中國塑料薄膜行業(yè)現(xiàn)狀及趨勢
我國塑料薄膜的產(chǎn)量約占塑料制品總產(chǎn)量的20%,是塑料制品中產(chǎn)量增長較快的類別之一。隨著我國包裝、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域?qū)λ芰媳∧さ男枨罅坎坏龃?,預(yù)計我國塑料薄膜的需求量每年將以9%以上的速度增長,其市場前景十分廣闊。
從我國塑料薄膜(厚度為0.06mm~0.26mm)的應(yīng)用領(lǐng)域看,用量最大、品種最多、應(yīng)用最廣的是包裝工業(yè),其消費約占2/3,其次是農(nóng)業(yè)約占30%,再有就是功能膜,如微孔膜、屏蔽膜、土工膜等。理論上幾乎所有合成樹脂都可能成膜,但是具有經(jīng)濟(jì)意義、成為商品、用量最大的是聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、乙烯/乙酸乙烯(EVA)、聚酰胺(PA)等樹脂。若在樹脂基體中添加適宜的塑料助劑,就可以制備出所需的各種功能性薄膜。塑料薄膜工業(yè)上的生產(chǎn)方法有擠出法和壓延法,其中擠出法又分為擠出吹膜、擠出流延、擠出拉伸(又稱二次成型)等,目前擠出法應(yīng)用最廣泛,尤其是對于聚烯烴薄膜的加工,而壓延法主要用于一些聚氯乙烯薄膜的生產(chǎn)。
塑料包裝薄膜行業(yè)概況及發(fā)展趨勢
一、行業(yè)概括
在塑料包裝材料中,薄膜材料的市場需求量增幅最大,約占塑料包裝材料總量的46%。塑料包裝薄膜主要包括:熱收縮包裝薄膜、纏繞包裝薄膜、食品無菌包裝膜、果蔬保鮮膜、液體包裝薄膜等。隨著我國塑料薄膜行業(yè)裝備水平不斷提高,有的已經(jīng)達(dá)到發(fā)達(dá)國家的先進(jìn)水平,涌現(xiàn)出了一批新產(chǎn)品,例如,作為復(fù)合包裝基材的雙向拉伸薄膜不但克服了長期進(jìn)口的局面,而且現(xiàn)在每年還出口30萬噸左右,創(chuàng)匯30多億美元。我國上規(guī)模的包裝薄膜制造企業(yè)的數(shù)量發(fā)展迅速,目前已達(dá)到2240家,其中涌現(xiàn)出一批行業(yè)龍頭企業(yè),如江陰申達(dá)集團(tuán)、浙江大東南塑膠集團(tuán)、佛山東方包裝材料公司、佛山杜邦鴻基包裝材料公司等,佛山塑料集團(tuán)有限公司、廣州宏順?biāo)苣z工業(yè)有限公司和南亞塑料工業(yè)(廣州)有限公司他們在該行業(yè)中起著舉足輕重的作用。
1、熱收縮包裝膜
目前在我國,PVC熱收縮薄膜正在逐步減少,而PE、PP、PET、PVDC、PA等熱收縮薄膜發(fā)展迅速,并出現(xiàn)了多層共擠復(fù)合熱收縮薄膜。以當(dāng)前用得最多的三層共擠熱收縮薄膜為例,該膜是以線性低密度聚乙烯為中間層,共擠聚丙烯為內(nèi)外層的三層復(fù)合熱收縮薄膜,由于它同時具有PE和PP的優(yōu)點,其性能優(yōu)于單層PE膜和PP膜。全行業(yè)目前已有近20家企業(yè)生產(chǎn)熱收縮薄膜,其生產(chǎn)能力從4萬噸已發(fā)展到近8萬噸,其中,寶碩集團(tuán)、天津勝達(dá)、福州佳通、江蘇南通為骨干企業(yè)。單層熱收縮包裝薄膜可廣泛應(yīng)用于快餐面食、陶瓷制品、茶具、機(jī)械零部件、軍用機(jī)械、五金工具、建筑和運輸材料的捆扎包裝。多層熱收縮薄膜主要應(yīng)用于鮮肉等食品包裝,以及生活日用品、醫(yī)藥保健品、文化用品等包裝。據(jù)預(yù)測,我國熱收縮包裝薄膜的市場需求量將在今后五年內(nèi)以20%的增長率上升。
2、纏繞包裝薄膜
纏繞包裝薄膜具有自粘性,在包裝過程中不需進(jìn)行熱處理,節(jié)省了能源,降低了包裝成本,同時能將貨物緊裹為一個整體,便于裝卸,節(jié)省運輸成本。纏繞包裝薄膜一般采用線性低密度聚乙烯LLDPE為原料,國內(nèi)采用熔體指數(shù)為1~2,密度為0.98g/cm3的乙烯/丁烯共聚物,利用吹塑法或流延法,在單層或三層共擠設(shè)備上生產(chǎn)。使纏繞包裝薄膜具有自粘性的關(guān)鍵是要在二種或二種以上互容、部分相容或不相容的樹脂中,添加化學(xué)助劑,如增容劑、促粘劑等,經(jīng)過化學(xué)復(fù)配或直接注入 PIB等粘性樹脂。纏繞包裝薄膜除了它的包裝功能外,還具有一些特殊功能,例如,用于牧草青貯的牧草纏繞包裝膜,可以保持牧草的水分和營養(yǎng)成分,以利于牧畜對養(yǎng)分的吸收,從而促進(jìn)畜牧業(yè)的發(fā)展。國內(nèi)對牧草纏繞包裝膜的研發(fā),始于1997年北京輕工業(yè)學(xué)院(現(xiàn)為北京工商大學(xué))輕工業(yè)塑料應(yīng)用技術(shù)研究所與BP公司的合作,該技術(shù)目前已獲成功并投入應(yīng)用。代表企業(yè)有無錫市榮盛保護(hù)膜廠、廣州市三達(dá)塑料包裝廠等
