RU2269548C1 - Composition for manufacturing agriculture-destination film - Google Patents

Composition for manufacturing agriculture-destination film Download PDF

Info

Publication number
RU2269548C1
RU2269548C1 RU2004120876/04A RU2004120876A RU2269548C1 RU 2269548 C1 RU2269548 C1 RU 2269548C1 RU 2004120876/04 A RU2004120876/04 A RU 2004120876/04A RU 2004120876 A RU2004120876 A RU 2004120876A RU 2269548 C1 RU2269548 C1 RU 2269548C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
silicon carbide
composition
greenhouse
thermoplastic polymer
radiation
Prior art date
Application number
RU2004120876/04A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
нов Алексей Алексеевич Емель (RU)
Алексей Алексеевич Емельянов
Владимир Петрович Прохоров (RU)
Владимир Петрович Прохоров
Михаил Григорьевич Макаренко (RU)
Михаил Григорьевич Макаренко
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью Научно-техническая фирма "Базис" (ООО НТФ "Базис")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью Научно-техническая фирма "Базис" (ООО НТФ "Базис") filed Critical Общество с ограниченной ответственностью Научно-техническая фирма "Базис" (ООО НТФ "Базис")
Priority to RU2004120876/04A priority Critical patent/RU2269548C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2269548C1 publication Critical patent/RU2269548C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

FIELD: polymer materials.
SUBSTANCE: invention relates to novel agriculture-destination materials and, specifically, to polymer compositions for manufacturing film materials based on light-transparent thermoplastic polymers and destined for use as greenhouse coatings. Invention discloses composition including thermoplastic polymer, additive, and stabilizer. Additive contains green silicon carbide α-phase with particle size 0.1-10 μm in amounts between 0.1 and 2.0 %. Thermoplastic polymer is selected from group consisting of polyethylene, polyvinylchloride, polypropylene, polystyrene, polymethylmethacrylate, polycarbonate, polyamide, copolymers thereof, and other suitable thermoplastic polymers.
EFFECT: enabled manufacture of film showing elevated heat-retention properties and providing most favorable temperature conditions in greenhouse.
5 cl, 5 dwg, 1 tbl, 8 ex

Description

Изобретение относится к области новых материалов сельскохозяйственного назначения, а именно к полимерным композициям для получения на основе светопрозрачных термопластичных полимеров пленочных материалов в качестве покрытий для теплиц.The invention relates to the field of new agricultural materials, in particular to polymer compositions for the production of film materials based on translucent thermoplastic polymers as coatings for greenhouses.

Полимерные пленочные материалы на основе полиэтилена, сополимера этилена с винилацетатом, поливинилхлорида и других полимеров, используемые для выращивания растений в условиях защитного грунта (Полимерные пленочные материалы. / Под. ред. В.Е.Гуля. - М.: Химия, 1976, с.103-105, 24-25), должны удовлетворять следующим основным требованиям:Polymer film materials based on polyethylene, a copolymer of ethylene with vinyl acetate, polyvinyl chloride and other polymers used for growing plants in protective soil (Polymer film materials. / Ed. By V.E. Gulya. - M .: Chemistry, 1976, p. .103-105, 24-25), must satisfy the following basic requirements:

- иметь высокую пропускательную способность в видимой области спектра (0,45-0,75 мкм);- have high transmittance in the visible region of the spectrum (0.45-0.75 microns);

- иметь высокую отражательную и поглощательную способности в тепловом участке спектра (8-15 мкм), излучаемого грунтом (теплоудерживающий эффект);- have a high reflective and absorbing ability in the thermal portion of the spectrum (8-15 microns) emitted by the soil (heat-retaining effect);

- иметь высокую поглощательную способность ультрафиолетового излучения (0,29-0,33 мкм).- have a high absorption capacity of ultraviolet radiation (0.29-0.33 microns).

Известен полимерный пленочный материал для ограждения теплиц (Патент РФ №2059999, МПК6 C 08 L 23/02, С 08 К 5/00, 1996), содержащий светопрозрачный термопластичный полимер и оптически активную добавку, в качестве которой служит, по крайней мере, одно из неорганических высокотемпературных оксогалогенидных и халькогенидных соединений лантана, иттрия, европия и эрбия, обеспечивающий преобразование ультрафиолетовой составляющей света и поглощение дальнего ИК-излучения.Known polymer film material for enclosing greenhouses (RF Patent No. 2059999, IPC 6 C 08 L 23/02, C 08 K 5/00, 1996), containing a translucent thermoplastic polymer and an optically active additive, which serves as at least one of the inorganic high-temperature oxohalide and chalcogenide compounds of lanthanum, yttrium, europium, and erbium, which provides the conversion of the ultraviolet component of light and the absorption of far-infrared radiation.

Композиция для получения этого материала содержит активной добавки 0,05-1,00 мас.% и компонента 99,00-99,95 мас.%.The composition for producing this material contains an active additive of 0.05-1.00 wt.% And component 99.00-99.95 wt.%.

