Ауыл шаруашылығы пленкасы үшін арнайы шешімдер: Беріктік және УК қорғаныс талаптары

Ауыл шаруашылық пленкаларындағы ультракүлгін ыдырауды түсіну

Ауыл шаруашылық пленкадағы полимер тізбектерді ультракүлгін сәулелер қалай ыдыратады

Ультракүлгін сәуле аграрлық пластикалық пленкаларға түскенде, фотооксиддену деп аталатын химиялық реакцияны бастайды. Күн сәулесі полимер құрылымындағы екідік байланыстарды үзеді, нәтижесінде бос радикалдар деп аталатын тұрақсыз молекулалар пайда болады. Бұл радикалдар материал бойымен таралып, молекулалық деңгейде зақымдануға әкеледі. Келесі кезеңде пленкаларға тәуелді фермерлер үшін маңызы зор өзгерістер болады. Ашық аспан астындағы жерде жарты жыл болғаннан кейін пластикалық материалдардың серпімділігі шамамен 60% төмендейді. 2017 жылы жарияланған зерттеу полиэтиленнің 280-315 нанометр аралығындағы УК-B сәулелері әсерінен қалай ыдырайтынын нақты зерттеген. Зертханалық сынақтар Полимерлердің ыдырауы мен тұрақтылығы журналының деректеріне сәйкес, имитацияланған сыртқы жағдайларда шамамен 500 сағат өткеннен кейін осы пленкалардың молекулалық массасы жуық 40% төмендегенін көрсетті.

Фильмнің қызмет ету мерзіміне күн сәулесінің спектрінің негізгі әсері

UV-A (315–400 нм) пленка қабаттарының тереңіне дейін жетіп, материалдың жалпы әлсіреуіне әкеледі, ал UV-B (280–315 нм) негізінен фотооксидативтік реакциялар арқылы бетінде орналасқан қабаттарды бүлдіреді. Зерттеулер толық спектрлі күн сәулесіне ұшыраған пленкалардың UV-B сәулесінен қорғалғандармен салыстырғанда 2,3 есе тез бүлінетінін көрсетті, бұл толқын ұзындығына тәуелді стабилизаторлардың қажеттілігін көрсетеді.

Созылу беріктігін сақтау: Нақты шарттардағы УК төзімділігін өлшеу

Жергілікті деректер 18 ай бойы сыртқы ортада болғаннан кейін аграрлық пленкалардың бастапқы созылу беріктігінің 50%-нен аз қалдыратынын көрсетеді, бұл, әдетте, УК стабилизаторларының таусылуымен байланысты (Biosystems Engineering 2004). ISO 4892-3 стандарты бойынша үдеулі климаттық тест — өнеркәсіптегі жиі қолданылатын эталон — нақты жергілікті жағдайлармен тек 62% дәлме-дәл сәйкес келеді, бұл нақты тұрақтылықты болжаудағы шектеулерді көрсетеді.

Қысқа мерзімді және ұзақ мерзімді УК төзімділігі: Өнеркәсіптің бағалау қиындықтары

Температураның өзгеруі мен химиялық әсерлердің синергиялық бұзылуын температуралық циклдау және химиялық әсерге ұшырау шарттарында қалпына келтіру үшін әдеттегі 1500 сағаттық QUV сынағы жеткіліксіз болды. 2013 жылғы тұрақтандыру зерттеуі бойынша, бақыланатын ортада 90% тиімділік көрсеткен УК қорғаныс жүйелері нақты жағдайларда 24 ай бойы тек 30% бұзылуды азайтқаны анықталды, бұл зертханалық нәтижелер мен нақты жағдайлар арасындағы маңызды айырмашылықты көрсетеді.