3、食品無菌包裝膜
食品無菌包裝膜是指能夠耐受食品(如奶制品、飲料、調(diào)味料)進(jìn)行瞬間滅菌所需的超高溫的食品包裝用薄膜,該包裝膜能使食品在不加防腐劑,不經(jīng)冷藏的情況下具有較長的貨架壽命,這是一項新技術(shù),也是塑料包裝的發(fā)展方向之一。食品無菌包裝分為兩種,一種是容量為5~1000L的無菌大包裝袋,制袋的復(fù)合膜主要采用PET鍍鋁膜和PE膜復(fù)合而成;另一種為無菌杯式包裝,使用的是PP/PE/EVA/PVDC/PS多層共擠復(fù)合膜,其中PP為保護(hù)層膜,EVA為粘結(jié)層,PVDC為氧氣阻隔層。
4、果蔬保鮮膜
果蔬保鮮膜用于果蔬包裝,以抑制果蔬在保存過程中的新陳代謝、營養(yǎng)物質(zhì)損耗,保持果蔬風(fēng)味和質(zhì)量。我國是世界第一的果蔬生產(chǎn)和銷費大國,而有30%左右的果蔬在儲藏、運輸過程中由于不保鮮而損失,所以在我國果蔬的保鮮具有較大的經(jīng)濟(jì)價值。目前應(yīng)用于果蔬保鮮包裝較廣的是聚乙烯膜和聚丙烯膜,在選擇適宜的保鮮包裝膜時,必須考慮其透氣性,以保持膜內(nèi)適宜的氧氣和二氧化碳濃度,同時還可添加一定量的多孔性物質(zhì)(如沸石、大谷石等),以吸附水果釋放的乙烯氣體。
5、茂金屬催化聚烯烴薄膜
以茂金屬單中心活性催化制備的聚烯烴薄膜具有突出的優(yōu)良性能,目前主要有MPE、MPP、MPS等。這種薄膜的熱封性能、拉伸性能、耐穿刺性能都優(yōu)于傳統(tǒng)的薄膜,能有效解決液體包裝中的滲透破裂、熱封開裂等問題,多用于牛奶、醬油、洗發(fā)精等液體包裝復(fù)合膜的熱封層。
6、雙向拉伸薄膜
雙向拉伸薄膜在薄膜包裝中一直居于重要地位,包括有雙向拉伸聚丙烯(BOPP)、雙向拉伸聚酯(BOPET)、雙向拉伸尼龍(BOPA)等,其中以BOPP產(chǎn)量最大。BOPP薄膜是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來的新型透明包裝材料,具有質(zhì)輕、無毒、無臭、防潮、力學(xué)性能高、尺寸穩(wěn)定性好、印刷性良好等優(yōu)點,可以廣泛用于食品、糖果、香煙、茶葉、果汁、牛奶、紡織品等的包裝。BOPP薄膜的生產(chǎn)方法包括泡管法和拉幅法兩種,其中拉幅法用得較多。該方法是把粒狀的BOPP專用料通過平口模擠出膜片,在冷卻輥上驟冷后,再經(jīng)過不同條件的預(yù)熱,進(jìn)行膜片的縱拉和橫拉,從而使薄膜的綜合性能得以大幅提高。在我國,軟包裝的大量需求為BOPP行業(yè)發(fā)展提供了良好的市場機(jī)遇,但是BOPP薄膜行業(yè)從上世紀(jì)90年代末開始出現(xiàn)跨行業(yè)爭搶引進(jìn)BOPP生產(chǎn)線的熱潮,預(yù)計到2005年末,全國BOPP生產(chǎn)能力將突破200萬噸,而市場年需求僅為90萬噸左右,也就是說,將會有1/2的產(chǎn)能放空。南京中達(dá)生產(chǎn)的共擠熱封型雙向拉伸聚丙烯薄膜,在保持BOPP的熱收縮性的同時,采用開孔定位技術(shù),解決了熱封性及中條包膜與小條包膜的粘合問題。
在雙向拉伸材料之中,BOPET和BOPA薄膜的市場份額緊隨BOPP之后。國內(nèi)BOPET薄膜產(chǎn)業(yè)也出現(xiàn)了過熱發(fā)展和非理性投資狀況,預(yù)計未來幾年這種供過于求的情況將更為嚴(yán)重。
7、CPP和CPE薄膜
這兩種膜是通過流延法生產(chǎn)的,即通過把PP或PE熔體流延驟冷而生產(chǎn)出一種無拉伸、非定向的PP或PE平擠薄膜。CPP和CPE薄膜的各項性能平衡優(yōu)異,后續(xù)工序如印刷、復(fù)合等極為方便,廣泛用于包裝領(lǐng)域,特別是CPP具有較大市場。目前我國引進(jìn)的CPP 生產(chǎn)線已超過60套,總生產(chǎn)能力達(dá)15萬噸以上。CPP薄膜國內(nèi)市場以復(fù)合包裝用膜為主,其應(yīng)用量最大的為鍍鋁膜和蒸煮膜。其中,上海紫江彩印公司的鐳射防偽薄膜、紫華公司的透氣性流延薄膜、紫藤公司的抗靜電CPP薄膜都列入國家級火炬項目。
格局分布
中國的兩個主要PP\PE薄膜生產(chǎn)中心是坐落在中國東部的相鄰沿海省/市——江蘇/上海/浙江——和東南部廣東省,他們分別占有33%和32%的全國總生產(chǎn)。中國一些最大的薄膜生產(chǎn)轉(zhuǎn)化商,包括佛山塑料集團(tuán)有限公司、廣州宏順?biāo)苣z工業(yè)有限公司和南亞塑料工業(yè)(廣州)有限公司,均坐落于廣東省。廣東、浙江、山東、江蘇、上海等五省市占全國總產(chǎn)量一半以上。
