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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(lái)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(lái)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(wàn)噸以上，實(shí)際年產(chǎn)量超過100萬(wàn)噸，其中年生產(chǎn)能力超過萬(wàn)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(wàn)噸，地膜年銷量45萬(wàn)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(wàn)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(wàn)畝。園藝設(shè)施栽培面積將達(dá)到2300萬(wàn)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(yáng)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(yáng)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(wú)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L(zhǎng)DPE、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�1001、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)口品牌有埃克森1002、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、�？松�1002、沙特218W等應(yīng)用較好。

   3、mLLDPE

   國(guó)際上近年來(lái)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(wú)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(wàn)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(lái)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(lái)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(gòu)，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(lái)的發(fā)展方向。

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農(nóng)用薄膜基礎(chǔ)樹脂的選擇與應(yīng)用