Недостатком является то, что вследствие сложного состава этот пленочный материал имеет достаточно высокую стоимость, кроме того, ограниченную стабильность люминесцентных свойств при солнечном облучении (300-600 дней). Так как все оксогалогениды редкоземельных элементов на воздухе и, особенно в присутствии влаги, разрушаются, а повышение теплоудерживающих свойств достигается за счет поглощения дальнего ИК-излучения, и в связи с этим только часть энергии излучения грунта возвращается в теплицу, а наиболее эффективный способ теплоу держания энергии излучения за счет отражения отсутствует.The disadvantage is that due to the complex composition, this film material has a rather high cost, in addition, the limited stability of the luminescent properties under solar radiation (300-600 days). Since all rare earth oxo halides in air and, especially in the presence of moisture, are destroyed, and the increase in heat-holding properties is achieved by absorption of far infrared radiation, and in this connection only part of the soil radiation energy is returned to the greenhouse, and the most effective way of heat holding radiation energy due to reflection is absent.

Известна композиция для получения пленки сельскохозяйственного назначения (Авт. св. СССР №1106818, МПК3 C 08 L 23/04, С 08 К 3/22, 1984). Данная композиция включает полиэтилен высокого давления или сополимер этилена с винилацетатом, гидрат окиси алюминия и стабилизатор, и для повышения теплоудерживающих свойств при одновременном уменьшении рассеивания видимого света пленкой дополнительно содержит окись металла, выбранную из группы: окись цинка, двуокись титана и трехокись сурьмы, при следующем соотношении компонентов, мас.%: полиэтилен высокого давления или сополимер этилена с винилацетатом 92,9-98,88; гидрат окиси алюминия 1-6; окись металла 0,02-0,3; стабилизатор - остальное.A known composition for producing agricultural films (Aut. St. USSR No. 1106818, IPC 3 C 08 L 23/04, C 08 K 3/22, 1984). This composition includes high-pressure polyethylene or a copolymer of ethylene with vinyl acetate, alumina hydrate and a stabilizer, and to increase the heat-holding properties while reducing the scattering of visible light by the film, it additionally contains a metal oxide selected from the group: zinc oxide, titanium dioxide and antimony trioxide, in the following the ratio of components, wt.%: high-pressure polyethylene or a copolymer of ethylene with vinyl acetate 92.9-98.88; alumina hydrate 1-6; metal oxide 0.02-0.3; stabilizer - the rest.

Присутствие в материале бензона ОА снижает его спектральное пропускание УФ-излучения до 15%, а теплоудерживающие добавки (окислы металлов - титана, цинка, сурьмы) уменьшают спектральное пропускание в дальней ИК-области до 15-25%. Вследствие сложного состава и стоимости этот материал не получил широкого распространения в практике возделывания овощей в закрытом грунте. Кроме того, неполное поглощение ультрафиолета не позволяет в полной мере использовать этот эффект для прибавки урожая, а снижение пропускания излучения в ИК-области достигается в основном за счет его поглощения, а наиболее эффективный способ теплоудержания энергии излучения за счет рассеяния отсутствует.The presence of OA in the material of benzene reduces its spectral transmittance of UV radiation by 15%, and heat-retaining additives (metal oxides - titanium, zinc, antimony) reduce the spectral transmittance in the far infrared to 15-25%. Due to the complex composition and cost, this material is not widely used in the practice of cultivating vegetables in closed ground. In addition, the incomplete absorption of ultraviolet radiation does not allow to fully use this effect for yield increase, and the reduction in the transmission of radiation in the infrared region is achieved mainly due to its absorption, and there is no most effective way to heat radiation radiation due to scattering.

Наиболее близким техническим решением является композиция пленочного полимерного материала для покрытия теплиц, содержащая термопластичный полимер, стабилизатор и оптический активатор на основе соединений европия (Патент РФ №2127511, МПК6 A 01 G 9/22, 1999).The closest technical solution is the composition of the film polymer material for coating greenhouses, containing a thermoplastic polymer, a stabilizer and an optical activator based on europium compounds (RF Patent No. 2127511, IPC 6 A 01 G 9/22, 1999).

Недостатком композиции является высокая стоимость материала и невысокие теплосберегающие свойства.The disadvantage of the composition is the high cost of the material and low heat-saving properties.

Задачей изобретения является создание композиции для получения пленки сельскохозяйственного назначения, позволяющей получать пленку, обладающую повышенными теплосберегающими свойствами, позволяющую создать в теплице наиболее благоприятный температурный режим.The objective of the invention is to provide a composition for producing agricultural film, which allows to obtain a film with improved heat-saving properties, which allows you to create the most favorable temperature conditions in the greenhouse.

Поставленная задача решается с помощью композиции для получения пленки сельскохозяйственного назначения, включающей термопластичный полимер, добавку и стабилизатор. В качестве добавки композиция содержит карбид кремния зеленого цвета в α-фазе в количестве 0,1-0,2 мас.% с размером частиц 0,1-10 мкм.The problem is solved using the composition to obtain a film for agricultural purposes, including a thermoplastic polymer, additive and stabilizer. As an additive, the composition contains green silicon carbide in the α phase in an amount of 0.1-0.2 wt.% With a particle size of 0.1-10 microns.

