塑料聚烯烴農(nóng)用棚膜助劑的應(yīng)用2001年第3期(30卷)助劑聚烯烴農(nóng)用棚膜助劑的應(yīng)用.陳祖欣(北京市花山助劑廠北京100176)摘要在簡(jiǎn)述受阻胺光穩(wěn)定劑光穩(wěn)定化機(jī)理基礎(chǔ)上結(jié)合我國(guó)農(nóng)膜常用光穩(wěn)定劑品種,討論光穩(wěn)定劑市場(chǎng)、性能價(jià)格比及應(yīng)用效果。同時(shí)討論了農(nóng)膜消霧劑應(yīng)用原理、方法和效果。關(guān)鍵詞光穩(wěn)定劑市場(chǎng)消霧劑中圖分類號(hào):TIQ325.1 TQ047.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 :A文章編號(hào):1001 - 9456( 2001 )04 - 0051-04Application of Auiliary Agents in PO Film for Agricultural GreenhouseCHEN Zu-xin( Beijing Huashan Auxiliary Factory Bejig 100176 ,China )Abstract :The market of light stabilizers is discussed with the mechanism of hindered amine light stabilizers .And the applications and results of anti-fog agent for agriculural film are introduced.Key words :light stabilizer imarket jantifog agent隨著菜籃子工程”全面實(shí)施,促使我國(guó)設(shè)施園藝受阻胺光穩(wěn)定劑隨著需求量增加品種增多過(guò)去技術(shù)飛速發(fā)展,同時(shí)推動(dòng)了農(nóng)用塑料大棚膜的需求。光穩(wěn)定劑GW-540一統(tǒng)天下的局面已經(jīng)結(jié)束。新品種農(nóng)用塑料大棚膜的基本質(zhì)量決定于樹(shù)脂,目前應(yīng)用較不斷涌現(xiàn)現(xiàn)市場(chǎng).上光穩(wěn)定劑主要品種有北京市花山廣的樹(shù)脂種類有LDPE、LLDPE、EVA、PVC等。由于對(duì)助劑廠的BW-10LD( 622 ) HS-770、HS-508( 292 ) HS-962農(nóng)用棚膜性能要求越來(lái)越多,因而需要在農(nóng)用棚膜中.( 783 )瑞土汽巴精化公司Chimassorb 944、Tinuvin 770、加入各種添加劑。添加劑的應(yīng)用只能擴(kuò)大農(nóng)膜的應(yīng)用Tinuvin 492美國(guó)氰特公司Cyasorb UV-3346科萊恩公范圍和功能卻不能改變其本質(zhì)。決定農(nóng)膜基本質(zhì)量司Hostavin N30 ,西格馬( 3V )公司Uvasorb HA-88 ,上海的最根本因素是樹(shù)脂本身塑料助劑只能錦上添花或石油化工股份有限公司GFW-100等。補(bǔ)充其中不足。由于農(nóng)膜市場(chǎng)對(duì)農(nóng)膜壽命要求提高,白膜用量比1受阻胺光穩(wěn)定劑例將繼續(xù)下降需求使用更多的光穩(wěn)定劑。隨著國(guó)家受阻胺光穩(wěn)定劑的作用是提高高分子材料光穩(wěn)定西部大開(kāi)發(fā)方針的落實(shí)工程塑料、土工材料和塑料編性遏制光氧化反應(yīng)在原有農(nóng)膜壽命基礎(chǔ)上延長(zhǎng)老化織行業(yè)檔次的提高都將促使光穩(wěn)定劑需求量的增大。