园艺设施的覆盖材料.ppt
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1、3、园艺设施的覆盖材料,第二单元:总论-设施园艺的 基本理论与技术,3.1 覆盖材料的种类和性能,用于采光的透明覆盖材料调节光、温环境的内覆盖半透明或不透明材料用于外覆盖保温的不透明覆盖材料,按其主要功能可区分为:,3.2 透明覆盖材料,3.2.1 透明覆盖材料分类按原料材质分:玻璃、塑料薄膜、半硬质塑料膜与硬质塑料板等。按塑料品种分:聚氯乙烯(PVC)膜,聚乙烯(PE)膜,乙酸-醋酸乙烯膜(EVA),聚四氟乙烯(PTFE),聚碳酸酯板(PC),聚丙烯板(MMA),玻璃纤维强化聚丙烯板(FRA),PO系膜,玻璃纤维强化聚酯板(FRP),茂金属聚乙烯(mPE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等。
2、,3.2.1 透明覆盖材料分类,按功能及特性分:无滴膜、保温膜、转光膜、漫散射膜、反光膜、遮光膜、阻隔紫外光膜、耐老化膜等。,3.2.2 透明覆盖材料的特性,透光性,可见光透过率越高越好紫外与红外光的选择,力学性(机械性能),耐久性(耐候性),覆盖材料经年累月之后表现不易老化的现象,综合耐候性:玻璃硬质板半硬质膜软质膜,软质膜:PVC EVA PE,防雾滴性(无滴性或流滴性),发达国家一般1-5年,我国一般不足4个月,最好不过6-8个月,保温性,透明覆盖材料,玻 璃,是薄膜普及之前使用最多的覆盖材料;普通玻璃的可见光通过率为90%左右,对300nm以下的紫外线有阻隔作用;可吸收几乎所有的红外线
3、,夜间的长波辐射所引起的热损失很少;优点:使用寿命长(20年以上),耐候性好,防尘,防腐蚀性好;缺点:比重大(2.5g/cm3),对支架的坚固性要求高,易破损,故限制了推广应用。,3.2.3 常见透明覆盖材料及新型产品简介,玻 璃,有三种:平板玻璃,钢化玻璃,红外线吸收玻璃;玻璃在所有覆盖材料中耐侯性最强,透光性,防尘性和亲水性都很好,但比较重,抗冲击性能差;红外线吸收玻璃保温性好,造价高;钢化玻璃抗冲击性能好,但易老化,造价高。,塑料薄膜,目前我国设施农业中使用面积最大的覆盖材料;其特点是:质地轻,价格较低,性能优良,使用和运输方便等;根据母料可分为三大类:聚氯乙烯(PVC)薄膜 聚乙烯(P
4、E)薄膜 乙烯醋酸乙烯(EVA)多功能复合薄膜,塑料薄膜聚氯乙烯(PVC)薄膜,种类繁多,功能丰富,为目前我国和日本等国家使用最普遍的薄膜之一;以聚氯乙烯树脂为主原料,加入适量的增塑剂制作而成;许多产品还添加光稳定剂,紫外线吸收剂以增加耐候性,添加表面活性剂以提高防雾效果。,聚氯乙烯(PVC)薄膜,聚氯乙烯(PVC)薄膜有透明和粉色之分;其加工过程大多经过了防尘和防雾滴处理,从而能使水分以膜状流下;优点:不仅具有较好的柔性,透明度,保温性和防雾滴效果,一些薄膜还具有选光和强保温功能。,聚氯乙烯(PVC)薄膜,缺点:容易产生增塑剂的缓慢释放及吸尘现象,使其透光率迅速下降,缩短了使用年限。,转光膜
5、,大多为近年生产的去紫外线薄膜;通过在聚氯乙烯原料中添加紫外线吸收剂以改变紫外线的透过率;通过控制紫外线透过率,不仅可促进一些植物的生长,同时也可减少叶霉病和菌核病,以及一些虫害的发生,但在一些作物上必须谨慎使用。,转光膜,薄膜的保温性与其对长波辐射区域的透过率有关,聚氯乙烯薄膜对长波辐射的透过率显著低于聚乙烯薄膜,因此,其保温性也比聚乙烯薄膜和乙烯醋酸乙烯(EVA)多功能复合薄膜要好。,塑料薄膜-聚乙烯(PE)薄膜,由低密度聚乙烯(LDPE)树脂或线形低密度聚乙烯(LLDPE)树脂吹制而成;除作为地膜使用外,也广泛作为外覆盖和保温多重覆盖使用;与聚氯乙烯(PVC)薄膜相比,其优点是:比重轻(