Предпочтительно композиция имеет следующее соотношение компонентов, мас.%: указанный карбид кремния 0,1-2,0; стабилизатор 5,5-6,0; термопластичный полимер - остальное.Preferably, the composition has the following ratio of components, wt.%: The specified silicon carbide is 0.1-2.0; stabilizer 5.5-6.0; thermoplastic polymer - the rest.

Для получения прозрачного в видимой области света термопластичного полимера композиция предпочтительно содержит указанный карбид кремния в количестве 0,1-0,2 мас.% при следующем содержании компонентов, мас.%: указанный карбид кремния 0,1-0,2, стабилизатор 5,5-6,0; термопластичный полимер - остальное.To obtain a thermoplastic polymer transparent in the visible region of the light, the composition preferably contains the indicated silicon carbide in an amount of 0.1-0.2 wt.% With the following components, wt.%: The specified silicon carbide 0.1-0.2, stabilizer 5, 5-6.0; thermoplastic polymer - the rest.

Композиция содержит указанный карбид кремния предпочтительно с размером частиц 1,0-7,0 мкм.The composition contains the specified silicon carbide, preferably with a particle size of 1.0-7.0 microns.

В качестве термопластичного полимера композиция содержит предпочтительно полиэтилен, поливинилхлорид, полипропилен, полистирол, полиметилметакрилат, поликарбонат, полиамид и их сополимеры.As a thermoplastic polymer, the composition preferably contains polyethylene, polyvinyl chloride, polypropylene, polystyrene, polymethyl methacrylate, polycarbonate, polyamide and their copolymers.

В качестве стабилизатора в предлагаемой композиции могут быть использованы любые известные стабилизаторы, неокрашивающие полимеры, обладающие светостабилизирующим и термостабилизирующим действием и способные предохранять старение пленок. В композиции при необходимости могут быть добавлены и противостарители.As a stabilizer in the proposed composition can be used any known stabilizers, non-dyeing polymers with light stabilizing and thermostabilizing effect and capable of preventing aging of the films. If necessary, antioxidants may be added to the composition.

В таблице даны примеры составов композиций.The table gives examples of compositions.

Предлагаемый теплоудерживающий материал является одновременно рассеивающей и поглощающей системой. Процессы ослабления излучения складываются из процессов поглощения и рассеяния частицами карбида кремния, расположенными в термопластичном полимере.The proposed heat-retaining material is both a scattering and absorbing system. The processes of attenuation of radiation are composed of the processes of absorption and scattering by silicon carbide particles located in a thermoplastic polymer.

Нами было найдено, что полимерная композиция для пленок сельскохозяйственного назначения, включающая карбид кремния, обладает наибольшим теплоудерживающим эффектом, так как имеет минимальную пропускательную и максимальную отражательную способности в области спектра излучения защищаемого грунта. При температуре грунта 0-20°С основная энергия излучения сосредоточена в диапазоне длин волн 8-15 мкм.We found that the polymer composition for agricultural films, including silicon carbide, has the greatest heat-holding effect, as it has a minimum transmittance and maximum reflectivity in the radiation spectrum of the protected soil. At a soil temperature of 0-20 ° C, the main radiation energy is concentrated in the wavelength range of 8-15 microns.

Рассматриваемый светопрозрачный теплоудерживающий материал состоит из полупрозрачной матрицы (термопластичного полимера) и частиц карбида кремния диаметром предпочтительно 1-7 мкм. В этой области спектра относительный показатель преломления матрицы nматр≅1,5, и излучение, проникая в глубинные слои, воздействует на частицы уже с длинами волн 8-22 мкм. В этой области спектра оптические свойства карбида кремния претерпевают нормальную и аномальную дисперсии. В окрестности полосы поглощения 10-12 мкм (область аномальной дисперсии) мнимая часть комплексного показателя преломления (показатель поглощения -

Figure 00000002
) достигает очень больших значений (до 10), а действительная часть (показатель преломления) принимает очень малые значения (n→0), при этом относительный показатель преломления имеет очень большие значения. В связи с этим обстоятельством ослабление падающего излучения светопрозрачным материалом в рассматриваемой области спектра происходит в основном за счет рассеяния с малым поглощением.Consider a translucent heat-retaining material consists of a translucent matrix (thermoplastic polymer) and particles of silicon carbide with a diameter of preferably 1-7 microns. In this spectral region relative refractive index of the matrix n Matras ≅1,5, and radiation penetrating into the deep layers, affects the particles with longer wavelengths 8-22 microns. In this spectral region, the optical properties of silicon carbide undergo normal and anomalous dispersion. In the vicinity of the absorption band of 10-12 μm (the region of anomalous dispersion), the imaginary part of the complex refractive index (absorption coefficient -
Figure 00000002
) reaches very large values (up to 10), and the real part (refractive index) takes very small values (n → 0), while the relative refractive index has very large values. In connection with this circumstance, the attenuation of the incident radiation by the translucent material in the considered region of the spectrum occurs mainly due to scattering with low absorption.