估計(jì)今后10年內(nèi)光穩(wěn)定劑市場(chǎng)增長(zhǎng)率將在20%以時(shí)間。光穩(wěn)定機(jī)理是受阻胺中)NH基團(tuán)引發(fā)生成氮氧上[2。表1是1998年~ 2000年受阻胺光穩(wěn)定劑銷售量。自由基)NO由于活性較高能捕捉聚合物中降解所1.1 光穩(wěn)定劑622產(chǎn)生的R、RO、 ROO等自由基，生成胺-醚型化合光穩(wěn)定劑622化學(xué)名稱為聚丁二酸( 4_羥基-2 2 ,物中止光降解反應(yīng)。氮氧自由基在光穩(wěn)定反應(yīng)中能66-四甲基1哌啶7.甚酯外觀為白色或微黃色顆粒中國(guó)煤化工夠不斷再生持續(xù)起著捕捉自由基作用。狀粉末=5、二氯乙烷、甲苯中,受阻胺光穩(wěn)定劑光穩(wěn)定化主要機(jī)理如圖1所示。幾乎不TMHCNMHG克/厘米3軟化溫度.70C~85%C分解溫度270C有效氮含量4.9%。.*收稿日期2001 -03 -09.一51--塑料2001年第3期(30卷)聚烯烴農(nóng)用棚膜助劑的應(yīng)用R1=段O++R'0O一ROOR1= ROR-新一代征氧自由基+R'O:YROROOR圖1受阻胺光穩(wěn)定劑光穩(wěn)定化機(jī)理表11998~ 2000年受阻胺光穩(wěn)定劑銷售量物等酸性物質(zhì)的能力較強(qiáng)。單位燉(2 )光穩(wěn)定劑622具有較高的性能價(jià)格比光穩(wěn)定劑品種1998年1999年 2000年一般農(nóng)膜中光穩(wěn)定劑622用量為0.4%銷售價(jià)為光穩(wěn)定劑54020513010085元/kg那么每噸農(nóng)膜增加成本為340元。要用光穩(wěn)光穩(wěn)定劑62212218890定劑944、3346、N30等每噸農(nóng)膜增加成本為430~500光穩(wěn)定劑9449(15080元甚至更高。在防老化功能相當(dāng)時(shí)光穩(wěn)定劑622投光穩(wěn)定劑7703(0入成本最低。其他品種2:110(3采用光穩(wěn)定劑622時(shí)，助劑份數(shù)較大,由于其總計(jì)472608760與樹(shù)脂相容性較好,因此能使助劑更容易更均勻分散比上年增長(zhǎng)率/%28.825.0在樹(shù)脂中使每一塊農(nóng)膜都能保持好的防老化性能。其他品種包括CFW-II 3346 ,N30 508 ,783等國(guó)內(nèi)、外諸公司的各種品牌光穩(wěn)定劑。(4 )經(jīng)過(guò)幾年來(lái)實(shí)踐證明:0.4%光穩(wěn)定劑622與光穩(wěn)定劑622在農(nóng)用棚膜中已經(jīng)廣泛應(yīng)用,對(duì)農(nóng)0.1%抗氧劑215復(fù)配,為在農(nóng)膜中應(yīng)用的最佳比例。用棚膜耐老化能力的提高已不用置疑在許多公開(kāi)發(fā)即使農(nóng)膜有較好的光老化性能,也使背板效應(yīng)”得到有效遏制。表論文中已經(jīng)說(shuō)明。1.2 光穩(wěn)定劑HS-962光穩(wěn)定劑622的應(yīng)用特點(diǎn)是:光穩(wěn)定劑HS-962是光穩(wěn)定劑BW_ 10LD 622 )與光(1光穩(wěn)定劑622具有最低的堿性。表2為常見(jiàn)穩(wěn)定劑944按1:1比例復(fù)配采用特種偶合技術(shù)將不受阻胺光穩(wěn)定劑pKa值3。同結(jié)構(gòu)的受阻胺光穩(wěn)定劑熔合在-起復(fù)合成新穎的表2常用 受阻胺光穩(wěn)定劑pKa值光穩(wěn)’定劑品種。pKa值光穩(wěn)定劑HS-962是白色或淡黃色固體粉末是聚9.3合型高分子受阻胺復(fù)合光穩(wěn)定劑。