Пленка для теплиц
Пленка для теплиц
Теплицы, покрытые пленкой, распространенные во всем мире - их площади значительно больше по сравнению со стеклом и поликарбонатом. Это и неудивительно, учитывая, что пленка имеет целый ряд преимуществ.
Первая из них - невысокая стоимость, если стекло толщиной 4 мм стоит около 4,6 дол/м2, то самые дорогие виды пленки 0,7 -0,8 дол/м2, полиэтиленовая пленка в москве будет стоить дешевле.
Второе и не менее важное преимущество - легкость. Нагрузка на стропила и основу теплицы небольшие, поэтому можно ставить легче каркас и можно обойтись без сложных детальных расчетов. Незначительные ошибки или отклонения, скажем, в расстоянии между элементами каркаса или количества балок в этом случае не так опасны. К тому же, пленочным сооружениям не страшны колебания почвы в местах сейсмической активности или его перекосы через просадки (например, под тяжестью снега). Значительно упрощаются и процессы перевозки, разгрузки, а особенно монтажа: достаточно накинуть пленку на каркас и зафиксировать края.
Большим преимуществом является и эластичность пленки - она легко режется, складывается, сматывается в рулоны и не боится ударов. Поэтому сделать пленочную теплицу под силу практически каждому.
Все это в комплексе и обусловило огромную популярность полиэтиленовой пленки. Особенно благодаря новым разработкам, которые повысили ее долговечность, прочность и способность удерживать тепло.
Еще совсем недавно ...
Продукт полимеризации этилена (полиэтилен) изобрели в 30-х годах прошлого века, а в 60-х появились и полиэтиленовые пленки. Сначала они не были безупречными и для обустройства теплиц не использовались. Например, пленка марки ПЭ-143г (ПЭ - полиэтиленовая, 143 - время экструзии, г - гидрофильная) имела следующие недостатки:
• недолговечность - под действием ультра-фиолетовых лучей и повышенной температуры материал «старел», в результате чего ухудшались его прочность на разрыв, светопроницаемость, эластичность и упругость. В результате уже через 4-5 месяцев пленка теряла свои первоначальные свойства и растрескивалась;
• высокая прозрачность для инфракрасных (тепловых) лучей, вызывала очень большие потери тепла. Даже накрыв теплицу в 2 слоя, зимой выращивать в ней что-либо было невозможно;
• электростатические свойства поверхности, через которые на внутренней стороне пленки собирался конденсат;
• низкая прочность на разрыв, что приводило к повреждению укрытия ветрами, а порой уже и во время монтажа;
• способность растягиваться, вращающейся провисанием укрытия, даже если сначала его хорошо натянуть. Чтобы предотвратить это, иногда чаще размещали элементы каркаса. Это увеличивало металлоемкость сооружений, и главное, что в случае внезапного снегопада такая теплица просто падала под тяжестью снега. Впрочем, это случалось очень редко, ведь еще недавно пленку снимали, только проходила угроза заморозков (в мае - июне). В результате борьбы с этими недостатками и появились более совершенные виды пленок.
Повышение долговечности
Разрушает полиэтиленовую пленку ультра-фиолетовая часть солнечного спектра с длиной волны 320-400 нм. В ней выделяют зоны А (длинноволновый диапазон, длина волны 315-400 нм), В (средневолновый, 315-280 нм) и С (коротковолновый, 280-1000 нм). Под влиянием этих лучей в полиэтилене начинаются фотохимические и термические процессы, приводящие к его распаду на отдельные цепочки. Как следствие, пленка становится хрупкой, ломкой, начинает рассыпаться.
На сегодня есть 4 способа защиты полиэтилена от фоторуйнации для повышения его долговечности:
Отражение света. В пленку вводят тонкодисперсный каолин повышенной белизны. Это гидратированный алюминиевый силикат каолинита (глины), имеющий вид белого порошка с частицами в форме пластинок. Он повышает пластичность, прочность и гладкость пленок, и главное - хорошо отражает ультрафиолет. Например, в случае введения его в пленку ПЭ-143г ее проницаемость для лучей зоны А сокращается до 60%, зоны В - до 10%, тогда как для видимой зоны спектра (ФАР) она остается достаточно прозрачной (проницаемость 82-85%).
2. Введение УФ-абсорберов. Если лучи не удается отбить, их можно поглотить. Для этого в состав пленки вводят УФ-абсорберы, которые поглощают солнечные лучи в УФ-части спектра. На сегодня уже целый класс таких веществ - оксибензофеноны, оксифенилтриазины (-триазолы), оксаланилиды, амины и т.п., действие которых основано на химическом взаимодействии с радикально-цепным механизмом фотоокисления. Оптимальная их концентрация обычно определяется экспериментально и зависит от их эффективности, совместимости с пленкой и толщины изделия.
3. УФ-светостабилизаторы, не отражены и не поглощены УФ-лучи, попадая на полимер, переводит его в так называемое возбужденное состояние, что ведет к его распаду. Чтобы снять это возбуждение и вернуть материал в исходное состояние, используются светостабилизаторы (их еще называют гасители возбужденных состояний). Они защищают пленку путем физического или химического тушения электронно-возбужденных состояний хромофорных групп в полимере. Например, 2-гидроксибензофенон поглощает свет, затем продукты реакции излучают энергию в виде тепла, и система, начинает разрушаться, возвращается в исходное состояние.
4. Если же ультрафиолет таки попал к полимеру и разбил его вдребезги - радикалы, вступают в действие четвертая система защиты - взаимодействие радикалов со стабилизатором. К примеру, производные пирередина обрывают цепи фотодеструкцией, ликвидируя первичные признаки «старения» пленки.