В этой области спектра излучение поступает от грунта и имеет диффузный характер, что приводит к росту эффективной длины взаимодействия со светопрозрачным теплоудерживающим материалом и, в конечном счете, к более эффективному рассеянию поступающего излучения.In this spectral region, the radiation comes from the soil and has a diffuse nature, which leads to an increase in the effective interaction length with translucent heat-retaining material and, ultimately, to more efficient scattering of the incoming radiation.

Например, отражение излучения в спектральном интервале 8-15 мкм от ПВХ-пленки толщиной 150 мкм составляет 4%, а отражение этого излучения от светопрозрачного теплоудерживающего материала с концентрацией частиц карбида кремния 0,15% уже составляет 38%.For example, the reflection of radiation in the spectral range of 8-15 microns from a 150 mm thick PVC film is 4%, and the reflection of this radiation from a translucent heat-holding material with a concentration of 0.15% silicon carbide particles is already 38%.

В видимой части спектра (0,45-0,75 мкм) процесс взаимодействия излучения с материалом происходит с малым поглощением, так как мнимые части комплексных показателей преломления веществ частиц карбида кремния и матрицы (термопластичного полимера) очень малы

Figure 00000003
In the visible part of the spectrum (0.45-0.75 μm), the process of interaction of radiation with the material occurs with low absorption, since the imaginary parts of the complex refractive indices of the substances of silicon carbide particles and the matrix (thermoplastic polymer) are very small
Figure 00000003

Присутствие рассеивающего фактора в ослаблении излучения (относительный показатель преломления nчаст./nматр.≅1,5) способствует просветлению слоя светопрозрачного теплоудерживающего материала, так как параметр дифракции ρ=πd/λ≫1, где d - средний диаметр частицы, λ - длина волнового излучения, а значит, дифракционно рассеянный свет в основном концентрируется в узком пучке, направленном вперед вдоль падающего солнечного излучения.The presence of the scattering factor of the radiation attenuation (relative refractive index n portions ./n Matras ≅1,5.) Contributes enlightened heat-retaining layer of translucent material, since the diffraction parameter ρ = πd / λ»1, where d - the average particle diameter, λ - the wavelength of radiation, which means that diffractively scattered light, is mainly concentrated in a narrow beam directed forward along the incident solar radiation.

Например, пропускательная способность в видимой области спектра ПВХ-пленки толщиной 150 мкм составляет 75-78%, и полусферическая пропускательная способность сдоя материала аналогичной толщины с содержанием 0,15% карбида кремния имеет величину 70%.For example, the transmittance in the visible spectral range of a PVC film with a thickness of 150 μm is 75-78%, and the hemispherical transmittance of the shear material of a similar thickness with a content of 0.15% silicon carbide is 70%.

В ультрафиолетовой области спектра (0,29-0,33 мкм) показатель поглощения карбида кремния заметно возрастает, а показатель преломления nsic~nматр. Это обстоятельство приводит к тому, что ослабление падающего излучения на материал происходит, главным образом, за счет поглощения.In the ultraviolet region of the spectrum (0.29-0.33 μm), the absorption index of silicon carbide increases markedly, and the refractive index n sic ~ n matr . This circumstance leads to the fact that the attenuation of the incident radiation on the material occurs mainly due to absorption.

Например, пропускательная способность ПВХ-пленки толщиной 150 мкм составляет 15% на длине волны 0,32 мкм, а пропускательная способность слоя материала толщиной 150 мкм с содержанием 0,15% частиц карбида кремния - уже ~1%.For example, the transmittance of a PVC film with a thickness of 150 μm is 15% at a wavelength of 0.32 μm, and the transmittance of a layer of material with a thickness of 150 μm containing 0.15% silicon carbide particles is already ~ 1%.

Таким образом, предлагаемый теплоудерживающий материал характеризуется близким к нулю спектральным пропусканием УФ-излучения (0,29-0,33 мкм), высоким спектральным отражением и сильным поглощением дальнего к ИК-излучения (8-15 мкм), высоким спектральным пропусканием в видимой области спектра (0,45-0,75 мкм).Thus, the proposed heat-retaining material is characterized by near-zero spectral transmittance of UV radiation (0.29-0.33 μm), high spectral reflection and strong absorption of the far-infrared radiation (8-15 μm), high spectral transmittance in the visible region spectrum (0.45-0.75 μm).

Предлагаемую полимерную композицию готовят следующим образом: добавку - дисперсное вещество (карбид кремния) тщательно перемешивают с пластификатором в соотношении 1:2. ПВХ нагревают до 70°С, вводят стабилизатор и смесь карбида кремния с пластификатором. Производят смешение на больших оборотах при температуре 110±5°С и перерабатывают в изделия известными методами, например экструзией, литьем под давлением и т.д.The proposed polymer composition is prepared as follows: additive - dispersed substance (silicon carbide) is thoroughly mixed with a plasticizer in a ratio of 1: 2. PVC is heated to 70 ° C, a stabilizer and a mixture of silicon carbide with a plasticizer are introduced. They are mixed at high speeds at a temperature of 110 ± 5 ° C and processed into products by known methods, for example, by extrusion, injection molding, etc.