該產(chǎn)品具有優(yōu)良的8.6光穩(wěn)定性優(yōu)良的長(zhǎng)效熱穩(wěn)定性低揮發(fā)性和優(yōu)良的抗光穩(wěn)定劑N306.7抽提性。5.5光中國(guó)煤化工農(nóng)膜中應(yīng)用已取得理想的效MYHCNMHG合多功能棚膜自然曝受阻胺產(chǎn)品含有)NH基團(tuán),堿性較大,使其容易曬一年的結(jié)果。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果可以認(rèn)為,加入0.3%與酸性物質(zhì)生成鹽類導(dǎo)致光穩(wěn)定劑失去活性。而光HS-962的多功能棚膜,使用18個(gè)月是完全可以達(dá)到穩(wěn)定劑622是諸品種中堿性最低也就是抗農(nóng)藥、硫化的。一52塑料聚烯烴農(nóng)用棚膜助劑的應(yīng)用2001年第3期(30卷)表3聚乙烯三層復(fù)合多功能棚膜自然曝曬試驗(yàn)拉伸強(qiáng)度/MPa拉伸強(qiáng)度保留率/%斷裂伸長(zhǎng)率/%斷裂伸長(zhǎng)保留率/%自然曝曬時(shí)間/月.縱向橫向.橫向起始值23.325.1100502973個(gè)月.23.024.698.79851710399.25個(gè)月22.122.895.090.871792.090.07.5個(gè)月19.885.092.342365886.382.613個(gè)月18.821.380.784.940(63779.779.9注棚膜厚度0.1mm,HS-962濃度0.3%(以上數(shù)據(jù)由喜豐股份有限公司提供)光穩(wěn)定劑HS-962應(yīng)用特點(diǎn)是將不同結(jié)構(gòu)受阻胺的。雖然某-類型各種品牌消霧劑效果有差別，但一光穩(wěn)定劑復(fù)配,使農(nóng)膜得到更好的保護(hù)。光穩(wěn)定劑般說(shuō)來(lái)含氟消霧劑用量為含硅類的- - 半到1/3 ,而含622與944在光穩(wěn)定化作用時(shí)能夠互補(bǔ)。光穩(wěn)定劑硅消霧劑用量為含磷和硼類的一半。622低堿性及在光化學(xué)反應(yīng)時(shí)能分解成小片段,在樹(shù)農(nóng)膜用含氟消霧劑是采用含氟非離子表面活性脂中轉(zhuǎn)移容易。光穩(wěn)定劑944本身抗熱氧化性能較劑,它在塑料表面形成- -個(gè)防水、防油的含氟烴基定向好分子鏈光化學(xué)反應(yīng)時(shí)不分解與622形成大小不同排列層其降低水的表面張力的能力比一般表面活性分子鏈結(jié)合。因而光穩(wěn)定劑HS-962在長(zhǎng)效防老化性劑強(qiáng)應(yīng)用流滴劑使水的表面張力從71.5mN m-I[4]能比622與944具有-定的優(yōu)勢(shì)對(duì)棚膜骨架處因背降至25mNm-1~30mNm-1,在消霧劑作用下能降至板效應(yīng)"發(fā)生斷裂現(xiàn)象有明顯防止效果。15mN m-1使大棚膜內(nèi)表面水層變得更薄,水滴更快地沿著棚膜的斜坡流下去降低膜面附近空間的揮發(fā)2消霧劑AF-181]消霧劑在多功能大棚膜中應(yīng)用增加了棚膜消霧量使空氣中蒸汽壓降至飽和蒸汽壓以下從而消除霧氣的產(chǎn)生。消霧劑AF-18屬于含氟非離子表面劑,膜功能補(bǔ)充了以往大棚膜的不足。農(nóng)用塑料大棚內(nèi)溫度高、不透氣在外界冷空氣作中添加量少在棚膜中成為島狀分布與消滴劑的配合如圖2中所示。用下使水蒸汽在棚頂內(nèi)冷凝成水滴。由于棚內(nèi)、外溫差大棚內(nèi)濕度高造成棚頂冷凝水滴如降雨滴在瓜果、蔬菜上使作物局部糜爛、病菌滋生使農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)都下降。