中國PVC包裝四大區(qū)
一是以廣東花都市獅嶺鎮(zhèn)為中心,輻射泛珠三角,以外資為主體的高檔包袋制造業(yè)基地。其產(chǎn)品90%銷往歐美市場,是中國PVC包袋業(yè)的“領(lǐng)頭羊”;
二是以福建泉州為中心,以臺資、港資為主體的中高檔PVC包袋制造業(yè)基地。目前已有1000多家企業(yè),年產(chǎn)值超過80億元,約占全國總量的40%;
三是以上海為中心的泛長三角地區(qū),建成上海國際皮具箱包交易中心,國外采購商常年看樣下單,吸引了一大批資金實力雄厚的廣東、福建和浙江等地包袋民營企業(yè)入駐;
四是河北白溝一帶,憑借上世紀(jì)90年代以來經(jīng)營箱包的成功經(jīng)驗,一躍建成全國最大PVC包袋專業(yè)市場,帶動了周邊省份相關(guān)企業(yè)發(fā)展,促進(jìn)了新型產(chǎn)業(yè)鏈的形成。
二、包裝薄膜發(fā)展趨勢
中國塑料軟包裝在經(jīng)過20世紀(jì)90年代的高速發(fā)展后,目前已經(jīng)進(jìn)入一個平穩(wěn)發(fā)展的時期。利潤率逐漸下降,競爭日益激烈。目前,國內(nèi)塑料軟包裝的發(fā)展應(yīng)側(cè)重哪些方面呢?這是行業(yè)內(nèi)共同關(guān)注的問題。下面幾項為國內(nèi)塑料軟包裝的發(fā)展重點:
21世紀(jì)是環(huán)保世紀(jì),構(gòu)筑循環(huán)經(jīng)濟(jì)社會,走可持續(xù)發(fā)展道路已成為全球關(guān)注焦點和迫切任務(wù),為適應(yīng)新時代的要求,塑料包裝材料除要求能滿足市場對包裝質(zhì)量和數(shù)量等日益提高的要求外,其發(fā)展必須以節(jié)省資源,用后易回收利用,易處置或被易環(huán)境消納或降解為技術(shù)開發(fā)的出發(fā)點。塑料包裝新材料、新工藝、新技術(shù)、新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn),并正向高性能、多功能,積極采用新原料、新技術(shù)、拓寬應(yīng)用領(lǐng)域以及塑料包裝與環(huán)保諧調(diào)發(fā)展等方向發(fā)展。
1.提高保護(hù)性能,延長貨架期的高阻隔包裝材料。如高阻隔共擠復(fù)合薄膜的開發(fā)應(yīng)用等; 高阻性塑料包裝材料,因可賦予保質(zhì)、保鮮、保風(fēng)味以及延長貨架壽命功能而獲迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用,除目前廣泛應(yīng)用的聚偏氯乙烯(PVDC)、乙烯、乙烯醇共聚物(EVOH)外,近年來,開發(fā)環(huán)保適性材料,促使聚乙烯醇(PVA)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PEN)、共聚酰胺(MXD6)、硅或鋁氧化物蒸薄膜(軟玻璃)、納米無機(jī)材料等的發(fā)展將更引人注目。
茂金屬聚烯(MHDPE、MLLDPE、MPP)的采用,可進(jìn)一步提高軟包裝許多性能如強度、韌性、透明性、阻隔性、耐熱性及加工性等。2006年軟塑包裝膜(袋)提高技術(shù)水平,提高環(huán)境適應(yīng)性的發(fā)展動向已成為行業(yè)發(fā)展的熱點,復(fù)合高阻隔性、多功能性包裝、無菌包裝技術(shù)涌現(xiàn)一批耐油性、保味性、防濕及防霉多功能性新產(chǎn)品,防偽包裝和防靜電包裝的需求也迅速發(fā)展。高阻隔性、功能性軟塑復(fù)合包裝膜(袋)向新的技術(shù)水平發(fā)展。
2.無菌包裝材料、抗菌性包裝膜、耐輻射包裝膜的開發(fā)及應(yīng)用;無菌包裝材料和技術(shù)最大優(yōu)點是在無菌條件下,不加防腐劑、無需冷藏、能最大限度地保留食品原有的營養(yǎng)成分和風(fēng)味,可大大延長貨架壽命,方便貯存和運輸,市場發(fā)展十分迅速,用途不斷擴(kuò)大,除已在奶制品、果汗飲料中占較大的份額外,將進(jìn)一步拓展到醫(yī)藥品、化妝品及調(diào)味品領(lǐng)域。
在發(fā)展中,軟包裝膜(袋)的衛(wèi)生安全性也受到嚴(yán)重挑戰(zhàn),市場上許多食品塑料包裝材料難以符合國家對食品安全、衛(wèi)生和環(huán)保方面的要求,近幾年來各地包裝袋的抽樣合格率偏低,僅有50-60%。從2005年7月中央電視臺播出的蘭州“有毒 奶粉”事件(因甲苯、二甲苯溶劑殘留量超標(biāo),包裝膜(袋)不合格)到10月份的PVC保鮮膜添加的增塑劑己二酸二異辛酯(DIOA)的毒性問題引起的風(fēng)波,造成這局面的原因除了企業(yè)本身的問題外,更是與國家對這個行業(yè)的管理和制約不夠分不開的。這件事所滲透的深層次問題和因素值得我們深思和重視。
