第五章 温室的覆盖材料第一节和第二节

园艺设施覆盖材料的沿革 古罗马人——用云母片或透明的滑石板作为覆盖材料 用云母片或透明的滑石板作为覆盖材料 古罗马人 14世纪 年代 世纪80年代 用玻璃当覆盖材料（ 世纪 年代——用玻璃当覆盖材料（玻璃房） 用玻璃当覆盖材料 玻璃房） 18世纪初 18世纪初——建成具玻璃屋顶的温室 19世纪末——平板玻璃温室问世，并应用于温室覆盖， 世纪末 平板玻璃温室问世，并应用于温室覆盖， 至今百余 年历史 20世纪 年代 世纪30年代 英国化学家福西特和吉布森发明了PE 世纪 年代——英国化学家福西特和吉布森发明了 英国化学家福西特和吉布森发明了 年在英国生产， 膜，于1938年在英国生产，随后 年在英国生产 随后PVC、EVA相继问世 、 相继问世 20世纪 年代 世纪50年代 玻璃纤维增强塑料聚酯板问世， 板 世纪 年代——玻璃纤维增强塑料聚酯板问世，PC板 玻璃纤维增强塑料聚酯板问世 聚碳酸酯板） 材（聚碳酸酯板）开始作为覆盖材料应用
%
两种薄膜在不同波段透过率的差异说明了什么？ 两种薄膜在不同波段透过率的差异说明了什么？ 保温性？ 保温性？ 增温性？ 增温性？ 耐老化性？ 耐老化性？
性能的比较
• 在紫外线区，聚乙烯的透光率高于聚 在紫外线区， 氯乙烯， 氯乙烯，在可见光区域聚氯乙烯膜高 于聚乙烯膜，在中远红外区域（ 于聚乙烯膜，在中远红外区域（热辐 射部分） 射部分）聚氯乙烯薄膜的透过率远低 于聚乙烯薄膜， 于聚乙烯薄膜， 聚氯乙烯对光合有效 辐射的透过率高，保温性强。 辐射的透过率高，保温性强。
• 具体原因 • 1）强光、高温作用下，变脆 从而自动 ）强光、高温作用下， 撕裂 • 2）光衰减 透光率 ） • 薄膜变脆的原因 • 1）紫外线 ） • 2）支架部分 白天温度高 加速氧化 ） • 先变灰→ 变棕色→ 变脆 撕裂 先变灰→ 变棕色→
• 硬质塑料板材 • 1）表面氧化 颜色变黄 ） 微生物 • 2）冷热膨胀 ）
紫外线加速薄膜老化—寿命短 紫外线对植物生育有有益和有害两方面影响？
主要波段，透过率越高， 主要波段，透过率越高，保温性越差
ν
的红外线波段， >3000的红外线波段，是各种物质热辐射失热 的红外线波段
ν
散射光的作用
• < 350nm 近紫外线 • 紫外线 315 〜 380nm 参与某些花青 素和维生素C 等的合成 素和维生素 D等的合成 • <315nm对作物有害 对作物有害 • < 345 nm以下 促进灰霉病分生孢子 以下 的形成 • < 370nm 诱发菌核病 • 添加特定的紫外线阻隔、吸收或转光剂 添加特定的紫外线阻隔、 • 将350nm以下阻隔掉 以下阻隔掉
中国覆盖材料发展历史
汉代以前用不透明覆盖材料作简易设施的保温覆盖物 汉代以前用不透明覆盖材料作简易设施的保温覆盖物 不透明覆盖材料 汉代以后，发明造纸术 出现 出现纸窗温室 汉代以后，发明造纸术—出现纸窗温室 20世纪 世纪30-50年代，玻璃作为透明覆盖材料 年代， 作为透明覆盖材料 世纪 年代 玻璃作为 1957年从日本引进薄膜生产技术 1957年从日本引进薄膜生产技术 1958年自行生产薄膜 年自行生产薄膜 1962年塑料薄膜用于小拱棚覆盖 年塑料薄膜用于小拱棚覆盖 1972年塑料薄膜用于大棚覆盖 年塑料薄膜用于大棚覆盖 80年代中期，塑料薄膜大面积推广 年代中期， 年代中期
出现裂缝
• 光稳定剂、热稳定剂、抗氧化剂和紫 光稳定剂、热稳定剂、 外线吸收剂等助剂
4、防雾、防滴性 防雾、
影响地、 影响地、 气温升高
设施内高湿环境， 设施内高湿环境， 在室内形成雾
透光率降 低5%~10%
如何获得流滴性？
加入表面活性剂—防雾滴剂 加入表面活性剂 防雾滴剂
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（二）对保温覆盖材料的要求
1、外保温覆盖材料 、 草苫、草帘、 草苫、草帘、 纸被、 纸被、保温被 A、较高的保温性，传热系数不高 、较高的保温性， 于2.0w/m2
要 求
B、轻量化，便于操作，省工省力 、轻量化，便于操作， C、防雨、防湿、经久耐用 、防雨、防湿、 D、表面洁净、光滑 , 、表面洁净、 和破损薄膜 防止污染
