農(nóng)用薄膜選擇基礎(chǔ)樹脂的方法和具體應(yīng)用

發(fā)布于：06-10

【全球塑膠網(wǎng)2008年10月30日網(wǎng)訊】

???一、前言?



???我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，13億人口中9億分布在廣大農(nóng)村鄉(xiāng)下，決定了農(nóng)業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展是關(guān)系到我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展和社會(huì)穩(wěn)定的大事，政府一向把農(nóng)業(yè)放在首位來抓。農(nóng)用薄膜
是我國(guó)塑料
工業(yè)中最重要的部分，是現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展中生重要的生產(chǎn)資料，農(nóng)用
塑料
在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)中起著越來越重要的作用。中國(guó)農(nóng)用薄膜
產(chǎn)量居世界首位，是其他所有國(guó)家總和的1.6倍。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前全行業(yè)已擁有大小規(guī)模不等的農(nóng)膜生產(chǎn)企業(yè)近千家，生產(chǎn)能力200萬噸以上，實(shí)際年產(chǎn)量超過100萬噸，其中年生產(chǎn)能力超過萬噸的約60家。?



???大型骨干企業(yè)約30家，其生產(chǎn)能力和年產(chǎn)量均占全國(guó)總量的60％，棚膜的耗用量已達(dá)70萬噸，地膜年銷量45萬噸，農(nóng)地膜覆蓋面積在2.2億畝以上，農(nóng)地膜實(shí)際消費(fèi)量已經(jīng)超過110萬噸。據(jù)農(nóng)業(yè)部的預(yù)測(cè)，2005年，我國(guó)可覆蓋的地膜面積和棚膜面積分別為5.5億畝和5000萬畝。園藝設(shè)施栽培面積將達(dá)到2300萬畝左右。農(nóng)用
塑料
對(duì)農(nóng)業(yè)起著增產(chǎn)、增收、防災(zāi)、減災(zāi)、節(jié)水的作用，從而對(duì)促進(jìn)農(nóng)業(yè)的持續(xù)發(fā)展，保證農(nóng)產(chǎn)品的有效供應(yīng)，增加農(nóng)民的收入，保持社會(huì)穩(wěn)定都具有十分重要的意義。?



??二、農(nóng)膜生產(chǎn)對(duì)基礎(chǔ)樹脂性能要求?



???農(nóng)用
棚膜用原料
主要有PE
、PVC
、EVA
，國(guó)外還有PET
及ETFE
（乙烯－四氟乙烯共聚物）。地膜目前主要以LLDPE
為主，為增加透明度和降低負(fù)荷，也有少量共混一點(diǎn)LDPE
的。?



???根據(jù)農(nóng)膜的功能，選用正確的樹脂，對(duì)農(nóng)膜的耐老化、保溫性、透光率、流滴性等技術(shù)指標(biāo)起著重要的作用。?



???對(duì)原料
的基本要求?



???1、良好的光學(xué)性能，即較高的透光率、較低的霧度；?



???2、良好的光澤度；?



???3、良好的耐老化性能；?



???4、良好的物理機(jī)械
性能；?



???5、良好的保溫性能，即較高的紅外線阻透率；?



???6、與功能助劑有良好的相溶性；?



???7、良好的成型加工性能；?



???8、最優(yōu)的性價(jià)比。?



???根據(jù)使用條件選擇覆蓋材料?



???實(shí)際上一種原料
很難兼顧到以上全部性能，在應(yīng)用中需根據(jù)使用條件加以取舍。例如：普通、節(jié)能型溫室多采用PVC
、EVA
做覆蓋材料，大中冷棚采用低VA含量EVA
、PE
做覆蓋材料；而小拱棚基本全部使用PE
做覆蓋材料。?



??（一）、樹脂與耐老化性的關(guān)系?



???農(nóng)用塑料在使用過程中，受到陽光照射、高低溫變化、降水作用和農(nóng)藥噴施、二氧化硫等因素的影響，會(huì)逐漸老化，其中最重要的是陽光中紫外線的輻射。因此選擇耐紫外線老化的樹脂是制備長(zhǎng)壽命薄膜
的必需。?



???1、基礎(chǔ)樹脂種類?



???不同的基材其耐老化性是不同的。導(dǎo)致高聚物降解的敏感波長(zhǎng)和高聚物典型化學(xué)鍵鍵能見下表：?



??表1?常見農(nóng)用樹脂光降解敏感波長(zhǎng)聚合物種類光降解最敏感波長(zhǎng)（nm）?PE?300?EVA?280?PVC
310?