Ультракүлгін сәулелерді жұтқыштар және жарық стабилизаторлар: Ауылшаруашылық пленканың бүтіндігін қорғау

Полимерлерді қорғаудағы ультракүлгін сәулелерді жұтқыштардың қызметі және механизмі

Ультракүлгін сәулелерді жұтатын заттар ауылшаруашылық пленкаларында қорғаныш барьерлері сияқты әрекет етеді, олар зиянды ультракүлгін сәулелерді жай ғана жылу энергиясына айналдырады. Біз осы пленкаларға қосатын заттар шынымен-ақ полиэтилен мен EVA пленкалары сияқты материалдардағы ұзын тізбекті молекулалардың ыдырауынан сақтау үшін 290-400 нанометр диапазонындағы ультракүлгін сәулелерді жұтады. Кейбір зерттеулер бензофенон негізіндегі жұтқыштарды қолданған кезде пленкалар 18 ай бойы ашық аспан астында тұрғаннан кейін қарапайым емдеусіз пленкамен салыстырғанда беріктігін 62 пайызға аз жоғалтатынын көрсетті. Бұл химиялық ыдырау процесінің көптеп жүруін тоқтатады, сондықтан пленкалар икемді қалпын сақтайды және жарықты ретті түрде бөгеу қабілетін сақтайды — бұл температураны және ылғалдылық деңгейін тиімді басқару қажет болатын жылыжайлар үшін өте маңызды.

Бензотриазол мен Триазин негізіндегі УК жұтқыштар: Өнімділікті салыстыру

Триазин түрлері 1200 Вт/м² үздіксіз сәулелену кезінде УК-ды 23% жақсырақ басып көрсетеді, бірақ жұқа қабат қабыршықтарында кристалдануды болдырмау үшін дәл дисперсия талап етіледі.

Синергиялық қоспалар: Максималды тиімділік үшін УК сіңіргіштер мен HALS-ті біріктіру

Ультракүлгін сәуле УФ-сіңіргіштерден өткен кезде бос радикалдардың зақымдауын тоқтату үшін кедергі тудыратын амин жарық стабилизаторлары (HALS) қолға түседі. Көп қабатты аграрлық пленкаларды қолданатын шаруашылар екі түрлі қоспа заттарды біріктіру арқылы пленканың қызмет ету мерзімін жеке қолданылғанға қарағанда шамамен 40-тен 60 пайызға дейін ұзартуы мүмкін. Нақты әлемдегі сынақтар таңғажайып нәтиже көрсетті. Екі жыл бойы өрісте тұрғаннан кейін HALS пен УФ-сіңіргіштермен өңделген пленкалар түскен жарықтың шамамен 89 пайызын өткізе береді. Бұл тек бір түрлі қорғанысы бар өнімдердің көрсеткішіне қарағанда (олардың өткізу қабілеті шамамен 58 пайызға дейін төмендейді) анағұрлым жақсы нәтиже. Шаңқалау топырақтар сияқты жарықты шағылататын беттермен жұмыс істейтін шаруашылар үшін бұл әсіресе пайдалы, сонымен қатар жанында пестицидтерді көп мөлшерде қолдану болса да стабилизаторлар ыдырамай жұмыс істей береді.

Тиімді қолдану бойынша кеңестер :

• Тропиктік/шөл аймақтар үшін триазин-HALS қоспаларын басымдық ретінде қарастырыңыз
• Орташа климаттық аймақтарда антиоксиданттармен бензотриазолды қолданыңыз
• Қоспаның тозу деңгейін бақылау үшін жыл сайынғы FTIR спектроскопиясын өткізіңіз

Көп қабатты аграрлық пленкалардағы кедергі келтіретін аминдік жарық стабилизаторлары (HALS)

Ультракүлгін сәуледен қорғаудағы HALS-тің радикалдарды зерттеу механизмі

HALS әдетте Денисов циклы деп аталатын нәрсені қолданып, ультракүлгін сәулеге байланысты бос радикалдардың алдын алады. Негізінде олар тұрақсыз молекулаларды тұрақты молекулаларға айналдырады және зақымданудан қорғау үшін қажетті жаңа стабилизаторларды үнемі шығарады. Көпқабатты пленкалар бойынша жүргізілген зерттеулер қызықты нәтиже көрсетті: тіпті бір жыл бойы ультракүлгін сәулеге ұшырағаннан кейін де, осындай стабилизацияланған пленкалар әлі де шамамен 92% қоқыс жинау тиімділігін сақтап қалады. Бұл 2017 жылы Briassoulis және оның әріптестерінің айтқанынша, тек шамамен 47% созылу беріктігін сақтайтын қарапайым пленкамен салыстырғанда өте елеулі. Бұл практикада не дегенді білдіреді? Зертханалық сынақтарда HALS-пен өңделген материалдар бетінде трещиндер пайда болмайтындай етіп, квадрат метрге екі мыңнан астам килоджоуль ультракүлгін сәулесін шыдай алады.

