بدون شک نایلون گلخانه ای یکی از مهندسی ترین پوشش هایی است که با استفاده از پلی الفین ها تولید می شود. پلیمرهای مورد استفاده در فرمولاسیون این محصول انواع LLDPE, LDPE, EVA هستند. انتخاب صحیح نوع پلیمر می تواند پوشش را در برابر آسیب های مکانیکی (مانند خزش در زمان کاربری)، بارش برف، تگرگ و باران محافظت کند. همچنین انتخاب صحیح فرمول فیلم، تعیین کننده عبورپذیری پوشش در برابر نور خورشید، کنترل دما و رطوبت درون گلخانه است. به دلایل ذکر شده نایلون گلخانه ای یک محصول کاملا مهندسی است. باید توجه داشت که برخی از خواص مورد نظر با انتخاب صحیح پلیمرهای پایه بدست می آید و بخشی دیگر را بایستی به کمک افزودنی ها در نایلون گلخانه ای ایجاد نمود.

پس از انتخاب صحیح پلیمرهای پایه نایلون گلخانه ای، مهمترین افزودنی هایی که در تولید این محصول به کار می روند را می توان در گروه های زیر قرار داد:

• بهبود دهنده طول عمر

برای افزایش طول عمر نایلون گلخانه ای، بایستی مستربچ های پایدارکننده در برابر اشعه فرابنفش استفاده شود. برای مطالعه بیشتر در باره این افزودنی ها به مقالات زیر مراجعه کنید:

پایدارسازی فیلم های گلخانه در برابر نور خورشید

مقاوم سازی پلاستیک ها در برابر نور خورشید

 

• بهبود دهنده خواص نوری

نور مورد نیاز برای رشد گیاهان، نور PAR (Photo synthetically Active Radiation) است. این نور در محدوده طول موج 400-700 nm قرار میگیرد و برای رشد اندام های گیاه لازم است. نایلون گلخانه بایستی حداکثر عبوردهی نور را در این محدوده داشته باشد و مابقی طول موج ها را فیلتر کند. در بخش های بعدی در مورد این افزودنی ها بیشتر صحبت خواهد شد.

• تنظیم خواص سطحی

به دلیل طبیعت غیر قطبی پلیمرهای مورد استفاده در تولید نایلون گلخانه ای، در زمان کاربری و با بالا رفتن درصد رطوبت یا نوسانات دمایی در محیط گلخانه، قطره های آب روی سطح داخلی نایلون گلخانه تشکیل می شود. این قطرات مشکلات متعددی همچون انعکاس نور، سوختگی برگ گیاهان و ایجاد قارچ و آفت روی گیاهان ایجاد می کنند. با استفاده از افزودنی های آنتی فاگ (Anti-fogging) قطرات آب ایجاد شده روی سطح فیلم به یک لایه آب تبدیل می شود.

• بهبود فرایند تولید

برای بهبود فرایند اکستروژن نایلون گلخانه ای و باتوجه به اینکه در برخی موارد این محصول به صورت چند لایه تولید می شود، استفاده از برخی افزودنی ها می تواند راهگشا باشد. برای مثال مستربچ آنتی اکسیدانت می تواند مقاومت حرارتی را در حین فرایند تولید افزایش دهد. (برای مطالعه بیشتر رجوع کنید به PPD – AO) یا مستربچ کمک فرایند برای دستیابی به کیفیت سطح بهتر فیلم استفاده می شود. همچنین برای کاهش اصطکاک فیلم با ماشین آلات تولید مستربچ Slip agent و برای راحت تر باز شدن نایلون در حین نصب از مستربچ های آنتی بلاک استفاده می شود.

در پایان می توان گفت انتخاب صحیح پلیمرهای پایه و افزودنی های لازم، نایلون گلخانه ای را ایجاد می کند که می تواند تولید محصولات کشاورزی با کیفیت، سالم و دارای ارزش غذایی را نتیجه دهد.

بخش اول – تاثیر سموم و آفت کش ها بر افزودنی های پایدارکننده در برابر اشعه UV

فیلم کشاورزی یا پوشش گلخانه، به دلیل سطح بسیار زیاد ( به اندازه سطح گلخانه و گاها تا چند هکتار)، از طرفی ضخامت کم (حدود 150 تا 200 میکرومتر) و مهمتر از دو عامل قبل، طبیعت پلی الفینی آن، به شدت در معرض تخریب در اثر تابش نور خورشید و بخصوص اشعه فرابنفش (UV) است. هر گونه تخریب این پوشش می تواند در بهترین حالت در عبور نور و فرآیند رشد گیاه تداخل ایجاد کند و در حالت بد می تواند در اثر وزش باد، طوفان یا بارش باران و تگرگ منجر به نابود شدن محصولات زیر کشت و وارد آمدن خسارات میلیارد تومانی شود بنابراین پایدارسازی فیلم های گلخانه در برابر نور خورشید بسیار اهمیت دارد.

افزایش مقاومت پوشش های گلخانه ای در برابر اشعه فرابنفش می تواند با اضافه کردن افزودنی های جاذب یا پایدارساز در برابر اشعه UV افزایش یابد. اما تمامی ابعاد این راه حل به همین سادگی نیست. در گلخانه ها در دوره های مختلف کشت از سموم و آفت کش های متفاوتی، از سوزاندن گوگرد تا سموم حای گوگرد و کلراین در گلخانه استفاده می شود.