???表2波長(zhǎng)能量和聚合物典型化學(xué)鍵鍵能波長(zhǎng)（nm）?光線能量（kJ/E）?化學(xué)鍵類型?化學(xué)鍵能（kJ/mol）?290?419?C-H?380-420?300?398?C-C?340-350?320?375?C-O?320-380?350?339?C-Cl?300-400?



???可以看出紫外線的能量明顯高于高聚物的典型化學(xué)鍵能，相比較而言，EVA中的C-O、PVC中的C-Cl更易斷裂，導(dǎo)致高聚物降解。?



???2、基礎(chǔ)樹脂的分子結(jié)構(gòu)?



???一般情況下，MFR（熔體流動(dòng)速率）是選擇樹脂的首要指標(biāo)，MFR低的樹脂相對(duì)老化性能要好。另外，分子量、分子量分布、支化度、合成過程中殘留雜質(zhì)的影響也不容忽視。?



???分子量高、分子量分布窄耐老化性好在行業(yè)中已達(dá)成共識(shí)。而支鏈數(shù)多表明高聚物本身的叔碳原子增多，這些弱鍵易受攻擊而導(dǎo)致降解。這就是一些MFR較小而其老化性能卻較差的原因。?



??（二）、光學(xué)性能與樹脂的關(guān)系?



農(nóng)膜基礎(chǔ)樹脂的光學(xué)性能主要受結(jié)晶度和結(jié)晶尺寸的影響。結(jié)晶度越低，結(jié)晶尺寸越小，則透光率越高、霧度越小。農(nóng)膜常用聚合物的光學(xué)性能由優(yōu)到劣的排列為?PVC＞EVA＝mLLDPE
＞LDPE
＞LLDPE
。其中PVC為無規(guī)非晶相結(jié)構(gòu)，光學(xué)性能極優(yōu)。如表3實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)所示：表3薄膜
品種與透光率和霧度薄膜
品種?厚度（mm）?透光率（％）?霧度（％）?PVC三防膜?0.12?92?2?EVA三防膜?0.08?90?9?PE三防膜?0.08?89?17?



??(三)保溫性與樹脂的關(guān)系?



???1、基材的紅外線阻透率?



???紅外線阻透率是衡量薄膜保溫性能的主要指標(biāo)。因?yàn)榕飪?nèi)熱量主要是土壤熱量以紅外線的方式向外輻射的。各種基材的紅外線阻透率如表4：?



??表4薄膜品種與紅外線阻透率品種?PVC?/?%?EVA（VA14%）?/?%?EVA（VA5%）?/?%?PE?/?%?7-14um遠(yuǎn)紅外線阻透率?80?72?55?25?



???2、不同材質(zhì)的導(dǎo)熱性?



???農(nóng)膜作為保溫材料，要求其導(dǎo)熱系數(shù)越低越好，PVC等基材的導(dǎo)熱系數(shù)由低向高排列依次PVC＜EVA＜PE。?



???綜上，以PVC為材質(zhì)的農(nóng)膜保溫性最優(yōu)，其次是EVA、PE。?



??（四）樹脂與助劑的相容性?



???通常情況下，分子極性大、結(jié)晶度低的樹脂與助劑相容性好于分子極性弱、結(jié)晶度高的樹脂。在實(shí)際應(yīng)用中也證明了這一點(diǎn)。以內(nèi)添加型雙防膜為例：PVC雙防膜的流滴期可以做到6個(gè)月；EVA雙防膜流滴期在4-5個(gè)月；PE雙防膜的流滴期只在3-4個(gè)月范圍內(nèi)。?



??三、目前市場(chǎng)上流通原料的使用情況?



??（一）PE?



???PE具體一般分為LDPE
、LLDPE、HDPE
。在農(nóng)用薄膜
上廣泛應(yīng)用的是LDPE、LLDPE。在實(shí)際應(yīng)用中是按具體使用方式不同比例共混。?



???1、LDPE?



???LDPE與LLDPE相比，成型加工性良好，制品柔軟、透明度、耐低溫性良好。?



???（1）棚膜生產(chǎn)用LDPE?樹脂?