HALS-тің Полиэтилен, Полипропилен және EVA-мен үйлесімділігі

HALS көптеген жалпы ауылшаруашылық пленка материалдарымен жақсы жұмыс істейді. Полиэтиленді пленкалар үшін 0,3-тен 0,5 пайызға дейінгі HALS 2013 жылғы Lóopez-Vilanova және оның әріптестерінің зерттеулері бойынша қарапайым пленкалармен салыстырғанда УК қорғанысты шамамен 60% арттырады. Полипропиленді композиттер жағдайында бұл стабилизаторлар сыртта тұтас 18 ай тұрғаннан кейін созылу қабілетінің шамамен 85% сақталуына көмектеседі. Шынында да, EVA қабаттарында HALS мүлде миграцияланбайды – жылына 0,2%-ден кем – бұл көп қабатты пленкаларда уақыт өте келе бұл қорғау қоспаларының жуылып кетпей немесе бұзылмай тұрақты болып қалатынын білдіреді.

Жергілікті жұмыс істеуі: Шыныққан жағдайлардағы шабындық пленкаларындағы HALS-тің тиімділігі

Зерттеулер көрсеткенінше, жарықтың әсеріне төзімділігі арттырылған мульча пленкалары күшті күн сәулесі бар аймақтарда 24 ай бойы тұрғаннан кейін күн сәулесінен қорғаудың шамамен 85% сақталады. Бұл фермерлердің тек қана ультракүлгін сәулелерді жұтушыларды қолданғаннан гөрі оларды ауыстыру жиілігін шамамен 40% кемітетінін білдіреді. Цитрус өсірушілер де елеулі нәтижелерге қол жеткізді. Осы ерекше пленкамен жабылған алқаптар екі толық өсу циклынан өткеннен кейін күн сәулесінің шамамен 91%-ын өткізе береді, бұл тек 73%-ын ғана өткізетін кәдімгі стабилизацияланбаған пленкалармен салыстырғанда әлдеқайда жақсы. Ал бір қарағанда, ультракүлгін сәулеге сезімтал өсімдіктер осы жақсартылған мульча пленкалары астында өсіп, нақты 15% артық өнім береді.

Қажуға қарсы тұрақтылық: Ауылшаруашылық пленкаға экологиялық және химиялық әсерлер

Ауа райының экстремалды жағдайларында механикалық беріктік

Шаруашылықтағы пластиктық пленкалар әртүрлі табиғи тозу мен механикалық зақымдануларға төтеп бере алмайды. Ерте бұзылулардың оннан сегізі осы материалдар бір уақытта күн сәулесінің әсері мен механикалық жүктемеге ұшырағанда болады. Шаңға, төменгі шектен төмен немесе 100 градус Фаренгейттен жоғары температура өзгерістеріне байланысты шаруалардың пластикалық жабыны тез арада беріктігін жоғалтады. Тек үш егіс циклінен кейін пленкалар бастапқы күшінің шамамен 40%-ын жоғалтуы мүмкін. Жағдайды одан да нашарлататыны — ауа-райы жағдайларының агрономиялық химикаттармен бірге материалда микроскопиялық трещиналар тудыруы. Бұл кішкентай сындар пленканың қорғаныш қабатын бұзады және оның күтілгенінен әлдеқайда ертерек бүлінуіне әкеледі, яғни шаруалар жоспарланғаннан гөрі жиірек ауыстыруға мәжбүр болады.

Пестицидтер мен тыңайтқыштардың пленканың бүлінуіне әсері

Агрохимикаттар полимер тізбектерімен тотығу әрекеттесуі нәтижесінде УК-ыдырауын 2,3 есе дейін жылдамдатады. Органофосфорлы пестицидтер бақылау көрсеткіштерімен салыстырғанда сынғанға дейінгі созылуын 65% азайтады, ал күкірті бай тыңайтқыштар фотоыдырауды катализдейді, әсіресе ЕВА композиттік пленкаларда.