Теплосберегающие свойства экспериментальных образцов покрытий были исследованы в лабораторных условиях. Измерения выполнены с помощью метода динамического терморадиометра (Емельянов А.А. Приборы и техника эксперимента, 2003, №4, стр.149-153). Металлический зачерненный диск помещался в капсулу, стенки которой выполнены из исследуемого теплосберегающего покрытия, и подвергался в течение определенного промежутка времени внешнему воздействию лучистой энергии, спектральный состав которой был близок к солнечному. В эксперименте фиксировались нагрев и охлаждение диска при наличии внешнего излучения и без него. Результаты поставленных экспериментов свидетельствуют о том, что оптические свойства материала капсулы оказывают существенное влияние на тепловое состояние диска. Заявляемый состав композиции выбран из экспериментальных данных. Для выпуска опытной партии теплосберегающего покрытия был выбран состав композиции, который имел материал стенок капсулы в эксперименте с наибольшими температурой, скоростью разогрева и временем охлаждения, и показал наилучшие теплосберегающие свойства: 0,15% карбида кремния, 6,0% стабилизатора, поливинилхлорид - остальное.The heat-saving properties of experimental coatings were investigated in laboratory conditions. The measurements were performed using the method of a dynamic thermoradiometer (Emelyanov A.A. Instruments and experimental equipment, 2003, No. 4, pp. 149-153). The blackened metal disk was placed in a capsule, the walls of which were made of the studied heat-saving coating, and was exposed for a certain period of time to external influence of radiant energy, the spectral composition of which was close to solar. In the experiment, heating and cooling of the disk was recorded in the presence of external radiation and without it. The results of the experiments indicate that the optical properties of the capsule material have a significant effect on the thermal state of the disk. The inventive composition is selected from experimental data. To produce an experimental batch of heat-saving coatings, the composition composition was chosen that had the capsule wall material in the experiment with the highest temperature, heating rate and cooling time, and showed the best heat-saving properties: 0.15% silicon carbide, 6.0% stabilizer, polyvinyl chloride - the rest .

На образцах опытного теплосберегающего покрытия и поливинилхлоридной пленки с толщинами 150 мкм были получены спектральные характеристики, которые представлены на следующих чертежах.The samples of the experimental heat-saving coating and polyvinyl chloride film with a thickness of 150 μm were obtained spectral characteristics, which are presented in the following drawings.

Из фиг.1 следует, что ПВХ-пленка в области теплового участка солнечного спектра обладает повышенной пропускательной способностью по отношению к светопрозрачному теплоудерживающему материалу (СТМ) с соединением карбида кремния. При использовании в качестве парниковых покрытий рассматриваемых материалов под воздействием солнечного излучения в теплице с ПВХ-пленкой более высокая ее пропускательная способность приведет к повышенным температурам в этой теплице.From figure 1 it follows that the PVC film in the region of the thermal portion of the solar spectrum has a high transmittance with respect to translucent heat-holding material (STM) with a silicon carbide compound. When using the materials in question as greenhouse coatings under the influence of solar radiation in a greenhouse with a PVC film, its higher transmittance will lead to elevated temperatures in this greenhouse.

Из фиг.2 и 3 следует, что в области теплового участка солнечного спектра отмечается более высокая отражательная способность СТМ. Это обстоятельство является важным с точки зрения снижения температур перегрева при интенсивном солнечном излучении. В области длинноволнового теплового участка спектра W>800 (спектральная область излучения грунта) наблюдается появление отражательной способности у СТМ, чего нет у ПВХ-пленки. Наличие более высокой отражательной способности у СТМ в этом участке спектра вызывает возврат теплового излучения грунта обратно в теплицу и тем самым повышение теплосбережения и замедление охлаждения в отсутствие солнечного излучения. Следовательно, тепловая инерция теплицы с СТМ возрастает, и время приближения к наиболее низкой температуре будет увеличиваться при снижении температуры окружающей среды.From figure 2 and 3 it follows that in the region of the thermal portion of the solar spectrum there is a higher reflectivity of the STM. This circumstance is important from the point of view of reducing the temperature of superheat under intense solar radiation. In the region of the long-wavelength thermal region of the spectrum W> 800 (the spectral region of soil radiation), the appearance of reflectivity in STMs is observed, which is not the case with PVC film. The presence of a higher reflectivity of the STM in this part of the spectrum causes the thermal radiation of the soil to return back to the greenhouse and thereby increase heat saving and slow down cooling in the absence of solar radiation. Therefore, the thermal inertia of the greenhouse with STM increases, and the time of approaching the lowest temperature will increase with decreasing ambient temperature.

На фиг.4 представлен график изменения температур окружающей среды и в теплицах 29-30 июля 2003 г. Термопары располагались во всех случаях на расстоянии 100 мм от поверхности грунта. Каждая термопара была защищена непрозрачным экраном от попадания прямых солнечных лучей. Теплообмен теплиц с окружающим пространством за счет передвижения воздушных масс из защищенного пространства за пределы покрытия исключался.Figure 4 presents a graph of changes in ambient temperatures in greenhouses July 29-30, 2003. Thermocouples were located in all cases at a distance of 100 mm from the soil surface. Each thermocouple was protected by an opaque screen from direct sunlight. Heat transfer of greenhouses with the surrounding space due to the movement of air masses from the protected space outside the coating was excluded.