實(shí)踐表明，PE長(zhǎng)壽棚膜生產(chǎn)，應(yīng)優(yōu)先選用MFR=0.3～0.4g/10min的農(nóng)膜專用料或重包裝級(jí)料。國(guó)產(chǎn)牌號(hào)應(yīng)用比較成熟的有燕山石化
的?LD163、LD165、2F0.4A，齊魯石化
的2100TN00等，進(jìn)口的有美國(guó)?？松璍D165、荷蘭2100TN00、卡塔爾FB3003等。?PE多功能棚膜宜選用MFR=0.3～0.8g/10min的農(nóng)膜級(jí)用料，在行業(yè)中應(yīng)用比較成熟的有北京燕化LD150、齊魯石化
2101、美國(guó)埃克森?LD150。在小拱棚的生產(chǎn)中，大慶18D（MFR=1.5g/10min）、北京燕化LD100（MFR=2.0g/10min）、上海石化
N150?（MFR=1.5g/10min）應(yīng)用比較廣泛。?



???（2）地膜生產(chǎn)用LDPE?



???在地膜生產(chǎn)中已采用LLDPE為主要原料，為降低加工負(fù)荷和改善透明度，有的企業(yè)加入少量LDPE，可采用MFR=1.5～2.0g/10min的樹脂。北京燕化LD100應(yīng)用效果較好。?



???2、LLDPE?



???LLDPE具有線性主鏈，與LDPE相比，分子量分布較窄，支鏈短。由此決定LLDPE的機(jī)械
性能、耐老化性能好于LDPE，這一特點(diǎn)在薄型膜上表現(xiàn)特別突出，但其加工性能、光學(xué)性能差于LDPE。?



???（1）棚膜?用LLDPE?



生產(chǎn)寬幅PE功能棚膜，實(shí)踐證明應(yīng)優(yōu)先選用MFR=0.8～1.0g/10min的農(nóng)膜級(jí)用料，應(yīng)用比較成熟的有國(guó)產(chǎn)牌號(hào)天津石化9085、揚(yáng)子石化
1081等，進(jìn)口牌號(hào)?？松?001、沙特118N、美國(guó)陶氏2045等。生產(chǎn)小拱棚可選用MFR=0.8～2.0g/10min膜級(jí)LLDPE，應(yīng)用比較成熟的有國(guó)產(chǎn)7042、0209AA，進(jìn)口品牌有?？松?002、沙特218等。?



???（2）地膜用LLDPE?



國(guó)內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)地膜通常選用MFR=0.8～2.0g/10min的LLDPE生產(chǎn)地膜。國(guó)產(chǎn)牌號(hào)7042、9020、1082等已成熟應(yīng)用。但不同廠家的同一牌號(hào)在使用過程中也不盡相同，有的使用良好，有的易出現(xiàn)晶點(diǎn)、有吹膜膜泡不穩(wěn)易有掉刀現(xiàn)象。進(jìn)口牌號(hào)有加拿大0218D、埃克森1002、沙特?218W等應(yīng)用較好。?



???3、mLLDPE?



???國(guó)際上近年來新開發(fā)的茂金屬線性低密度聚乙烯
以其優(yōu)異的光學(xué)性能和突出的力學(xué)性能已成為生產(chǎn)薄型、高強(qiáng)度、高光效棚膜的首選基礎(chǔ)原料之一。應(yīng)用比較成熟的有?？松腅CD342/341、日本三井公司的SP1520等。?



??（二）EVA?



一般的EVA農(nóng)膜應(yīng)用在日光溫室。在生產(chǎn)中多采用多層復(fù)合共擠出吹膜技術(shù)。以三層復(fù)合為例，在內(nèi)層（扣棚）使用VA含量5～9％，MFR=?0.3～1.0g/10min；中層使用VA含量9～14％，MFR=0.3～1.0?g/10min；外層（扣棚）選用LDPE＋LLDPE（或mLLDPE）共混作為骨架層支撐。應(yīng)用比較成熟的有北京有機(jī)化5/0.3、9/0.7、?14/0.7、韓國(guó)EF443、EF321、臺(tái)塑7140、7130等。?



??（三）PVC?



???PVC是無定型極性聚合物。具有優(yōu)異的保溫性能、光學(xué)性能，且能和流滴劑和防霧劑
良好的相溶，因此在北方節(jié)能型日光溫室得到了廣泛應(yīng)用，尤其是在種植黃瓜等喜高溫作物上較?EVA、PE有明顯的優(yōu)勢(shì)。另外，國(guó)內(nèi)在十五期間，由于國(guó)際上石油價(jià)格
和國(guó)內(nèi)PVC需求上漲，我國(guó)PVC產(chǎn)能到2005年生產(chǎn)能力已達(dá)到930萬噸，而實(shí)際產(chǎn)量為630噸，因此國(guó)內(nèi)呈現(xiàn)出供過于求的局面，價(jià)格
遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于PE樹脂的價(jià)格
。?