В лучших пленках все 4 способа защиты применяются в комплексе. Благодаря этому уже появились многосезонные пленки или пленки многосезонного использования.
Конечно, УФ-светостабилизаторы имеют способность растворяться в полимере, не влиять на другие свойства пленки и не испаряться с повышением температуры. Так что современные полиэтиленовые пленки - достаточно сложный многокомпонентный механизм. И обычно с появлением каких-то микроцарапин, порывов или иных повреждений ультрафиолет таки проникает во внутреннюю структуру пленки, и тогда эффективность всех 4 механизмов резко снижается. То же происходит в случае попадания на пленку некоторых пестицидов, и чтобы избежать возможных проблем, следует уточнить этот момент у производителя.
Борьба с конденсатом
При колебании температуры (день/ночь) в теплице в результате дыхания растений и испарения воды с поверхности почвы конденсируются пары воды. Поскольку пленки обычно плохо смачиваются водой, влага на их поверхности формируется в капли. Они могут создавать эффект линзы, вызывая ожоги растений и вызывать повышение влажности, ведет к развитию грибных болезней. Кроме того, очень приятное падения холодных капель на одежду и головы работников. Чтобы избежать этого, раньше приходилось постоянно проветривать теплицы, однако это связано с трудностями в ветреную погоду, а также в выходные и праздничные дни.
Сегодня же в состав пленки вводят так называемые Антифог (от англ. fog - туман, роса). Это поверхностно-активные вещества (ПАВ), которые изменяют поверхностное натяжение капель воды. Капли теряют сферическую форму и растекаются, образуя тонкий слой на поверхности пленки, а затем равномерно стекают, то есть конденсат не образуется.
Антифог, как и большинство добавок, наносят только на внутреннюю сторону пленки, поэтому при монтаже важно следить, чтобы она была расположена правильно. Если натянуть ее защищенной поверхностью наружу, должного эффекта не будет, а срок службы пленки резко сократится. Обычно это несколько сезонов, ведь со временем запас ПАВ в пленке заканчивается. И как быстро это происходит, во многом зависит от условий окружающей среды. Слишком высокая температура во время летней жары ускоряет миграцию активных компонентов на поверхность, поэтому присадка расходуется быстрее. Низкая температура несколько замедляет выделение ПАВ, но и снижает их эффективность. Это еще одна причина, почему пленку лучше снимать на зиму. Кроме того, длительный период вегетации растений вызывает образование большого количества конденсата, который быстро вымывает антифог-добавки.
И главное: пленки с антифог- эффектом обычно не содержат других защитных добавок, ведь они могут адсорбировать ПАВ и затруднить их миграцию на поверхность.
Пленки с ИК-эффектом
Одна из главных функций полиэтиленовой пленки в теплице - удерживать тепло, защищая растения от низких температур окружающей среды. То есть важно, чтобы пленка максимально пропускала входящее солнечные лучи и минимально - излучение инфракрасного (ИК) спектра.
На сегодня основной метод задержки ИК-лучей - введение в состав пленки флуоресцентных пигментов, превращают ультрафиолет и часть видимого излучения на лучи красной и голубой частей спектра видимого света. Они-то и задерживаются пленкой. Скажем, пленки с высоким содержанием винилацетата (не менее 14%) при высокой прозрачности (> 90%) обеспечивают парниковый эффект> 65%.
Другой метод обеспечения тепловых свойств пленок - введение в них специальных минеральных тепловых присадок. Они немного снижают прозрачность материала, однако хорошо задерживают ИК-лучи. Каждый из таких минеральных наполнителей имеет свои преимущества и недостатки. Например, упоминавшийся выше каолин поглощает лучи в диапазоне 40-120 мкм, но оставляет незакрытым диапазон 120-1500 мкм. В то же время, мел поглощает только в диапазоне 120- 1500 мкм. Путем смешивания двух компонентов некоторые производители получают пленки с уникальными абсорбционными характеристиками во всем ИК-спектре, позволяющие поддерживать максимально высокую температуру в теплицах.
Многослойные пленки
Практически все полиэтиленовые пленки имеют недостаточную прочность в продольном направлении. Кроме того, объединить в них ряд защитных характеристик не получается. Это дало толчок появлению многослойных пленок, где каждый слой выполняет определенные функции.
Прототипом 2-слойных пленок были так называемые армированные. В них между 2 слоями пленки встраивали армирующий материал неметаллической природы - полипропиленовый шпагат, или леску. Соединяли слои путем соэкструзии. Это решало проблему механической прочности, но такая пленка, к сожалению, была значительно дороже. И только недавно появились технологии, позволяющие вводить в средний слой особо прочный полиэтилен. В наружный слой вводят инфракрасный абсорбент, во внутренней - антифог. и во все 3 - УФ-стабилизатор. Таким образом пленка приобретает характеристики, о которых еще несколько лет назад можно было только мечтать.
Пленка против вредителей
Как выяснили ученые, большинство насекомых-вредителей присуще цветное зрение с восприятием ультрафиолетовых лучей. Они плохо различают мелкие детали, однако хорошо видят мерцание с частотой до 250-300 Гц.
Если ввести в пленку специальную добавку, которая поглощает УФ-излучение в диапазоне 200-370 нм, это дезориентирует большинство вредителей, в т. ч. паутинного клеща, трипсов, белокрылок и тлей. Развитие их задерживается, поэтому меньше будет и болезней, которые они переносят. Правда, такая пленка вредна и для пчел и насекомых, которые используют в биологической защите растений. И свойства свои она сохраняет лишь от 2 до 6 месяцев, так как со временем добавка вымывается.