第三章溫室透光覆蓋材料的特性

第三章溫室透光覆蓋材料的特性第一節(jié)透光覆蓋材料的性能要求及材料選擇第二節(jié)塑料膜及其固定第三節(jié)玻璃及其固定第四節(jié)PC板及其固定第三章溫室透光覆蓋材料及安裝園藝設(shè)施覆蓋材料的沿革

1700玻璃屋頂溫室1938PEPVCEVA1958玻璃鋼丙烯酸樹脂板聚碳酸酯板漢代以后油紙1920

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1930玻璃1956PVC薄膜1976PE薄膜1992EVA薄膜1993保溫被中國(guó)設(shè)施園藝覆蓋材料發(fā)展第一節(jié)透光覆蓋材料的性能要求及材料選擇一、溫室對(duì)透光覆蓋材料的基本性能要求

二、溫室常用透光覆蓋材料及其選擇

三、溫室覆蓋材料的發(fā)展趨勢(shì)1.透光性2.機(jī)械性能3.使用壽命4.保溫性能5.防霧滴性能一、溫室對(duì)透光覆蓋材料的基本性能要求1.透光性μm

光合有效輻射波段＜0.35μm

和＞3μm的透光率低

衡量材料透光性能的透光率包括四方面的含義：①材料對(duì)光線垂直入射的透光率②材料在光線不同入射角下的透光率變化③透光率隨時(shí)間的衰減④透過光線中散射光與直射光的比率2.機(jī)械性能覆蓋材料的機(jī)械性能包括材料的強(qiáng)度、抗沖擊性能和熱脹冷縮性能等，是表征其在使用過程中承受荷載能力和影響安裝施工難易程度的重要指標(biāo)。柔性材料如塑料膜常用撕裂強(qiáng)度和撕裂拉伸率來表示材料的強(qiáng)度指標(biāo)玻璃等剛性材料則用抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度和抗沖擊強(qiáng)度等指標(biāo)來衡量。材料熱漲冷縮性能對(duì)其安裝構(gòu)造設(shè)計(jì)和日常保養(yǎng)管理都是重要的技術(shù)參數(shù)。3.使用壽命包含兩個(gè)方面的含義（1）材料達(dá)到機(jī)械強(qiáng)度而破壞（2）透光率衰減到不能滿足作物生長(zhǎng)需要3.使用壽命原因：①紫外線作用下發(fā)生氧化；②高溫加速老化；③晝夜溫差導(dǎo)致板材破碎防止措施：添加光穩(wěn)定劑、熱劑、抗氧化劑、紫外線吸收劑現(xiàn)象：①破裂，變脆自動(dòng)撕裂②光衰減，透光率降低塑料薄膜變脆的原因薄膜受到陽光中紫外線的作用，發(fā)生氧化薄膜緊繃在支架上，白天支架表面的溫度很高，尤其是夏季晴日，常常超過50-60℃，加速氧化過程。硬質(zhì)塑料板材老化：表面的氧化作用導(dǎo)致顏色變黃，表面出現(xiàn)裂縫，甚至在裂縫中滋生微生物；高溫導(dǎo)致板材膨脹，冷卻時(shí)收縮，溫差會(huì)導(dǎo)致板材破碎。4.保溫性能通過覆蓋材料(圍護(hù)結(jié)構(gòu))的傳熱途徑主要有傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射三種方式。玻璃＞PVC＞EVA＞PE添加紅外線阻隔劑，減少熱輻射損失。5.防霧滴性能棚膜內(nèi)表面添加防霧劑防霧滴劑是一類表面活性劑，可以降低材料的表面張力，增加薄膜表面與水的親和性

二、溫室常用透光覆蓋材料及其選擇（一）玻璃（二）柔性覆蓋材料（三）硬質(zhì)塑料覆蓋材料（一）玻璃玻璃溫室建造最常用的玻璃為浮法平板玻璃，它具有表面質(zhì)量好、規(guī)格大、品種多的特點(diǎn)。

玻璃覆蓋有以下優(yōu)點(diǎn)：透光性能優(yōu)異保溫性能良好紫外線透過率低熱脹冷縮系數(shù)低，結(jié)構(gòu)系數(shù)可靠，表面親水性好，防霧滴能力強(qiáng)。

缺點(diǎn)：由于玻璃的比重大（3），要求具有較強(qiáng)的支架，鑲嵌材料用量較多，建造維修難度大，費(fèi)用高，抗沖擊性能差，易碎。（二）柔性覆蓋材料1.單一材料塑料薄膜