Из фиг.4 видно, что у поверхности грунта температура в теплицах в максимальном значении различается на величину более 4°С. При этом максимальное значение температуры за пределами теплиц достигает 21°С, а в теплице с СТМ 37°С и с ПВХ-пленкой 41°С. Наличие двух горбов объясняется изменением энергии солнечного излучения за счет облачности. При снижении интенсивности солнечного излучения происходит падение температуры наружного воздуха, а следовательно, и температур в теплицах. Однако в ночное время скорость снижения температуры в теплице с СТМ становится медленнее и уже в самое холодное время суток (8,5°С) в экспериментальной теплице на 0,5°С теплее по сравнению с базовой теплицей. С появлением солнца температуры наружного воздуха и в теплицах начинают возрастать. При этом скорость разогрева в экспериментальной теплице отстает и к 12 часам дня разность температур в теплицах достигает 3°С.From figure 4 it is seen that at the surface of the soil the temperature in the greenhouses in the maximum value differs by more than 4 ° C. In this case, the maximum temperature outside the greenhouses reaches 21 ° C, and in a greenhouse with STM 37 ° C and with a PVC film 41 ° C. The presence of two humps is explained by a change in the energy of solar radiation due to cloud cover. With a decrease in the intensity of solar radiation, a drop in the temperature of the outside air, and consequently the temperature in the greenhouses, occurs. However, at night, the rate of temperature decrease in the greenhouse with STM becomes slower and already at the coldest time of the day (8.5 ° C) the experimental greenhouse is 0.5 ° C warmer than the base greenhouse. With the advent of the sun, the temperatures of the outside air and in the greenhouses begin to increase. In this case, the heating rate in the experimental greenhouse lags behind and by 12 o’clock in the afternoon the temperature difference in the greenhouses reaches 3 ° C.

На фиг.5 представлены изменения температур в теплицах в период сильного похолодания. Из фиг.5 видно, что с понижением температуры наружного воздуха после восхода солнца на 5°С температура в базовой теплице снижается также на 5°С, а в теплице с СТМ за это же время температура снижается на 4°С. Дальнейшее потепление в течение одного часа вызывает разогрев наружного воздуха на 6°С, в теплице с ПВХ-пленкой 18°С, в теплице с СТМ 14°С. При снижении температуры наружного воздуха на 6°С с 8 часов утра до 11 часов до величин 1°С в теплицах происходит снижение с ПВХ-пленкой на 16°С, с СТМ на 12,5°С. Очень важным моментом является то, что разность температур в теплицах в таких условиях составляет 1,5°С. Из экспериментальных данных о температурном состоянии теплиц следует, что наибольший теплосберегающий эффект в теплице в теплице с СТМ проявляется в области более низких температур. Так, например, при температуре наружного воздуха (фиг.4) +8,5°С, температурная разность между теплицами составляет 0,5°С, а при снижении внешней температуры (фиг.5) до +1°С в теплице с СТМ уже на 1,5°С теплее. Это обстоятельство имеет следующее объяснение. При снижении температуры грунта происходит смещение максимума его энергии излучения в более длинноволновую часть спектра согласно закону Вина, а в этой области заметно возрастает коэффициент отражения СТМ (фиг.3), что и приводит, в конечном счете, к усилению эффекта теплосбережения.Figure 5 presents the temperature changes in greenhouses during a period of severe cooling. Figure 5 shows that with a decrease in the temperature of the outside air after sunrise by 5 ° C, the temperature in the base greenhouse also decreases by 5 ° C, and in the greenhouse with STM, the temperature decreases by 4 ° C during the same time. Further warming for one hour causes the outside air to warm up by 6 ° C, in a greenhouse with PVC film 18 ° C, in a greenhouse with STM 14 ° C. When the outdoor temperature decreases by 6 ° C from 8 am to 11 hours to 1 ° C in greenhouses, a decrease occurs with PVC film by 16 ° C, from STM by 12.5 ° C. A very important point is that the temperature difference in greenhouses under such conditions is 1.5 ° C. From experimental data on the temperature state of greenhouses it follows that the greatest heat-saving effect in a greenhouse in a greenhouse with STM is manifested in the region of lower temperatures. So, for example, at an outdoor temperature (Fig. 4) + 8.5 ° C, the temperature difference between the greenhouses is 0.5 ° C, and when the external temperature (Fig. 5) decreases to + 1 ° C in a greenhouse with STM already 1.5 ° C warmer. This circumstance has the following explanation. When the temperature of the soil decreases, the maximum of its radiation energy shifts to the longer wavelength part of the spectrum according to the Wien law, and in this region the STM reflection coefficient increases noticeably (Fig. 3), which ultimately leads to an increase in the heat-saving effect.