和聚乙烯(PE)薄膜 （一）普通聚氯乙烯(PVC)和聚乙烯 普通聚氯乙烯 和聚乙烯 薄膜
PVC膜，1958年从日本引进，1963年自行生产， 膜 年从日本引进， 年自行生产， 年从日本引进 年自行生产 1972年用于塑料大棚生产 年用于塑料大棚生产 PE膜，1976年开始生产 由于其安全无害而得到广 膜 年开始生产,由于其安全无害而得到广 年开始生产 泛应用 1 生产工艺 PVC膜： PVC树脂 增塑剂，高温轧延而成 膜 树脂+增塑剂 树脂 增塑剂， 由低密度聚乙烯（ ） PE膜： 由低密度聚乙烯（LDPE）树脂或线型低密 膜 度聚乙烯（ 度聚乙烯（LLDPE）树脂制成 ）
3、耐侯性 、
耐侯性指塑料薄膜防老化性能； 耐侯性指塑料薄膜防老化性能；薄膜的使用寿命问 指塑料薄膜防老化性能 题 在高温下变脆， 在高温下变脆，撕裂 薄膜老化后 透光率衰减
如何增加耐侯性？ 如何增加耐侯性？
在薄膜生产工艺中加入光稳定剂、热稳定剂、 在薄膜生产工艺中加入光稳定剂、热稳定剂、 抗氧化剂和紫外吸收剂
• 二、设施生产对覆盖材料的要求 • 性能优良 轻便耐用 价格合理
（一）透明覆盖材料
1、透光性 、
350~3000nm
区域内（可见光和近红外线区域） 区域内（可见光和近红外线区域） 透过率越高越好 光合有效辐射 有热效应 作物光合作用 室内增温
400~700nm
760~3000nm
ν
波长<350的近紫外区域和波长>3000的红外线区域， 波长<350的近紫外区域和波长>3000的红外线区域， <350的近紫外区域和波长>3000的红外线区域 透过率越低越好
2 应用情况： 应用情况：
普通PVC膜：过去普遍用于大棚生产，厚度 膜 过去普遍用于大棚生产， 普通 0.10~0.15mm;现仅用于中、小拱棚，厚度 现仅用于中、 现仅用于中 小拱棚， 0.03~0.05mm
普通 PE膜：普遍应用于长江中下游地区， 膜 普遍应用于长江中下游地区， 用于塑料大棚的厚度为0.05~0.08mm；用于 用于塑料大棚的厚度为 ； 中、小拱棚覆盖的厚度为0.03~0.05mm 小拱棚覆盖的厚度为
此外，对透明覆盖材料还有防尘性的要求，对 此外，对透明覆盖材料还有防尘性的要求， 塑料板材， 塑料板材，还有表面耐磨和阻燃等特性要求
• 保温情况 玻璃〉聚氯乙烯〉乙烯 醋 玻璃〉聚氯乙烯〉乙烯-醋 酸乙烯〉 酸乙烯〉聚乙烯
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二、不透明覆盖材料 外覆盖保温 内张 外保温： 外保温： 1）保温性能好 传热系数 ( 2.0W/m2. ） ℃) • 2）重量比较轻 表面洁净 光滑 ） • 3）防雨水浸湿 经久耐用 防老化和 ） 防水处理
具体表现 1）影响透光率 温度 ） 2）诱发病害 ） 防雾滴剂 表面活性剂 降低表面张力 无滴性或流滴性 作用时间 1、2、3、5年 不足 个月 、 、 、 年 不足4个月 好的6-8个月 好的 个月
5、保 温 性 、
覆盖材料保温性的差异取决于其热辐射透过率的不 红外线波段的透过率） 同。 （ > 3000nm红外线波段的透过率）？ 红外线波段的透过率 提高保温性，需在薄膜生产过 提高保温性， 程中添加红外线阻隔剂
B 透光率与入射角关系
随入射角增大， 随入射角增大，透光率下降
0-45° ° 45-60 ° >60 ° 下降缓慢 下降明显 急剧下降
C 实际生产条件下所测新膜透光率一般只有 实际生产条件下所测新膜透光率一般只有62%~70%
两种塑料（新膜） 两种塑料（新膜）大棚透光率比较
09：00 ： 52 64 10：00 11：00 12：00 13：00 14：00 15：00 ： ： ： ： ： ： 59 62 59 63 69 74 71 74 67 73 61 73
薄膜使用过程中经常受到冲击力、 薄膜使用过程中经常受到冲击力、积 雪、雨水、拉伸等外力作用，故要考 雨水、拉伸等外力作用， 虑强度，包括横向拉伸强度（ 虑强度，包括横向拉伸强度（kg/cm2)、 、 断裂伸长率(%)，抗冲击强度等 ， 断裂伸长率
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1）纵向力（包括冲击力、冰雹等） ）纵向力（包括冲击力、冰雹等） 2）横向负荷 雪等 ） 3）拉伸力 ） 4）不光滑骨架的磨损 ）