PVCPE2.功能性薄膜長(zhǎng)壽膜無滴膜保溫膜復(fù)合功能膜有色膜(1)聚氯乙烯薄膜PVC是以聚氯乙烯樹脂為原料，加入增塑劑、穩(wěn)定劑、著色劑、填充劑等各種助劑，按一定比例配制，配制料經(jīng)高溫塑煉，然后再用壓延機(jī)壓延成膜，或用吹塑機(jī)吹塑成膜。聚氯乙烯薄膜無色透明，一般厚度為，強(qiáng)度較大，抗張力達(dá)。聚氯乙烯對(duì)紅外線透過率較小(20％)，保溫性較好，并且耐酸、耐堿、耐鹽。PVC缺點(diǎn)；a.由于表面增塑劑的析出，聚氯乙烯薄膜易吸灰塵，導(dǎo)致透光性大幅度下降。b.透氣透濕率低，有毒氣體透過得少。c.聚氯乙烯薄膜密度較大3)，單位質(zhì)量的薄膜覆蓋面積小，使得覆蓋成本較高。

(2)聚乙烯薄膜

以聚乙烯樹脂為原料，采用吹塑法直接生產(chǎn)。將塑料擠成薄膜后趁熱用壓縮空氣將它吹脹，冷卻定型后即得薄膜制品。厚，幅面較寬，質(zhì)地柔軟，氣溫影響不明顯，天冷不發(fā)硬；耐酸、耐堿、耐鹽；不易產(chǎn)生有毒氣體，對(duì)作物安全；不易沾灰塵，透光率好；密度小，覆蓋成本低。普通聚乙烯薄膜有如下缺點(diǎn)：對(duì)紅外線透過率很高(可達(dá)80％)，保溫性能差對(duì)紫外線的透過率高，紫外線對(duì)其分子結(jié)構(gòu)的破壞力也大，影響其使用壽命。強(qiáng)度較差，回彈性不好，易撕裂，抗張強(qiáng)度僅為PVC的64%。PE薄膜主要產(chǎn)品有：普通PE棚膜PE防老化棚膜PE無滴防老化膜PE保溫棚膜PE功能復(fù)合膜種類透過波長(zhǎng)范圍近紫外線透過率適用范圍適用作物和病蟲害近紫外線必需型300nm以上70%以上促進(jìn)花青素著色茄子、草莓、葡萄、蘋果、無花果、桃、中晚熟蜜柑、郁金香、洋桔梗、石斛等具有紅紫和蘭色花的植物促進(jìn)蜜蜂活動(dòng)甜瓜、草莓紫外線透過型300nm以上50%通用幾乎所有植物近紫外線抑制透過型340±10nm25%±10促進(jìn)葉菜、莖菜生長(zhǎng)韭菜、菠菜、萵苣等紫外線不透過型380nm以上0防治病蟲害水稻菌核病、菠菜萎焉病、大蔥黑斑病、灰霉病、薊馬、蚜蟲、潛葉蠅類表各種薄膜對(duì)近紫外線的透過特性及其適用范圍(1)長(zhǎng)壽膜高性能的長(zhǎng)壽膜取決于基礎(chǔ)樹脂和抗老化劑的選擇。生產(chǎn)PE長(zhǎng)壽膜必須選用重包裝級(jí)樹脂（對(duì)紫外光破壞能量的抵抗力強(qiáng)），再配上高效光穩(wěn)定劑，才能達(dá)到長(zhǎng)壽的目的。對(duì)于PVC長(zhǎng)壽膜則選用紫外線吸收劑，對(duì)膜的保護(hù)作用較強(qiáng)。

2．功能性薄膜在我國(guó)，耐候長(zhǎng)壽膜僅占薄膜總量的18.2%，且耐候水平低，防老化壽命只能達(dá)到12—18個(gè)月(國(guó)外的長(zhǎng)壽膜可連續(xù)覆蓋3—5年甚至更長(zhǎng))。（2）無滴膜其機(jī)理是將防霧滴助劑(通常是非離子表面活性劑)加入到塑料膜中，改善薄膜的表面活性，提高薄膜表面的潤(rùn)濕能力。