于是在農(nóng)膜中加入流滴劑俗稱防霧滴劑),使水滴能沿著棚膜斜坡慢慢流到棚膜底部。使流滴劑層消霧劑層用流滴劑使農(nóng)膜內(nèi)表面形成了薄薄的水層增加了水的表面積造成棚內(nèi)相對(duì)濕度增加。在外界冷空氣作圖2消霧劑消霧機(jī)理示意圖用下農(nóng)膜附近空間相對(duì)濕度超過(guò)飽和蒸汽壓形成了流滴劑使露水在薄膜表面形成z水膜在薄膜附近霧氣霧氣在棚內(nèi)繼續(xù)擴(kuò)散形成棚內(nèi)大霧。大棚內(nèi)霧水蒸汽達(dá)到過(guò)飽和狀態(tài)時(shí);便產(chǎn)生霧氣并向棚內(nèi)擴(kuò)散。氣的存在使農(nóng)作物易發(fā)生霜霉病農(nóng)作物產(chǎn)量和質(zhì)量消霧劑以島狀存在于流滴劑層內(nèi),使薄膜表面水受到很大影響。為了減少霧氣科研人員在塑料膜中膜減薄防止薄膜附近水蒸汽達(dá)到過(guò)飽和狀態(tài)來(lái)控制添加了消霧劑,以消除和減少大棚中的霧氣。霧氣的產(chǎn)生。消霧劑是-類特種表面活性劑。特種表面活性劑幾年來(lái)消霧劑在北方越冬日光溫室中已取得極.是指含氟、硅、磷和硼的非金屬元素有機(jī)化合物。目前好的效果。采用減霧性多功能膜覆蓋日光溫室種植已經(jīng)研制出的消霧劑可分為含氟類、含硅類、含磷和硼蔬菜能中國(guó)煤化王到無(wú)霧或輕霧增加類幾大類型。其中含氟類消霧劑效果最佳。它具有高棚內(nèi)透MHCNMHG病率和病情指數(shù)下降的表面活性、高耐熱性高化學(xué)惰性耐酸、堿,耐氧化植株高度增加,作物生長(zhǎng)發(fā)育好，采摘期提早經(jīng)濟(jì)效等特點(diǎn)。含氟表面活性劑的高表面活性能使水的表益提高。面張力降到很低的數(shù)值,這是-般表面活性劑達(dá)不到1995年日本理研維他命株式會(huì)社首次向我國(guó)推.一53一塑料2001年第3期(30卷)聚烯烴農(nóng)用棚膜助劑的應(yīng)用薦把防霧滴劑分為流滴劑和消霧劑，明確指出日光溫夠的流滴劑- -般應(yīng)高于以往多功能膜中流滴劑的用量。室中霧氣不能靠流滴劑曾稱為防霧滴劑)來(lái)消除,而添加消霧劑AF-18的減霧型多功能膜在實(shí)際應(yīng)要應(yīng)用消霧劑。經(jīng)過(guò)幾年來(lái)應(yīng)用實(shí)踐證明,消霧劑是用中對(duì)比效果如表5所示。解決日光溫室中霧氣的優(yōu)異途徑。消霧劑AF-18是具3結(jié)論有代表性的品種之-。1由于園藝和農(nóng)業(yè)發(fā)展對(duì)農(nóng)膜需求量的增加和消霧劑AF-18在農(nóng)膜中用量如表4所示。塑料工業(yè)的發(fā)展將促使受阻胺光穩(wěn)定劑銷售量不斷表4 AF-18在農(nóng)膜中的推薦用量增長(zhǎng)。預(yù)計(jì)今后10年內(nèi)光穩(wěn)定劑市場(chǎng)銷售增長(zhǎng)率將|農(nóng)膜種類PVC| PE| PEEVA三層膜在20%以上。壓延膜|單層膜|三層膜2光穩(wěn)定劑 622和光穩(wěn)定劑HS-962具有自己的外層無(wú)外層無(wú)特點(diǎn)在農(nóng)用大棚膜中的應(yīng)用已取得良好的效果。用量0.10.中層無(wú)中層0.0~ 0.04.3通過(guò)消霧劑機(jī)理、應(yīng)用方法、應(yīng)用實(shí)例說(shuō)明消內(nèi)層D.2內(nèi)層0.15~0.2/wt%三層平均總用量:霧劑是消除日光溫室中霧氣的理想助劑。0.07參考文獻(xiàn):[1]陳祖欣.農(nóng)膜用防霧劑AF-18的應(yīng)用J].精細(xì)與專用化學(xué)品,1999 20:15.表5流滴減霧型EVA[2]陳祖欣.