3.納米復(fù)合包裝材料將隨納米技術(shù)的迅速發(fā)展而迅速產(chǎn)業(yè)化,由于其耐磨性、硬度、強度、阻透性、可塑性均有明顯增強和提高,除用于食品包裝外,還可用于特種包裝如防靜電、防電磁、隱形、危險品包裝等,適用于電磁灶、微波爐加熱的耐熱性包裝材料,它將促使傳統(tǒng)塑料包裝材料產(chǎn)生巨大的變革。
4環(huán)境友好(環(huán)保適性)塑料包裝材料(或綠色塑料包裝材料),隨著環(huán)境管理標(biāo)準(zhǔn)IS 14000系列的實施成為全球關(guān)注的熱點,其中易回收再利用的塑料包裝材料如PET、PEN,易環(huán)境降解塑料(EDP)中的生物降解塑料,更成為熱點中的熱點,其它如零污染泡沫塑料、薄壁瓶及袋狀包裝容器也備受關(guān)注。適用于糧食等農(nóng)產(chǎn)品儲存的包裝材料可控氣調(diào)包裝;
但不論采用哪種塑料包裝,都 锏鉸躺 暗囊 蟆<跎俜掀 鏤廴荊喚餼鋈薌斂辛艫幕繁N侍猓 嚳⒄顧 雜湍 ⑺ 芐員∧?、?哉澈霞粒換厥趙倮 夢侍?。史Q酚酶春夏ぐ 埃ù ┘癙VC保鮮膜的衛(wèi)生安全性引發(fā)的問題,促進(jìn)更多的塑料包裝企業(yè)走綠色包裝之路,除要發(fā)展符合衛(wèi)生安全的水溶性油墨、水溶性醇溶醇粘合劑外,還要開發(fā)展共擠技術(shù)新產(chǎn)品,開發(fā)共擠薄膜應(yīng)用市場成為這2年行業(yè)發(fā)展的熱點,并取得進(jìn)展。
去年,國家更關(guān)注食品安全以及食品直接接觸的包裝的安全質(zhì)量,符合環(huán)保要求,無污染的綠色包裝,將越來越受到社會重視。大力發(fā)展綠色包裝,抓好包裝廢棄物處理和資源的回收再利用工作,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展要求。因此,我國政府相關(guān)部門和相關(guān)協(xié)會組織,如中國塑料加工工業(yè)協(xié)會復(fù)合膜專委會緊密合作,正在抓緊落實國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局司質(zhì)檢食監(jiān)(2006)86號文件精神,實行食品用塑料包裝容器工具等制品市場準(zhǔn)入制度,于2006年12月27日向首批29家獲得市場準(zhǔn)入資格的企業(yè)頒發(fā)生產(chǎn)許可證,申請準(zhǔn)入的產(chǎn)品共有97個,覆蓋了本次實施準(zhǔn)入的全部39個產(chǎn)品品種。今后食品生產(chǎn)企業(yè)和消費者選購食品用塑料包裝、容器、工具等制品,應(yīng)當(dāng)認(rèn)準(zhǔn)標(biāo)有QS標(biāo)志的產(chǎn)品。
國外已生產(chǎn)復(fù)合薄膜所需無溶劑型及水性環(huán)保粘合劑,國內(nèi)尚在開發(fā)中。我國最大的差距,正如中國塑料加工工業(yè)協(xié)會的李副會長在一次接見外國來訪的專家時說的,我國目前塑料制品的產(chǎn)量世界第一,可質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后與發(fā)達(dá)國家水平,主要還在人才的落后。加強人才的培養(yǎng)和培訓(xùn),走技術(shù)創(chuàng)新,自主知識產(chǎn)權(quán)的道路,全面落實科學(xué)發(fā)展觀建設(shè)創(chuàng)新型塑料包裝企業(yè)是我們今后的發(fā)展選項。
農(nóng)用薄膜行業(yè)概括及發(fā)展趨勢
一、行業(yè)概括
自1979年以來,農(nóng)膜覆蓋栽培技術(shù)在我國得到了大力推廣,1980年農(nóng)膜覆蓋面積僅為2.5萬畝,2005 年農(nóng)膜覆蓋面積達(dá)1.7億畝。我國可以蓋膜的土地在4億畝以上,所以我國對于農(nóng)膜的需求也會持續(xù)增加,2010年將達(dá)到270萬噸。