Предлагаемое парниковое покрытие имеет существенные преимущества. За счет рассеяния покрытием теплового излучения, испускаемого грунтом, в теплице более продолжительное время удерживаются положительные температуры, величина которых на 0,5-1°С превышает температуры в теплицах с обычной пленкой. Это обстоятельство позволяет миновать пик нулевых температур и обеспечить сохранность растений. Установление более высоких температур в теплице с предлагаемым покрытием в ночное время снижает вероятность развития таких болезней, как фитофтороз, мучнистая роса.The proposed greenhouse coating has significant advantages. Due to the scattering by the coating of the thermal radiation emitted by the soil, positive temperatures are retained in the greenhouse for a longer time, the value of which is 0.5-1 ° C higher than the temperatures in greenhouses with a conventional film. This circumstance allows us to pass the peak of zero temperatures and ensure the safety of plants. The establishment of higher temperatures in the greenhouse with the proposed coating at night reduces the likelihood of developing diseases such as late blight, powdery mildew.

В жаркое время суток, при палящем солнце в теплицах с обычным пленочным покрытием возникает опасность перегрева растений. Предлагаемое покрытие снижает величины максимальных температур в теплице и тем самым позволяет обеспечить более комфортные условия жизнедеятельности растений.In the hot time of the day, with the scorching sun in greenhouses with a conventional film coating, there is a danger of overheating of plants. The proposed coating reduces the maximum temperature in the greenhouse and thereby allows you to provide more comfortable living conditions of plants.

Аналогичные свойства получены при использовании в качестве термопластичного пленочного полимера полиэтилена.Similar properties were obtained when polyethylene was used as a thermoplastic film polymer.

Таким образом, использование парникового покрытия с повышенными теплосберегающими свойствами позволит решить важные практические проблемы защиты растений: снизить вредное влияние низких ночных температур и защитить растения от солнечных ожогов. Может быть рекомендовано в качестве перспективного парникового покрытия теплиц.Thus, the use of a greenhouse coating with enhanced heat-saving properties will help to solve important practical problems of plant protection: reduce the harmful effects of low night temperatures and protect plants from sunburn. It can be recommended as a promising greenhouse cover for greenhouses.

№ п/пNo. p / p Термопластичный полимерThermoplastic polymer СтабилизаторStabilizer Карбид кремнияSilicon carbide Пропускательная способность на длине волны 0,32 мкм, %Transmittance at a wavelength of 0.32 microns,% Отражение излучения в спектральном интервале 8-15 мкм, %The reflection of radiation in the spectral range of 8-15 microns,% маркаmark % мас.% wt. % мас.% wt. Размер частиц, МКМParticle Size, MKM 1.one. ПоливинилхлоридPolyvinyl chloride Фенозан-23 ТУ 6-22-0205603-3-88Phenozan-23 TU 6-22-0205603-3-88 0,050.05 0,150.15 1,01,0 1,01,0 3838 2.2. Полиэтилен высокого давленияHigh pressure polyethylene Бензон ОА*
Фосфит НФ**
Benzone OA *
Phosphite NF **
0,5
0,5
0.5
0.5
0,10.1 0,10.1 1,51,5 3939
3.3. ПолипропиленPolypropylene Фенозан-23Phenozan-23 0,10.1 2,02.0 10,010.0 1,21,2 3737 4.four. ПолиамидPolyamide Бензон ОА
Фосфит НФ
Benzon OA
Phosphite NF
1,0
1,0
1,0
1,0
0,10.1 7,07.0 1,11,1 3838
5.5. ПоливинилхлоридPolyvinyl chloride Бензон ОА
Синтамид С-5***
Benzon OA
Sintamide S-5 ***
4,0
2,0
4.0
2.0
0,150.15 7,07.0 1,11,1 3636
6.6. ПолистиролPolystyrene Бензон ОА
Фосфит НФ
Benzon OA
Phosphite NF
0,1
0,1
0.1
0.1
0,20.2 10,010.0 1,31.3 3535
7.7. ПоливинилхлоридPolyvinyl chloride Бензон ОА
Синтамид С-5
Benzon OA
Sintamide S-5
4,0
2,0
4.0
2.0
-- -- 15,015.0 4four
8.8. По прототипуAccording to the prototype Фенозан-23Phenozan-23 0,10.1 -- -- 13,013.0 88 Бензон ОА* - 2-окси-4-алкоксибензофенон.
Фосфит НФ** - трис-нонилфенилфосфит.
Синтамид С-5*** - оксиэтилированный моноэтаноламид кислот фракции C18-C16.
Benzone OA * - 2-hydroxy-4-alkoxybenzophenone.
Phosphite NF ** - Tris-nonylphenylphosphite.
Syntamide C-5 *** is an ethoxylated monoethanolamide of the acid fraction C 18 -C 16 .

