于PE膜

所以其保温性要好

试验测试数据表明

同样结构的温室

覆盖PVC膜和PE膜

白天的温度PVC膜比PE高3℃左右

夜间高1~2℃

所以从增温保温性来看

PVC膜要优于PE膜

再来看看两种膜的其他性能

PE膜与水分子的亲和性比较差

容易形成水滴

使它的透光性下降

但它的耐寒性相对比较强

脆化温度可以达到零下70度

还有它的比重比较轻

PE膜的比重是0.92 g/cm2

而PVC膜的比重是1.30g/cm2

国内薄膜售价是以重量计

两种膜单位重量的价格相似

但购买同样规格同样重量的PE膜

它的覆盖面积就会比PVC多29%左右

那么相比而言它的性价比会更高一些

这是PE膜比PVC膜有优势的地方

再看看PVC膜的其他特性

它的脆化温度比PE膜低

另外PVC膜在20~30℃温度范围内

会表现明显的热胀性、昼松夜紧

在高温强光下容易松弛、易受风害

所以在扣棚膜时一定要注意

要尽量的拉紧棚膜

减少其在高温下的热胀性减轻风害

以目前生产中常见的长度60-80m的

单屋面日光温室为例

一般农民的经验是覆盖PVC膜

其长度与温室长度相同即可

而覆盖PE膜要比棚的长度多2m

另外就是它的比重大

相对经济性比PE膜要差一些

还有一个特点就是容易粘合修补

生产中一旦破损可以及时修补

但要注意燃烧的时候

PVC膜有有毒性气体放出要注意防护

在介绍了普通PVC膜和PE膜的性能以后

我们来看一下它的应用情况

普通PVC膜过去普遍用于塑料大棚的生产

用于塑料大棚生产的PVC膜的厚度

一般在0.10到0.15个mm

目前普通的PVC膜仅用于中小拱棚覆盖

厚度为0.03到0.05mm

普通PE膜普遍应用于长江中下游地区

用于塑料大棚覆盖的厚度为0.05到0.08mm

用于中小拱棚覆盖的厚度为0.03到0.05mm

普通的PVC膜、PE膜

在使用过程中存在以下问题

一是寿命短

一般的PE膜有效使用寿命3~6个月

PVC膜有效使用寿命4~6个月

二是无流滴性导致棚室湿度大

作物病害重

三是保温性比较差

针对普通膜的上述问题

开发了系列的功能性薄膜

我们将在后面学习

这一节我们重点给同学们介绍了

普通的PVC膜和PE膜的性能

以及它们在生产中的应用