受阻胺光穩(wěn)定劑發(fā)展現(xiàn)狀及家族新成員[ J].塑多功能三層復(fù)合膜應(yīng)用效果料助劑2000 323.中、內(nèi)層膜AF-18項(xiàng)目對(duì)照膜添加量各0.1%[3] Joachim Kohlter. Hostavin N3O Light stabiliyer for the UVprotection of agricultural films under hostile conditior[ R ].棚內(nèi)霧氣程度重霧無(wú)霧或極輕霧黃瓜霜霉病發(fā)病率/%100_9([4] 梁治齊等.氟表面活性劑M ].北京:中國(guó)輕工業(yè)出版黃瓜霜霉病病情指數(shù)/%57.626.8社,1998.作物平均株高/cm97.7118.8[5] 李杰等.受阻胺光穩(wěn)定劑的開(kāi)發(fā)應(yīng)用[ R ] 2000年塑料助劑生產(chǎn)與應(yīng)用技術(shù)、信息交流會(huì).(本文編輯wJw)為了保持持久的消霧能力,在農(nóng)膜中必須添加足(上接58頁(yè))their manufactur{P]. EP Patent 365 112. 1990 - 04-導(dǎo)實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)控制，還要引入新的思路充分借鑒25.各學(xué)科的研究成果和研究方法，這 也正是我們下一-步[4] W Pusch , A Walch.J Membrane Scienc[J] 1982 ,102):325 - 360.工作的重點(diǎn)。[5] W Pusch ,A Walch. Angew Chem imC J].C Ed Eng. 1)1982 21(9).[ 1] P Smith ,P J Lemstra , H C Booij. Ulradrawing of high-[6] 吳秋林吳邦明.膜孔形態(tài)結(jié)構(gòu)圖象分析研究II膜孔結(jié)構(gòu)molecular-weight polyethylene cast from solution I定量表征J].水處理技術(shù),1992 ,18 4)254- 260.Influence of initial polymer concentratior[ J ]. Polymer of[7] R Plubprasit. Pervaporation in hollow fibers efciencyScienc( Phys Ed. ) ,1981 1X 5):877.ceoffcient via the fractal concep[ J ].J. Membrane Science ,[2] G Lopatin ,L Y Yen. Utrahigh-molecular- weight1984 21( 3 ):321- 337.polyethylen[ P]. EP patent :197996A1 ,1986-4-24.[8] B B Mandelbort. The fractal Geometry of natur[ M ][3] J S Mrozinski. Microporous polyolefin sheet laminates andFreeman , San Francisco , 1977.(本文編輯WJW) .中國(guó)煤化工大的軟塑包裝材料生產(chǎn)國(guó)內(nèi)快訊南京中達(dá)制膜集團(tuán)將在兩年MYHCNMHG南京擬建大盤8億元,使其高分子膠塑包裝材料的年據(jù)介紹,該公司生產(chǎn)的BOPP廣泛生產(chǎn)基地生產(chǎn)能力從目前的4萬(wàn)噸提升到20萬(wàn)用于卷煙、醫(yī)藥激光電子、食品等領(lǐng)域。(鄭咸雅)