农用温室透明塑料中空板使用年限评定

农用温室透明双层保温塑料中空板在农业上用作建造温室之用,其特点为保温、透阳光,与玻璃温室相比价格便宜,在冬季能防寒防霜冻,夏季防暴雨和阳光的酷热曝晒,有利于农作物生长和提高产量。为此,受某企业委托对该公司生产的农用温室透明双层保温塑料中空板进行耐候性评价试验,以求得其户外使用寿命。

要求采用美国ATLASS公司生产的CI65/DMC氮灯气候箱进行试验,试验最长时间为2500小时,测试项目为拉断力,断裂伸长率和光谱透过率。

2.试验

2.1试样

由我院到厂方抽取A、B、C三个配方的农用温室透明双层保温塑料中空板,其中C配方板材已在户外实际使用了1.3年。

抽取来的塑料中空板按广东企业标准Q/XD00l-93“塑料中空板”的要求裁切成力学性能检测用的哑铃形试样和光学性能检测用的小方块试样。

2.2试验条件

耐候性试验,依据GB9344-88塑料氙灯光源曝露试验方法进行。

采用美国ATLAS公司生产的CI65/DMC型人工气候箱进行试验。光源为6.5KW水冷式长弧氙灯,内外滤光系统均为硅硼玻璃滤光器,其紫外辐射能量可控,并保持不变;黑板温度为63士30C;降雨期为120分钟连续降雨18分钟。

试验取样周期为500小时、1000小时、1500小时、2000小时、2500小时。

2.3测试项目和方法

测试项目:

力学性能:拉断力和断裂伸长率;

光学性能:光谱透过率。

力学性能测试:依据GB/Tl040-92塑料拉伸性能试验方法进行;

光学性能测试:使用紫外分光度计从彼长290nm(或250nm)到85onm进行全扫描。

3.试验结果

三个配方的双层保温塑料中空板的耐候性试验,在不同老化时间了样测试其力学性能和光学性能,其结果为见表1和表2。

农用温室透明双层保温塑料中空板,在户外受光、氧、热的作用下引起老化降解,导致其力学和光学性能的下降,诸影响因素中尤以阳光中波长小于4oonm以下的紫外光所起的破坏作用最为重要。本试验采用美国ATLAS出品的氙灯人工气候箱,其300nm～400nm波长范围的紫外辐射能量经2500小时累积为635MJ/m2;而广州地区年平均太阳紫外辐射能量为299MJ/m2,即是说,本试验试样经2500小时试验接受的紫外辐射累积能量相当于广州地区户外2.1年所接受的紫外能量。

4.1力学性能变化的分析

在进行聚烯烃片材的光稳定性试验时,采用断裂强度下降至50%时所接受的辐射累积能量与美国佛罗里达曝露试验场户外一年所接受的辐射能量之比值作为评估其使用年限的重要依据。据此,可作如下分析。

1.从表1的试验结果来看,在户外已使用1.3年的C配方塑料中空板再经过2500小时的耐候性试验,试样累计接受的紫外辐射能量相当于户外使用3.4年,此时其拉断力为187N、拉断力保持率为74肠,远高于50纬。而广东省企业产品标准Q/XDO01-93“塑料中空板”中所提出的技术指标,其拉断力为160N,断裂伸长率为200%。这样,C配方塑料中空板经户外使用3.4年,其拉断力187N也超过了企业标准的规定值;其断裂伸长率10。%,也还达到企业标准规定值的50环,所以C配方的塑料中空板在户外使用年限为3.4年以上。

2.已在户外使用1,3年的C配方塑料中空板再经1000小时氙灯人工气候试验累计相当于户外使用2.1年,而A、B配方的塑料中空板经过2500小时氙灯人工气候加速试验,其接受累积的紫外能量也相当于户外作用2.1年所接受累积的紫外能量,此时A、B、C配方的塑料中空板的拉断力分别为179N、189N、190N,而断裂伸长率分别为605%、618写、484%。通过对比,可看出A、B配方相当于C配方或稍好于C配方。据此推理判断A、B配方的塑料中空板的使用年限不会低于C配方的塑料中空板的户外使用年限3.4年,而只会高于3.4年。

4.2从光谱透过率方面分析

以A、B、C三个配方的塑料中空板经过不同时间氙灯人工气候老化试验后,取样试得到了光谱透过曲线谱图(图1)表2则是从上述图中计算得到的各波段的光谱透过率,从上述图和表2可得到下述评价:

1.在户外已使用1.3年的C配方塑料中空板再经过2000小时和2500小时氮灯人工气候试验,即相当于在户外使用3年和3.4年,其在420nm～850nn:的光谱波长范围内(陆生植物的光合作用是在400nm~70onm光波范围内进行)的光谱透过率仍保持在高的水平上,分别为45～66%和41~61%。此值足以满足植物之需要。因为当前农业上广泛应用的遮阳网的遮光率普遍都在50%～80%,即其透光率在20%~50%。

2.A、B两配方的塑料中空板经2500小时氙灯人工气候试验后,其在42onm~85onm波长范围的光谱透过率与已在户外使用1.3年后又经1000小时氙灯人工气候试验的C配方相对比,可看出A、B配方的塑料中空板,在上述波长范围的光谱透过率均大大超过C配方,其中A配方更为突出。若从对小于400nm的紫外光(它对生物和物质起伤害和破坏作用)的吸收作用进行对比,A、B配方也比C配方好得多。在力学性能的结果讨论中得到C配方的塑料中空板能使用3.4年的结论,那么从光学性能的比较,再次证实A、B配方优于C配方。

5.结论

综合力学和光学性能测试数据的分析和讨论,得出A、B、C三种农用温室透明双层保温塑料中空板的户外使用年限均不低于3.4年。