2．功能性薄膜聚氯乙烯、乙烯—醋酸乙烯與防霧滴助劑的相容性好于聚乙烯，防霧滴持續(xù)期長(zhǎng)。國(guó)產(chǎn)無滴膜采用我國(guó)自行開發(fā)的聚多元醇酯類防霧滴劑或胺類復(fù)合型無滴劑，PE無滴膜流滴持效期一般只有2—4個(gè)月，PVC無滴膜4—6個(gè)月，PE—EVA無滴膜也不過8個(gè)月左右。先進(jìn)國(guó)家采用含有鹵素的非離子表面活性劑，其無滴膜的防霧滴性能優(yōu)良，流滴持效期可達(dá)1—5年，基本與防老化同步。(3)保溫膜塑料材料對(duì)長(zhǎng)波輻射都有一定的透過率，保溫性能較差。在塑料薄膜中添加保溫助劑，可以吸收或阻隔長(zhǎng)波輻射，阻擋室內(nèi)通過薄膜向外界散失的長(zhǎng)波輻射熱量。保溫助劑有無機(jī)和有機(jī)兩種類型。有機(jī)保溫劑用于生產(chǎn)高透過直射光薄膜，無機(jī)保溫劑則用來生產(chǎn)高透過散射光薄膜。我國(guó)目前的保溫膜幾乎都用無機(jī)保溫助劑，直射光透過率較低，對(duì)喜溫蔬菜的越冬生產(chǎn)不利。

2．功能性薄膜（4）復(fù)合功能膜采用多層共擠的復(fù)合工藝，將有效助劑置于最為關(guān)鍵有效的層次中：外表層為抗紫外線助劑，中間層采用保溫性好的助劑材料，內(nèi)層則為表面活性劑

2．功能性薄膜（5）有色膜加入不同顏料制成的有色薄膜，對(duì)可見光的不同波長(zhǎng)產(chǎn)生吸收，使投射光質(zhì)發(fā)生變化，達(dá)到增產(chǎn)改質(zhì)的效果。（三）硬質(zhì)塑料覆蓋材料在雨雪很多或常有冰雹危害的地區(qū)，軟質(zhì)塑料薄膜覆蓋的溫室承受過大的雨雪荷載，將有坍塌的危險(xiǎn)。冰雹更是對(duì)薄膜會(huì)產(chǎn)生直接的破壞。此時(shí)，采用硬質(zhì)塑料薄膜或硬質(zhì)塑料板，將改善溫室的受力狀況，提高溫室的安全度。FRP板以不飽和樹脂為主體，加入玻璃纖維以提高強(qiáng)度。厚度，表面或有涂層或有覆膜（聚氟乙烯薄膜）保護(hù)。玻璃纖維是以玻璃為原料，在高溫熔融狀態(tài)下拉絲而成的，直徑一般為0.5—30mm。不燃燒、耐腐蝕、拉伸強(qiáng)度高、光學(xué)性能好使用壽命在10年以上1．玻璃纖維增強(qiáng)聚酯板(FRP)2.FRA板以聚丙烯酸樹脂為主體，加入玻璃纖維增強(qiáng)而成，厚度。由于紫外線對(duì)FRA板的作用僅限于表面，所以比FRP板耐老化，使用壽命可達(dá)15年，但耐火性差。3.MMA板以甲丙烯酸樹脂為母料，與優(yōu)質(zhì)氫氧化鋁粉混合后聚合而成。厚度。透光率高，保溫性強(qiáng)，污染少，透光率衰減緩慢，但熱線性膨脹系數(shù)較大，耐熱性能差，價(jià)格貴。

4．聚碳酸酯板聚碳酸酯板(PC)是目前塑料應(yīng)用中最先進(jìn)的聚合物之一。它是一種無定形的、無毒無味無臭、透明無色或微黃色熱塑性工程塑料，具有均衡的機(jī)械性能及電性能、尤其是抗沖擊韌性為一般熱塑性塑料之冠。尺寸穩(wěn)定性很好，耐熱性較好．可在-60—120℃下長(zhǎng)期使用。熱變形溫度大于310℃，可燃性規(guī)格屬自熄性樹脂，吸水率低，對(duì)光穩(wěn)定，耐候性好。聚碳酸酯板是采用改進(jìn)的共擠成形技術(shù)制造，具有聚碳酸酯樹脂的各種特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，透光率可達(dá)89%，使用壽命長(zhǎng)達(dá)10年。國(guó)際市場(chǎng)發(fā)生產(chǎn)的PC板有平板、浪板和多層中空板三種類型。平板厚；浪板(波紋形板)覆蓋的溫室內(nèi)光照比較均勻，平均透光率略有提高；雙層或三層聚碳酸配中空板厚3—16mm，具有優(yōu)良的保