6、0.95,PVC是1.41),幅度大,覆盖比较容易等,聚乙烯(PE)薄膜,其他特点:吸尘少,无增塑剂释放等,使用一段时间后其透光率下降要比PVC低;缺点:对紫外线的吸收率较PVC要高,容易引起聚合物的光氧化而加速薄膜的老化,因此,使用寿命一般比PVC要短。,乙烯-醋酸乙烯(EVA)多功能复合薄膜,是以乙烯醋酸乙烯共聚物为主原料添加紫外线吸收剂、保温剂和防雾滴注剂等制造而成的多层复合薄膜;特点:质轻;使用寿命长(3-5年);透明度高;防雾滴剂渗出率低等。,乙烯-醋酸乙烯(EVA)多功能复合薄膜,优点:EVA膜的红外线区域的透过率介于聚氯乙烯(PVC)薄膜和聚乙烯(PE)薄膜之间,故保温性显著高于
7、聚乙烯(PE)薄膜,夜间的温度要比普通PE高出23度。对光合有效辐射的透过率也高于PVC和PE;既克服了PE无滴持续期短和保温性差的缺点,也克服了PVC比重大,易吸尘和耐候性差的缺点,具有很好的应用前景。,PVC和PE薄膜的比较,透光性:在紫外线和远红外区域,PE薄膜的透过率高,在可见光区域PVC的透过率高,PVC对光合有效辐射的透过率高,增温性和保温性强;PVC使用后增塑剂易析出,加之它易吸附灰尘,透光率衰减很快,所以透光率在实际使用时不如PE膜高。,PVC和PE薄膜的比较,强度和耐侯性:PVC薄膜较强;保温性:PVC薄膜好于PE薄膜;保养:PVC薄膜易修补。,功能性聚氯乙烯(PVC)薄膜,
8、PVC长寿无滴膜:在生产过程中加入增塑剂,防老化剂,流滴性在4-6个月,使用寿命提高到8-10个月,薄膜厚度为0.12 mm;PVC长寿无滴防尘膜:生产过程中增加一道防尘工艺,进一步提高了透光率和使用寿命。,功能性聚乙烯(PE)薄膜,PE长寿无滴膜:无滴性提高到150天以上,使用寿命12-18个月,透光率提高10-20%;PE多功能复合膜:加入防雾滴剂,保温剂和防老化剂,使用寿命更加延长;添加有特定紫外线吸收剂,可抑制病菌的发生;薄型多功能聚乙烯膜:加入红外线阻隔剂提高薄膜的保温型,厚度仅为0.05mm。,调光薄膜,漫反射膜:将性状特殊的晶体材料混入聚氯乙烯和聚乙烯材料中制成。散射光增加,受光
9、均匀;转光膜:具有光转化特性,可将紫外光区的能量转化为有利光合作用的橙红光;蓝色和紫色膜:蓝紫光透光率增加。,EVA多功能复合薄膜,以乙烯-醋酸乙烯共聚物为主体的多功能复合薄膜;透光性和保温性介于PE和PVC薄膜之间;综合了PE和PVC薄膜的优点,无滴性,透光率,耐侯性,保温性兼具。,氟素膜,氟素膜以聚四氟乙烯为基础母料;透光性和抗静电能力强,寿命在10-15年,使用10年后透光率仍有90%以上;价格昂贵,国内尚不能生产。,新型多功能覆盖材料,除目前普遍使用的长寿无滴膜外,另有转光膜,有色膜,病虫害趋避膜等,大多处于开发研究阶段;1.漫反射薄膜 通过在聚乙烯母料中添加调光物质,使直射光在进入大
10、棚后形成更均匀的散射光,作物受光趋于一致,设施中的温度变化减少,可促进植物的光合作用。,2.转光膜 通过在聚乙烯等母料中添加光转换物质和助剂,使太阳光中的能量较大的紫外线转变为能量较小的有利于植物光合作用的可见光。此外,还具有更优越的保温性能,可提高设施中的温度。,新型多功能覆盖材料,3.有色膜 通过在母料中添加一定的颜料改变设施中的光环境,创造更适合光合作用的光谱,从而达到促进植物生长的作用。缺点:不稳定,且使用有色膜后降低了光透 过率,故限制了在生产上的应用。注:目前利用蓝色膜进行水稻育苗方面相对比较成功。,新型多功能覆盖材料,4.红光/远红光(R/FR)转换膜 主要通过添加红光/远红光的
11、吸收物质来改变红光/远红光的光量子比率,从而改变植株特别是茎的生长。R/FR越小,茎节间长度越长,可利用此类薄膜在一定程度上调节植株的高度。,新型多功能覆盖材料,新型多功能覆盖材料,5.光敏薄膜 通过添加银化合物,使本来无色的薄膜在超过一定光强后变为黄色或橙黄色,从而减轻高温强光对植物的危害。6.红外线反射薄膜 通过在PE膜中添加SnO2等金属氧化物并夹在玻璃中,可解决夏季的高温问题。,7.近红外线吸收薄膜 通过在PVC、PET、PC等膜中添加近红外线吸收物质,从而减小光照强度,降低设施中的温度。缺点:只适合高温季节使用,不适合冬季和寡日照地区。,新型多功能覆盖材料,8.温敏薄膜 利用高分子感
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