中國自生產(chǎn)農(nóng)用塑料薄膜至今,取得了兩個世界第一,即產(chǎn)量第一和覆蓋面積第一,大致相當(dāng)于世界其他國家總和的1.6倍。農(nóng)用塑料薄膜主要是棚膜和地膜,另外還包括遮陽網(wǎng)、防蟲網(wǎng)、飼草用膜以及農(nóng)用無紡布等。塑料薄膜廣泛用作日光溫室、塑料大棚及各種塑料小拱棚的覆蓋材料。棚膜年耗用量已達(dá)70萬噸,覆蓋面積達(dá)5000萬畝;地膜年消耗量約45萬噸,覆蓋面積在2.2億畝以上。隨著農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,對農(nóng)膜的需求量將會繼續(xù)增長。據(jù)不完全統(tǒng)計,目前全行業(yè)擁有農(nóng)膜生產(chǎn)企業(yè)近千家,生產(chǎn)能力達(dá)200萬噸以上,其中年生產(chǎn)能力萬噸以上的企業(yè)約60家,大型骨干企業(yè)約30家。較知名的農(nóng)膜制造企業(yè)主要集中在河南河北以及山東一帶,河南雙匯塑料廠、山東日信化學(xué)有限責(zé)任公司、河北寶碩集團(tuán)、中原塑料制品廠、天津二塑、安徽國風(fēng)塑業(yè)、北京華盾、中農(nóng)化進(jìn)出口公司和山東淄博天鶴等。
棚膜覆蓋栽培技術(shù)早在50年代末期就已經(jīng)開始應(yīng)用,該技術(shù)不僅能促進(jìn)作物生長,使作物增產(chǎn),而且實現(xiàn)了果蔬在寒冷季節(jié)的栽培。棚膜按照功能分有:長壽命膜、無滴膜、保溫膜、轉(zhuǎn)光膜、漫散射膜、反光膜等。我國目前棚膜材料以聚乙烯(PE)為主,另有部分聚氯乙烯(PVC)、乙烯/乙酸乙烯(EVA)、茂金屬聚乙烯(mPE),國外還有用聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET),聚碳酸酯(PC)、聚四氟乙烯(PTFE)制備棚膜,雖然性能優(yōu)異,但是由于價格昂貴,用量較少。
塑料地膜能起到保溫護(hù)根、防凍、保墑、調(diào)節(jié)光照、節(jié)水、除草,以及控制土壤鹽堿度的作用,進(jìn)而促進(jìn)作物早熟,提高作物產(chǎn)量和質(zhì)量。地膜按照功能分有:普通無色透明膜(又稱有滴膜)、無滴膜(又稱流滴膜)、光效膜(包括有色膜和轉(zhuǎn)光膜)、除草膜、保溫膜、可降解膜、耐老化膜、滲水膜(包括小孔膜和微孔膜)等。我國目前地膜材料以聚乙烯(PE)為主,另有部分聚氯乙烯(PVC)。雖然乙烯/乙酸乙烯(EVA)膜與PE膜相比,保溫性、透明性好,與無滴劑有較好的相容性,拉伸性好而易成膜,且耐老化、耐沖擊,但由于價格較貴,用量較少。若其成本降低,預(yù)計用量會逐步增加。
1、長壽命耐老化薄膜
我國生產(chǎn)的耐老化棚膜多為較薄型棚膜(厚度為0.06mm~0.10mm),其使用壽命一般達(dá)到1.5~2年,與國外較厚(厚度為0. 18mm~0.20mm)的棚膜相比,使用壽命尚有較大差距,如日本的PVC長壽命膜可以使用2~3年,PET膜可以使用10年。通過優(yōu)化通用樹脂材料和穩(wěn)定劑,可以延長棚膜的使用壽命。具體來說,在優(yōu)化基礎(chǔ)樹脂材料方面,農(nóng)膜生產(chǎn)企業(yè)往往以熔體流動速率(MFR)為依據(jù),選用分子量較高、分子量分布較窄、支鏈數(shù)較少的樹脂來生產(chǎn)耐老化PE棚膜。此外,基礎(chǔ)樹脂的過渡金屬離子殘留量、結(jié)晶形態(tài)和結(jié)晶度等也是優(yōu)化功能化棚膜的重要指標(biāo),如北京燕山石化公司、齊魯石化公司、天津聯(lián)合化學(xué)公司等已經(jīng)開發(fā)出了用于功能性PE棚膜生產(chǎn)的專用樹脂;在添加復(fù)合無毒光穩(wěn)定劑,開發(fā)高效耐老化體系方面,我國已應(yīng)用十多年的GW540/2002耐老化體系,因有嚴(yán)重刺激性和致敏性,需要逐步被無毒耐老化體系替代。國外的無毒聚合型受阻胺光穩(wěn)定劑目前已相繼進(jìn)入我國市場,其中有瑞士汽巴精化公司、美國氰特公司、瑞士科萊恩公司、意大利3VSigma公司等,但國外推出的聚合型受阻胺光穩(wěn)定劑價格較高,我國大部分廠家還難以承受。北京市化學(xué)工業(yè)研究院推出的BW6911新型光穩(wěn)定劑和6911/B215耐老化體系,不僅性能優(yōu)異,而且價格便宜。采用該體系生產(chǎn)的聚烯烴棚膜在東北、華北、西南地區(qū)應(yīng)用后都取得了令人滿意的效果,較好地克服了“背板效應(yīng)”,延長了棚膜使用壽命,值得進(jìn)一步推廣應(yīng)用。
地膜對耐老化性能的要求沒有棚膜高。在塑料地膜中,PVC是最早使用的地膜樹脂,具有強度高、抗紫外線、耐老化、透明性和保溫性好的特點,但是因為密度大、膜厚、配方工藝復(fù)雜、成本高,已經(jīng)逐漸被PE膜替代。目前,除東北三省和山東部分地區(qū)外,其它地區(qū)幾乎都使用PE膜。在PE地膜中,HDPE、LDPE、LLDPE這三種聚乙烯均有應(yīng)用,其中,HDPE強度高,但是不耐老化;LDPE強度低,但透光性好;LLDPE強度好且耐老化,所以LLDPE最適合做地膜材料??紤]到成本,我國耐老化PE地膜料多以70%的LLDPE與LDPE共混。
