農用溫室透明塑料中空板使用年限評定

農用溫室透明雙層保溫塑料中空板在農業上用作建造溫室之用,其特點為保溫、透陽光,與玻璃溫室相比價格便宜,在冬季能防寒防霜凍,夏季防暴雨和陽光的酷熱曝曬,有利于農作物生長和提高產量。為此,受某企業委托對該公司生產的農用溫室透明雙層保溫塑料中空板進行耐候性評價試驗,以求得其戶外使用壽命。

要求采用美國ATLASS公司生產的CI65/DMC氮燈氣候箱進行試驗,試驗最長時間為2500小時,測試項目為拉斷力,斷裂伸長率和光譜透過率。

2.試驗

2.1試樣

由我院到廠方抽取A、B、C三個配方的農用溫室透明雙層保溫塑料中空板,其中C配方板材已在戶外實際使用了1.3年。

抽取來的塑料中空板按廣東企業標準Q/XD00l-93“塑料中空板”的要求裁切成力學性能檢測用的啞鈴形試樣和光學性能檢測用的小方塊試樣。

2.2試驗條件

耐候性試驗,依據GB9344-88塑料氙燈光源曝露試驗方法進行。

采用美國ATLAS公司生產的CI65/DMC型人工氣候箱進行試驗。光源為6.5KW水冷式長弧氙燈,內外濾光系統均為硅硼玻璃濾光器,其紫外輻射能量可控,并保持不變;黑板溫度為63士30C;降雨期為120分鐘連續降雨18分鐘。

試驗取樣周期為500小時、1000小時、1500小時、2000小時、2500小時。

2.3測試項目和方法

測試項目:

力學性能:拉斷力和斷裂伸長率;

光學性能:光譜透過率。

力學性能測試:依據GB/Tl040-92塑料拉伸性能試驗方法進行;

光學性能測試:使用紫外分光度計從彼長290nm(或250nm)到85onm進行全掃描。

3.試驗結果

三個配方的雙層保溫塑料中空板的耐候性試驗,在不同老化時間了樣測試其力學性能和光學性能,其結果為見表1和表2。

農用溫室透明雙層保溫塑料中空板,在戶外受光、氧、熱的作用下引起老化降解,導致其力學和光學性能的下降,諸影響因素中尤以陽光中波長小于4oonm以下的紫外光所起的破壞作用最為重要。本試驗采用美國ATLAS出品的氙燈人工氣候箱,其300nm～400nm波長范圍的紫外輻射能量經2500小時累積為635MJ/m2;而廣州地區年平均太陽紫外輻射能量為299MJ/m2,即是說,本試驗試樣經2500小時試驗接受的紫外輻射累積能量相當于廣州地區戶外2.1年所接受的紫外能量。

4.1力學性能變化的分析

在進行聚烯烴片材的光穩定性試驗時,采用斷裂強度下降至50%時所接受的輻射累積能量與美國佛羅里達曝露試驗場戶外一年所接受的輻射能量之比值作為評估其使用年限的重要依據。據此,可作如下分析。

1.從表1的試驗結果來看,在戶外已使用1.3年的C配方塑料中空板再經過2500小時的耐候性試驗,試樣累計接受的紫外輻射能量相當于戶外使用3.4年,此時其拉斷力為187N、拉斷力保持率為74腸,遠高于50緯。而廣東省企業產品標準Q/XDO01-93“塑料中空板”中所提出的技術指標,其拉斷力為160N,斷裂伸長率為200%。這樣,C配方塑料中空板經戶外使用3.4年,其拉斷力187N也超過了企業標準的規定值;其斷裂伸長率10。%,也還達到企業標準規定值的50環,所以C配方的塑料中空板在戶外使用年限為3.4年以上。

2.已在戶外使用1,3年的C配方塑料中空板再經1000小時氙燈人工氣候試驗累計相當于戶外使用2.1年,而A、B配方的塑料中空板經過2500小時氙燈人工氣候加速試驗,其接受累積的紫外能量也相當于戶外作用2.1年所接受累積的紫外能量,此時A、B、C配方的塑料中空板的拉斷力分別為179N、189N、190N,而斷裂伸長率分別為605%、618寫、484%。通過對比,可看出A、B配方相當于C配方或稍好于C配方。據此推理判斷A、B配方的塑料中空板的使用年限不會低于C配方的塑料中空板的戶外使用年限3.4年,而只會高于3.4年。

4.2從光譜透過率方面分析

以A、B、C三個配方的塑料中空板經過不同時間氙燈人工氣候老化試驗后,取樣試得到了光譜透過曲線譜圖(圖1)表2則是從上述圖中計算得到的各波段的光譜透過率,從上述圖和表2可得到下述評價:

1.在戶外已使用1.3年的C配方塑料中空板再經過2000小時和2500小時氮燈人工氣候試驗,即相當于在戶外使用3年和3.4年,其在420nm～850nn:的光譜波長范圍內(陸生植物的光合作用是在400nm~70onm光波范圍內進行)的光譜透過率仍保持在高的水平上,分別為45～66%和41~61%。此值足以滿足植物之需要。因為當前農業上廣泛應用的遮陽網的遮光率普遍都在50%～80%,即其透光率在20%~50%。

2.A、B兩配方的塑料中空板經2500小時氙燈人工氣候試驗后,其在42onm~85onm波長范圍的光譜透過率與已在戶外使用1.3年后又經1000小時氙燈人工氣候試驗的C配方相對比,可看出A、B配方的塑料中空板,在上述波長范圍的光譜透過率均大大超過C配方,其中A配方更為突出。若從對小于400nm的紫外光(它對生物和物質起傷害和破壞作用)的吸收作用進行對比,A、B配方也比C配方好得多。在力學性能的結果討論中得到C配方的塑料中空板能使用3.4年的結論,那么從光學性能的比較,再次證實A、B配方優于C配方。

5.結論

綜合力學和光學性能測試數據的分析和討論,得出A、B、C三種農用溫室透明雙層保溫塑料中空板的戶外使用年限均不低于3.4年。