Claims (4)

1. Композиция для получения пленки сельскохозяйственного назначения, включающая термопластичный полимер, добавку и стабилизатор, отличающаяся тем, что в качестве добавки она содержит карбид кремния зеленого цвета в α-фазе в количестве 0,1-0,2 мас.%. с размером частиц 0,1-10 мкм.1. Composition for producing agricultural films, including thermoplastic polymer, additive and stabilizer, characterized in that as an additive it contains green silicon carbide in the α phase in an amount of 0.1-0.2 wt.%. with a particle size of 0.1-10 microns. 2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что имеет следующее содержание компонентов, мас.%:2. The composition according to claim 1, characterized in that it has the following content of components, wt.%: Указанный карбид кремнияSpecified Silicon Carbide 0,1-2,00.1-2.0 СтабилизаторStabilizer 5,5-6,05.5-6.0 Термопластичный полимерThermoplastic polymer ОстальноеRest
3. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что для получения прозрачного в видимой области света термопластичного полимера композиция содержит указанный карбид кремния в количестве 0,1-0,2 мас.% при следующем содержании компонентов, мас.%:3. The composition according to claim 1, characterized in that to obtain a thermoplastic polymer transparent in the visible region of the light, the composition contains said silicon carbide in an amount of 0.1-0.2 wt.% With the following content of components, wt.%: Указанный карбид кремнияSpecified Silicon Carbide 0,1-0,20.1-0.2 СтабилизаторStabilizer 5,5-6,05.5-6.0 Термопластичный полимерThermoplastic polymer ОстальноеRest
4. Композиция по п.1 или 2, отличающаяся тем, что она содержит указанный карбид кремния с размером частиц 1,0-7,0 мкм.4. The composition according to claim 1 or 2, characterized in that it contains the specified silicon carbide with a particle size of 1.0-7.0 microns. 5, Композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве термопластичного полимера она содержит полиэтилен, поливинилхлорид, полипропилен, полистирол, полиметилметакрилат, поликарбонат, полиамид и их сополимеры.5, The composition according to claim 1, characterized in that as a thermoplastic polymer it contains polyethylene, polyvinyl chloride, polypropylene, polystyrene, polymethyl methacrylate, polycarbonate, polyamide and their copolymers.
RU2004120876/04A 2004-07-08 2004-07-08 Composition for manufacturing agriculture-destination film RU2269548C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004120876/04A RU2269548C1 (en) 2004-07-08 2004-07-08 Composition for manufacturing agriculture-destination film

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004120876/04A RU2269548C1 (en) 2004-07-08 2004-07-08 Composition for manufacturing agriculture-destination film

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2269548C1 true RU2269548C1 (en) 2006-02-10

Family

ID=36049955

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004120876/04A RU2269548C1 (en) 2004-07-08 2004-07-08 Composition for manufacturing agriculture-destination film

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2269548C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1857272A1 (en) * 2006-05-19 2007-11-21 Agriplast S.r.l. Covering film for use in agriculture with heat insulation effect obtained by means of one or more polyamide layers
WO2009060480A1 (en) * 2007-11-06 2009-05-14 Agriplast S.R.L. Covering film for use in agriculture with heat insulation effect and pesticide barrier effect, with one or more polyamide layers, and corresponding production method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1857272A1 (en) * 2006-05-19 2007-11-21 Agriplast S.r.l. Covering film for use in agriculture with heat insulation effect obtained by means of one or more polyamide layers
WO2009060480A1 (en) * 2007-11-06 2009-05-14 Agriplast S.R.L. Covering film for use in agriculture with heat insulation effect and pesticide barrier effect, with one or more polyamide layers, and corresponding production method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101669673B1 (en) Wavelength conversion film, film for agricultural use, structure, and composition for forming coating film
KR100248696B1 (en) Composite material for the screening of radiation
JPS61111341A (en) Plastic sheet for greenhouse
KR0132975B1 (en) Composite plastic film and the greenhouse built therewith
US9320201B2 (en) Reflective articles and methods for increasing photosynthesis
CN101910884A (en) Polymeric cover with protective properties against solar radiation
KR102247403B1 (en) Use of particulate titanium dioxide for reducing the transmission of near-infrared radiation
NL8200407A (en) POLYMERIC COMPOSITION IN THE FORM OF A SHEET.
US20160219796A1 (en) Greenhouse roofing having temperature-dependent radiation transparency and method for cultivating useful plants
Hoffmann et al. Tropical and subtropical greenhouses-A challenge for new plastic films
JP5638792B2 (en) Polyolefin film for agriculture and plant cultivation method using the same
ES2386964T3 (en) Thermoplastic products for acceleration of growth, increase of the harvest and improvement of the quality of useful plants in agriculture
RU2269548C1 (en) Composition for manufacturing agriculture-destination film
JP2006340675A (en) Soil covering film for agriculture and horticulture
WO2011058808A1 (en) Organic functional material and product using same
WO2010046358A1 (en) Greenhouse for enhanced plant growth i
Oreshkina et al. Spectral properties of CsPbX3 (X= Br, I) perovskite nanocrystals in borogermanate glass-ceramics
EP3083849A1 (en) Greenhouse arrangement
NL1017077C1 (en) Light-converting film, coating or glass producing visible light suitable for photosynthesis, useful for increasing greenhouse crop yields, comprises a combination of luminescent pigments
Nogami et al. Photochromism of spiropyran and diarylethenedoped silica gels prepared by the sol-gel process
ES2712475T3 (en) Radiation shielding materials
JPH0761222B2 (en) Agricultural film or sheet
EP4049530A1 (en) Plastic film with thermochromic properties
CN110358527B (en) Synthesis and application of inorganic-organic hybrid gallium oxalate photochromic material
KR102254578B1 (en) Hybrid Type Long-term Greenhouse Coating Film with Advanced Cooling and Heating Performance for Agriculture

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20080709