2、防霧流滴膜
有滴膜膜內(nèi)溫度高,適用于春秋兩季,對喜溫作物效果好,缺點是膜內(nèi)易形成霧滴,影響透光。無滴膜(又稱流滴膜)表面含親水物質(zhì),膜內(nèi)水滴順膜流下,濕度低,透光性好,膜內(nèi)外溫差大,性能普遍優(yōu)于有滴膜。為了改善膜的流滴性能,一般可以通過對膜進(jìn)行表面極性改性或是添加流滴劑,在應(yīng)用時往往同時添加或在膜表面涂覆流滴劑與防霧劑,即使之兼有防霧和流滴的功能,從而進(jìn)一步提高膜的透光性。流滴劑為多種非離子型表面活性劑復(fù)配物,消霧劑為特殊型表面活性劑,如含氟表面活性劑和/或含硅表面活性劑。研究發(fā)現(xiàn),流滴劑與消霧劑的“配合效應(yīng)”至關(guān)重要。北京市化學(xué)工業(yè)研究院和臨安市塑料化工助劑廠都開發(fā)出了流滴消霧效果良好的流滴消霧體系。涂覆型流滴消霧劑原來是為了起到補效的作用,以使膜的性能和壽命能夠盡量同步,而目前對于涂覆型流滴消霧體系的開發(fā),已經(jīng)成為制取功能化棚膜的重要途徑之一。
3、光效膜
對于棚膜來說,為了獲取促進(jìn)作物生長的陽光,往往在膜中添加轉(zhuǎn)光劑,而在地膜中則較少使用轉(zhuǎn)光劑,更多使用的是有色膜。在轉(zhuǎn)光劑的開發(fā)應(yīng)用方面,只有以轉(zhuǎn)綠光為主才能真正發(fā)揮光轉(zhuǎn)換作用。目前已在轉(zhuǎn)光棚膜生產(chǎn)中應(yīng)用的轉(zhuǎn)光劑主要有稀土轉(zhuǎn)光劑或有機(jī)熒光顏料組成的轉(zhuǎn)光劑。湖南師范大學(xué)發(fā)光材料研究室開發(fā)的“單基雙能稀土轉(zhuǎn)光劑”具有將紫外光轉(zhuǎn)換為藍(lán)光和紅光并將綠光轉(zhuǎn)換為紅光的功能,具有較好的應(yīng)用效果。有些企業(yè)生產(chǎn)的轉(zhuǎn)光棚膜還被稱為高光能膜、光生態(tài)膜、高光質(zhì)膜等。北京華盾塑料公司開發(fā)的高光能棚膜具有激發(fā)光譜和發(fā)射光譜較寬的特點,藍(lán)光區(qū)(420nm~460nm)和紅光區(qū)(620nm~660nm)的發(fā)射光譜有較高的相對發(fā)光強度。由于藍(lán)紫光有利于作物生長,紅光能促進(jìn)果實形成,因此可使作物提前成熟,前期產(chǎn)量增高,有較好的增產(chǎn)增收效果。
地膜中有色膜的品種較多,以適用于不同作物。如紫色膜能透過紅、藍(lán)光并吸收綠光,可提高菠菜產(chǎn)量,延長上市期;紅色膜能透過紅光和藍(lán)光,促進(jìn)黃瓜生長;銀灰色膜和鋁箔反光膜具有較強光反射作用,能驅(qū)蚜蟲、保地溫、對光照不足的作物果實背面進(jìn)行補光、促進(jìn)果實著色、提高果實產(chǎn)量和含糖量。有色地膜材料一般為PE,也有少量PVC,顏料是以色母粒的形式進(jìn)行添加。各類有色地膜多為單層膜,除了鋁箔反光膜和黑白雙面地膜為復(fù)合膜。無論是轉(zhuǎn)光棚膜,還是有色地膜,都朝著高效能和專用化方面發(fā)展。
4、多功能復(fù)合膜
隨著生產(chǎn)技術(shù)的提高,農(nóng)膜向著可同時滿足長壽命、保溫、消霧、透光性好的多功能性薄膜的方向發(fā)展。先進(jìn)的三層共擠復(fù)合吹膜工藝技術(shù)已在較多企業(yè)生產(chǎn)中得到成功應(yīng)用。有的企業(yè)采用內(nèi)冷裝置提高了寬幅吹塑膜泡的穩(wěn)定性及棚膜的透明性,并改善了棚膜的流滴性;有的企業(yè)已采用國產(chǎn)三層復(fù)合寬幅吹膜機(jī)組,能夠生產(chǎn)寬度12m~20m的功能性棚膜;一些企業(yè)改進(jìn)了吹塑膜泡插疊機(jī)構(gòu)和牽引卷取技術(shù),有效地解決了棚膜折疊部位的蠕變問題,提高了棚膜平整性;有的企業(yè)改進(jìn)了母料制造工藝、樹脂與母料混合工藝及擠出工藝技術(shù),使功能助劑在棚膜中分散得更均勻、更穩(wěn)定,從而提高了功能性棚膜的質(zhì)量。如添加了流滴消霧體系和無機(jī)保溫劑的EVA多功能三層復(fù)合棚膜(厚度為0.10mm)在遼寧省沈陽市郊區(qū)、遼中縣和鞍山地區(qū)等覆蓋越冬效果較好。
5、可降解農(nóng)膜