Келесі ұрпақтың стабилизаторлары: Ауа-райы мен агрохимикаттарға қарсы төзімділікті арттыру

Жаңа стабилизаторлық химиялар ультракүлгін сәулелерді жұту мен молекулалық жөндеу механизмдерін ынтымақтасырады. Соңғы құрамдар 18 ай бойы өрісте болғаннан кейін механикалық қасиеттерінің 92%-ын сақтайды — дауыл желдерінде және pH 2–12 химиялық әсерлерінде де — экстремалды ауылшаруашылық орталарында бұрын-соңды болмаған төзімділік ұсынады.

Ауылшаруашылық пленка үшін қоспалар мен мастербатч технологиясындағы жаңалықтар

Көпфункционалды қоспалар: УК-қорғаныс қосымша механикалық және химиялық төзімділік

Бүгінгі пленка құрамына ультракүлгін сәулелерден, механикалық жүктемеден қорғайтын және химикаттарға төзімді болатын арнайы қоспалар енгізілуде. Өндірушілер бензотриазолды күн сәулесін жұтатын заттарды HALS-пен араластырғанда, 2024 жылғы «Ауылшаруашылық пленкасына арналған қоспалар» департаментінің хабарламасына сәйкес, осындай пленкалар сыртта тұтас 18 ай тұрғаннан кейін де шамамен 97% созылу беріктігін сақтап қалады. Бұл пленкаларды шынымен ерекшелейтіні – оларға қосымша сырғанау агенттері мен будың конденсациялануын болдырмау қоспалары қосылады. Шаруалар да қызық бір нәрсені байқады – бұл жаңа пленкамен қапталған өсімдіктерге ескі пленкамен салыстырғанда шамамен 25% аз пестицид жабысады. Қазіргі кезде көптеген шаруашылар осындай пленкаға көшуі түсінікті.

2023 жылғы зерттеу келесі ұрпақ пленкалардың 120% жоғары жел жүктемесін және аммоний нитратты тыңайтқыштарға 40% ұзақ уақыт шыдайтынын көрсетті. Ауа-райының шекті жағдайлары мен агрохимикаттардың қарқындылығының жер шары бойынша өсуіне байланысты өндірушілер бұл көпфункционалды шешімдерді жедел қабылдап жатыр.

Мастербатч шешімдері: Біркелкі дисперсия мен өңдеу тиімділігін қамтамасыз ету

Жоғары өнімді мастербатчтер полимерлер мен EVA матрицаларында модификаторлардың таралуын оптимизациялау үшін нано-инкапсуляцияны қолданады, миграцияны 60% азайтады және 98% УК-блоктау тиімділігін барлық пленка қабаттарында 2024 жылғы Жарық стабилизаторы бойынша зерттеу .

Соңғы жаңалықтар 15% жылдам экструзия жылдамдығын пленка сапасын төмендетпей, 2023 жылы өндірушілердің 78% хабарлаған өндірістік тардануды шешеді. Қазіргі кезеңнің алдыңғы қатарлы жүйелері температураның тербелісіне икемделетін өздігінен реттелетін тұтқырлық модификаторларын қамтиды, соның ішінде үрлеу арқылы пленка жасау кезінде қалыңдық ауытқуларын азайтып, біркелкілікті арттырады.

Жиі қойылатын сұрақтар

Аграрлық пленкаларда УК-ыдырауға не себеп болады?

Аграрлық пленкалардағы УК-ыдырау фотооксидтену деп аталатын процесс арқылы ультракүлгін сәулелердің полимер тізбегін ыдыратуы нәтижесінде пайда болады, оның салдарынан пленка құрылымы әлсірейді.

Ультракүлгін сәулелерді жұтқыш заттар ауылшаруашылық пленкаларды қалай қорғайды?

Ультракүлгін сәулелерді жұтқыш заттар зиянды ультракүлгін сәулелерді жылу энергиясына айналдыру арқылы полимер тізбектерінің ыдырауын болдырмау және пленканың бүтіндігін сақтау арқылы қорғайды.

Бензотриазол мен триазин негізіндегі ультракүлгін сәулелерді жұтқыш заттар арасындағы айырмашылықтар қандай?

Бензотриазол жұтқыш заттар төменгі ультракүлгін аймақтарда ең жақсы жұмыс істейді және 300–385 нм диапазонында ультракүлгін сәулелерді жұтады, ал триазин негізіндегі жұтқыш заттар биік таулы, күн көп түсетін аймақтарда тиімдірек және 280–400 нм диапазондарында кеңірек жұтады.