???目前，國(guó)內(nèi)選用壓延法生產(chǎn)軟質(zhì)PVC農(nóng)膜。通常選用SG2、SG3型懸浮法通用型PVC樹脂，再添加適量的增塑劑
、穩(wěn)定劑
、耐老化劑、流滴劑等制得PVC壓延功能農(nóng)膜。PVC農(nóng)膜與PE、EVA不同，是多組分材料，其加工性能、制品性能不僅與PVC樹脂的分子結(jié)構(gòu)、顆粒形態(tài)、粒度有關(guān)，而且與添加劑
體系組分、性質(zhì)及添加量有關(guān)。?



???國(guó)內(nèi)PVC樹脂有石油裂解和電石法（乙炔法）兩種原料來源，目前兩種方式各占50％。電石法PVC樹脂價(jià)格低，但其較石油法生產(chǎn)的PVC“魚眼”、雜質(zhì)（黑黃點(diǎn)）多，分子量分布寬，加工性能差。應(yīng)用比較好的有齊魯石化
、上海氯堿
的相應(yīng)牌號(hào)。?



??四、建議和展望?



???1、mLLDPE等新型高性能樹脂盡快國(guó)產(chǎn)化?



???mLLDPE?是由美國(guó)?？松臼紫乳_發(fā)并成功在農(nóng)膜行業(yè)應(yīng)用的高性能樹脂。由于它的使用可使薄膜減薄，由此使石油產(chǎn)業(yè)鏈上農(nóng)用塑料減量，使其的開發(fā)不僅具有使用價(jià)值而且還具有經(jīng)濟(jì)效益。但由于其價(jià)格的因素限制了它的使用。希望中國(guó)的石化企業(yè)能盡快將其國(guó)產(chǎn)化，給中國(guó)和中國(guó)的農(nóng)民帶來真正的實(shí)惠。?



???2、農(nóng)用EVA樹脂品種多樣化?



???05?年以前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)EVA樹脂的廠家只有北京有機(jī)化，2005年揚(yáng)巴公司投產(chǎn)，并試產(chǎn)V4110F在農(nóng)膜上應(yīng)用，這在一定程度上緩解了中國(guó)農(nóng)膜企業(yè)對(duì)進(jìn)口?EVA的依賴，但同時(shí)應(yīng)該看到，國(guó)產(chǎn)EVA適用農(nóng)膜的品種單一，而且在加工性能、光學(xué)性能與韓國(guó)等國(guó)家的農(nóng)膜專用料有一定的差距。?



???3、?希望國(guó)內(nèi)石化企業(yè)加強(qiáng)售后服務(wù)與農(nóng)膜企業(yè)強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合?



???石化企業(yè)是農(nóng)膜產(chǎn)業(yè)鏈的上游，石化企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量對(duì)農(nóng)膜的質(zhì)量影響舉足輕重。而我國(guó)個(gè)別石化企業(yè)由于行業(yè)優(yōu)勢(shì)，對(duì)農(nóng)膜下游企業(yè)的質(zhì)量反饋不夠重視，這是不利于石化企業(yè)自身發(fā)展的。希望我們的石化企業(yè)能夠加強(qiáng)售后服務(wù)，創(chuàng)造更大的成功。?



實(shí)踐表明，農(nóng)膜企業(yè)要生存和發(fā)展，必須走企業(yè)間重組與強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合之路，一定要實(shí)行規(guī)范化的現(xiàn)代企業(yè)管理制度，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，并鼓勵(lì)和促進(jìn)企業(yè)跨行業(yè)、跨地區(qū)的資產(chǎn)重組、聯(lián)合并購，合理配置資源，培育大型企業(yè)集團(tuán)，改變我國(guó)農(nóng)膜企業(yè)小、散、多的現(xiàn)狀，提高企業(yè)的綜合競(jìng)爭(zhēng)能力，提高企業(yè)的國(guó)際核心競(jìng)爭(zhēng)力，通過農(nóng)膜品質(zhì)的提高，將農(nóng)膜行業(yè)做大、做強(qiáng)，變農(nóng)膜產(chǎn)量大國(guó)為農(nóng)膜質(zhì)量強(qiáng)國(guó)，使中國(guó)農(nóng)膜能夠立足于世界。這也正是我國(guó)農(nóng)膜行業(yè)的出路和未來的發(fā)展方向。