為了解決農(nóng)膜的白色污染問題,除了加強對耐老化農(nóng)膜的回收以外,更重要的是加強對降解地膜的開發(fā)與應(yīng)用,這也是農(nóng)膜的一個發(fā)展趨勢。傳統(tǒng)的可降解地膜主要是通過共混法制備,即在聚乙烯樹脂中摻入可被生物降解的物質(zhì),或者添加光降解劑等其它成分,使其在使用中可局部先發(fā)生破裂,進(jìn)而大片薄膜變成不被注意的小碎片進(jìn)入土壤,然而這只是將顯形污染變成隱形污染,而并未從根本上解決土壤污染的問題。目前可降解地膜開發(fā)的熱點是用其它結(jié)構(gòu)的可降解高分子材料來替代加入光降解劑的聚烯烴,或者將新型可降解材料與聚烯烴、降解劑共混,把生物降解和光降解結(jié)合起來,提高降解效率和可控性,從而從根本上解決降解不完全的問題。
二、農(nóng)用薄膜發(fā)展趨勢
我國農(nóng)膜企業(yè)通過資產(chǎn)重組、強強聯(lián)合和上市發(fā)揮綜合優(yōu)勢,向農(nóng)膜的高端市場發(fā)起沖擊,將成為今后主要發(fā)展趨勢。主要提高企業(yè)整體素質(zhì),還步解決市場策劃、技術(shù)創(chuàng)新、團(tuán)隊協(xié)作等問題,注重新思想、新思路、新方法的實施,縮小與外資企業(yè)的差距。
農(nóng)膜市場競爭日趨激烈,市場需求不斷更新變化,但是市場的發(fā)展?jié)摿薮?,農(nóng)膜整體應(yīng)用水平急需進(jìn)一步提高。棚膜產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上向多層發(fā)展,性能上向高透光、高保溫、高強度、長壽命,持續(xù)的流滴期、防霧期、轉(zhuǎn)光期、防塵期、防菌期等功能化和綜合性能方面發(fā)展;地膜產(chǎn)品向保墑、增溫、除草、防蟲等功能化發(fā)展,在品種上向蘆筍、棉花、煙草、大蒜、韭菜等專業(yè)化上發(fā)展。
總之,農(nóng)膜行業(yè)將繼續(xù)向企業(yè)規(guī)?;a(chǎn)品功能化發(fā)展。同時提高農(nóng)膜的可回收與降解技術(shù)能力,減少對環(huán)境的污染,既促進(jìn)進(jìn)了農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展,又保障了農(nóng)膜行業(yè)未來的發(fā)展,同時符合國家的產(chǎn)業(yè)政策,無公害農(nóng)膜的發(fā)展將是非常重要的。農(nóng)用塑料中,要提高棚膜的功能性,做到長壽耐老化、防霧又防滴、高透明高保溫、實現(xiàn)光能轉(zhuǎn)化提高農(nóng)作物的光合作;對地膜要解決殘存在土壤中的白色污染問題,同時開發(fā)除蚜蟲、除草有色等多種功能性地膜。
發(fā)達(dá)國家已經(jīng)開發(fā)出光生態(tài)棚膜,可保留下對作物生長有利的紫外光,可將對作物有害的紫外光或綠黃光部分濾掉或轉(zhuǎn)化為作物光合作用所需的藍(lán)紫光和紅橙光,可轉(zhuǎn)紫外光范圍廣、轉(zhuǎn)光光譜與光合作用吻合,轉(zhuǎn)光壽命可長達(dá)180-300天,有明顯提高農(nóng)作物品質(zhì)和減少病蟲害的功能;而我國的光生態(tài)棚膜開發(fā)上仍屬空白,雖然開發(fā)成功了轉(zhuǎn)光棚膜,但多以增溫為主,可轉(zhuǎn)光范圍窄、效果差,轉(zhuǎn)光壽命僅為20-30天,可轉(zhuǎn)的紫外光僅有1%-3%,紅橙光光峰與光合作用吻合不好,增產(chǎn)作用有限,基本上沒有提高作物品質(zhì)和減輕病蟲害的作用。
發(fā)達(dá)國家目前以應(yīng)用專用棚膜為主,可根據(jù)不同作物對光的不同需求分別采用不同的棚膜,因而培育的作物產(chǎn)量高、品質(zhì)好;我國目前還是一膜多用,因而“柿子不紅,茄子不紫”的現(xiàn)象相當(dāng)普通。發(fā)達(dá)國家在發(fā)展工廠化農(nóng)業(yè)進(jìn)程中,已經(jīng)研制開發(fā)出現(xiàn)化大棚,覆蓋材料不再是傳統(tǒng)的塑料薄膜,而是厚膜或較厚片材,強度高,透光好,保溫性能強,一次可用15-30年,而且還可以較容易地集成多種功能,如選擇轉(zhuǎn)光、防流滴、防霧等;而我國基本上還在普通應(yīng)用傳統(tǒng)塑料薄膜,使用壽命短,功能性差。