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2.1.2防老化膜 防老化膜 PVC防老化膜 PE防老化膜 防老化膜 防老化膜 2.1.3双防膜 双防膜 PVC双防膜 PE双防膜 双防膜 双防膜 2.1.4多功能复合膜 多功能复合膜 PE多功能复合膜 EVA多功能复合膜 多功能复合膜 多功能复合膜
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2.1.5调光膜 调光膜 漫反射膜 光转换膜 2.2硬质塑料板材 硬质塑料板材 FRP FRA MMA 2.3镜面反光膜 镜面反光膜 2.4遮阳网 遮阳网
2、内保温材料 、
薄型无纺布、 薄型无纺布、遮阳网等 A、高保温 、
要求
B、防雾滴 、 C、防老化 、 D、易卷曲 、 结实耐用 便于铺张收卷
第二节 透明覆盖材料及其应用
农用塑料薄膜的种类、 一 农用塑料薄膜的种类、特性及应用
我国设施园艺生产中使用的透明覆盖材料， 我国设施园艺生产中使用的透明覆盖材料，主要 以塑料薄膜为主，就基础母料而言， 以塑料薄膜为主，就基础母料而言，主要是聚氯 乙烯(PVC)和聚乙烯薄膜 和聚乙烯薄膜(PE)两大类，20世纪 年 两大类， 世纪 世纪90年 乙烯 和聚乙烯薄膜 两大类 代初又研制出乙烯-醋酸乙烯 醋酸乙烯(EVA)多功能复合膜 代初又研制出乙烯 醋酸乙烯 多功能复合膜 本节重点介绍各种用于大棚和温室的 PVC、PE、EVA三种薄膜的特性及要求 、 、 三种薄膜的特性及要求
3 性能
透明覆盖材料的透光性表现为以下三方面 （1）透光性 透明覆盖材料的透光性表现为以下三方面 ） A 对不同波长辐射的透过率 分光透过率 对不同波长辐射的透过率—分光透过率 B 透过率与入射角的关系
C 散光率：即透射光中散射光的比例和透光性 散光率： 的衰减， 的衰减，由水滴灰尘等引起
A 对不同波长光辐射透过率
两种塑料薄膜在不同光波区的透过率
薄膜种类 紫外（ 紫外（〈=300nm） ） 可见（ 可见（450~650nm） ） 近红外（ 近红外（1500nm） ） 中红外（ 中红外（5000nm） ） 远红外（9000nm） 远红外（ ） PVC 20 86~88 93~94 72 40 PE 55~56 71~80 88~91 85 84
第五章 温室的覆盖材料
• • • • • • • 第一节覆盖材料简述 第二节 透明覆盖材料及其应用 第三节 地膜的种类特性及应用 第四节 硬质塑料板材的种类、特性及应用 硬质塑料板材的种类、 第五节 玻璃 第六节 半透明与不透明覆盖材料 第七节外覆盖保温材料的种类、 第七节外覆盖保温材料的种类、特性及应用
0~700nm 三种薄膜分光透过率曲线
≤300nm
紫外线区域，透光率PE>EVA>PVC 紫外线区域，透光率
400~700nm 光合有效辐射区，透过率PVC≥EVA>PE 光合有效辐射区，透过率
几种塑料薄膜热辐射透过率 ①PVC ② PE ③ EVA
几种塑料薄膜短波辐射分光透过率 ①~④PVC ④ ⑤⑥PE ⑤⑥ ⑦EVA
有色膜 PC板 板
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2.5无纺布 无纺布 薄型无纺布 厚型无纺布 2.6复合保温被 复合保温被 2.7地膜 地膜 普通地膜 有色地膜 特殊功能性地膜
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按照功能来分 1、用于采光的 、 玻璃 塑料板材 塑料薄膜 2、用于覆盖保温的 、 3、调节光、温环境的 、调节光、
外保温
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过去：草苫、蒲席、 过去：草苫、蒲席、纸被为主
现在： 现在：轻型外保温覆盖材料的研制开发
第一节覆盖材料简述
• • • • • • • 一、覆盖材料的种类 1、传统的覆盖材料 、 草帘、 草帘、草苫 纸被 棉被 竹帘 玻璃 2、现代覆盖材料 、 2.1塑料薄膜 塑料薄膜 2.1.1普通膜 普通膜 PVC PE