فرآورده های جانبی که در اثر استفاده از سموم بر پایه گوگرد یا کلراین ایجاد می شوند، می توانند با مولکول های پایدارکننده در برابر نور UV، مانند آمین ها، واکنش دهند و سایت های این ترکیبات را غیر فعال کنند. از جمله این ترکیبات اسید سولفوریک است که در اثر واکنش آب، نور و حرارت با عنصر گوگرد یا ترکیب متام سدیم ایجاد می شود. در این صورت افزودنی های پایدارکننده در برابر نور UV منفعل شده و فیلم پلی اتیلنی هیچ مقاومتی در برابر اشعه UV نخواهد داشت. به همین دلیل گونه های ویژه ای از پایدارکننده در برابر نور UV موسوم به مقاوم در برابر ترکیبات شیمیایی، Agro-Resistance Chemical، توسعه داده شده اند. دقت در انتخاب گونه مناسب برای پایدارسازی فیلم گلخانه در برابر نور UV بسیار اهمیت دارد و انتخاب نادرست می تواند خسارات غیر قابل جبرانی را بر کشاورزان وارد کند.

PVC یک پلاستیک پر مصرف و همچنین دارای فرمولاسیون های متنوع و بعضاً پیچیده است. اجزای ضروری یک کامپاند PVC، پایدارکننده حرارتی ، کمک فرآیند و اصلاح کننده ضربه است. در سایر موارد بخش های دیگر مانند عوامل فوم زا، نرم کننده ها و … باتوجه به نوع کاربری به فرمولاسیون پایه اضافه می شوند. معمولاً مهندسان طراح کامپاندهای PVC از phr به عنوان واحدی برای بیان غلظت اجزای مختلف فرمول استفاده می کنند. در ادامه نکات حائز اهمیت در انتخاب نوع پایدارکننده حرارتی بیان خواهد شد.

یک معیار خیلی خوب برای ارزیابی کارایی پایدارکننده حرارتی و یا بررسی برهمکنش سایر اجزای فرمولاسیون کامپاند PVC با پایدارکننده حرارتی، بررسی تغییر رنگ کامپاند در اثر قرار گرفتن در فرآیند تولید است. عوامل نامبرده در زیر بایستی در انتخاب نوع پایدارکننده در نظر گرفته شوند:

• نوع رزین پایه (گرید PVC):

فرآیند تولید رزین PVC (برای مثال سوسپانوسیون، امولسیون یا پلیمریزاسیون بالک) و همچنین بقایای کاتالیست و افزودنی های لازم برای فرآیند تولید در پایدارسازی کامپاند نهایی موثر است. همچنین استفاده از کومنومرها در تولید نیز می تواند بر انتخاب پایدارکننده مناسب اثر گذار باشد.

• اصلاح کننده ضربه و کمک فرایندها

CPE و پلیمرهای اکریلیکی مهمترین اصلاح کننده های ضربه PVC هستند. خوشبختانه این گروه ها اثر منفی بر افزودنی های پایدارکننده مقاومت حرارتی ندارند. اما برای مثال در مورد ABS، وجود گروه های نیتریل پایداری حرارتی را کاهش می دهد.

همچنین کمک فرآیندهای اکریلیکی نیز تاثیر منفی بر عملکرد پایدارسازی حرارتی افزودنی ها ندارند.

• نرم کننده

انواع مختلف نرم کننده های مورد استفاده در کامپاندهای PVC نرم مانند فتالات ها، استرها و انواع زیست سازگار تاثیری بر انتخاب سیستم پایدار کننده حرارتی ندارد. اما در این میان دو استثنا وجود دارد:

• در استفاده از پارافین های کلرینه شده بایستی مقدار بیشتری از پایدارکننده های کلسیم/روی و باریم/روی استفاده شود.
• نرم کننده های پایه اپوکسی، مانند Epoxidized Soybean، اثر پایدارسازی حرارتی دارند.

 

• فیلر و تقویت کننده

برای دست یابی به خواص مورد نظر یا کاهش قیمت تمام شده از فیلر های مختلف استفاده می شود. در این میان کلسیم کربنات، سیلیکا و هیدرات های آلومینیوم (ATH) از مهمترین پر کننده های PVC هستند. با افزایش غلظت کلسیم کربنات یا ATH در یک کامپاند PVC بایستی مقدار پایدارکننده های پایه فلزات افزایش پیدا کنند.

• پیگمنت ها

در مورد پیگمنت ها و دای ها، به دلیل تنوع بیشمار آن ها قانون کلی در انتخاب سیستم پایدار کننده حرارتی وجود ندارد. در هنگام استفاده از این افزودنی ها بایستی عملکرد سیستم پایدارکننده را بررسی نمود. برای مثال در مورد پیگمنت های فلوئورسنت استفاده از سیستم های پایه روی مناسب تر است.

• سایر افزودنی ها

بر اساس نوع کاربری انواع افزودنی های فوم زا، تنظیم کننده ویسکوزیته پلاستیسول ها، آنتی میکروبیال، آنتی استاتیک، ضد مه و پایدارکننده های نوری و … استفاده می شود. در هر مورد بایستی ابتدا عملکرد سیستم پایدارکننده در حضور این افزودنی ها چک شود. برای مثال در کامپاندهای حاوی افزودنی های آنتی استاتیک، بایستی مقدار پایدارکننده را افزایش داد. یا جاذب های اشعه UV در واکنش با پایدارکننده ها دانه های رنگی ایجاد می کنند.