我國農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)布局將向區(qū)域化、特色化發(fā)展,產(chǎn)業(yè)中心將繼續(xù)向優(yōu)勢產(chǎn)區(qū)發(fā)展,設(shè)施結(jié)構(gòu)趨大型化,環(huán)境調(diào)控趨智能化,栽培園藝多樣化將成為園藝產(chǎn)業(yè)新的增長點。再有,目前全國高檔農(nóng)膜僅占農(nóng)膜總產(chǎn)量的2%,中檔農(nóng)膜占20%,低檔產(chǎn)品占78%,低檔農(nóng)膜產(chǎn)品供過于求,與發(fā)達(dá)國家中高檔產(chǎn)品占20%、中檔農(nóng)膜占50%、低檔產(chǎn)品僅占30%的水平距離甚遠(yuǎn)。數(shù)據(jù)顯示,我國農(nóng)膜行業(yè)發(fā)展的空間相當(dāng)廣闊:一是全國適宜農(nóng)膜覆蓋的種植面積有一多半尚為空白;二是功能膜比重僅占30%,而國外達(dá)到80%;三是高中檔農(nóng)膜產(chǎn)量均不能滿足市場需要。
但由于農(nóng)膜是農(nóng)用產(chǎn)品,多年來農(nóng)膜定點企業(yè)長期讓利于農(nóng)民,做出了巨大犧牲,一直處于微利保本甚至虧損狀態(tài),導(dǎo)致發(fā)展后勁嚴(yán)重不足。加入WTO以后,國內(nèi)所有企業(yè)都面臨國內(nèi)外兩個市場的激烈競爭,產(chǎn)品換代、設(shè)備更新、技術(shù)進(jìn)步都需要政策和資金支持。如果能得到國家有關(guān)部門資金和政策支持,農(nóng)膜行業(yè)發(fā)展會更快。
為適應(yīng)形勢要求,業(yè)內(nèi)企業(yè)在發(fā)展時應(yīng)注意:其一,越是形勢看好,越要避免盲目上馬,克服以往低水平重復(fù)建設(shè)的弊端,改變農(nóng)膜企業(yè)數(shù)量多、規(guī)模小、水平低的局面,要集中力量把現(xiàn)有骨干企業(yè)做大做強;其二,認(rèn)真落實科學(xué)發(fā)展觀,節(jié)約資源,降低能耗,注意回收,保護(hù)環(huán)境,走綠色持續(xù)健康發(fā)展之路;其三,強化內(nèi)部管理,不斷提升企業(yè)核心競爭力,實施品牌戰(zhàn)略。
隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及人民生活水平的提高,防霧對蔬菜等農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量提出了更高的要求,因此,開發(fā)適合當(dāng)前市場需要,既能增產(chǎn)又有顯著改善作物品質(zhì)和減輕作物病蟲害的新一代功能性棚膜----光生態(tài)膜,已成為我國農(nóng)膜行業(yè)的當(dāng)務(wù)之急。
功能性薄膜
1、阻透性復(fù)合薄膜
這屬于一種在我國食品包裝和醫(yī)療包裝領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用的功能性薄膜,阻透性復(fù)合薄膜是指對氧氣、水分、芳香物及揮發(fā)性物質(zhì)有高阻透性的復(fù)合薄膜,它一般由阻氣層(阻透性樹脂)、阻水層(聚烯烴樹脂)和粘合層(粘合樹脂)三部分組成,多層共擠是生產(chǎn)阻透性復(fù)合薄膜的主要方法,根據(jù)機(jī)頭形狀和結(jié)構(gòu)不同,多層共擠可以分為多層共擠管膜復(fù)合工藝和多層共擠流延復(fù)合工藝。阻透性復(fù)合薄膜按其結(jié)構(gòu)特征可以分為對稱型和非對稱型,目前市場上主要是非對稱型的,按復(fù)合層數(shù)有3、5、7、9、11層復(fù)合膜。常用的阻透性樹脂有PA、EVOH、PET、PVDC、PAN等;聚烯烴樹脂有PE、PP、EVA、mPE等;粘合樹脂是對阻透性樹脂和聚烯烴樹脂有穩(wěn)定粘合作用的樹脂,如馬來酸酐接枝PP等。
近年來,高阻透性的鍍氧化硅薄膜在市場上也非常引人注目,它是在PET、尼龍膜上鍍一層氧化硅,具有高阻透性、耐油性、耐藥品性、透明性、耐撓曲性、環(huán)境適應(yīng)性、微波爐適應(yīng)性等優(yōu)點。其發(fā)展的技術(shù)動向是:不僅要提高它的印刷性和阻透性,還要使其具有阻擋紫外線、防帶電等功能。
2、抗菌性薄膜
抗菌性薄膜是在薄膜中加入銀離子、氟石、檜醇等具有抗菌性的物質(zhì),制成殺菌型的保鮮薄膜。該產(chǎn)品目前在國外已成功地應(yīng)用在豆腐、魚類、肉類及醬菜的包裝上,而在國內(nèi)還基本上處于試驗階段,如海爾科化公司把納米無機(jī)抗菌材料添加到薄膜中,生產(chǎn)出了綜合性能較優(yōu)的抗菌膜。
3、電磁屏蔽膜
電磁屏蔽膜可阻擋微波爐的電磁波,能夠避免電磁波泄漏,便于安全使用微波爐,可廣泛用于食品包裝和裝飾領(lǐng)域。該膜是是一種鍍鋁復(fù)合膜,其工藝是在聚酯薄膜表面采用真空蒸鍍的方法鍍上一層400~500μm厚的鋁膜。
4、微孔薄膜
專用微孔薄膜是當(dāng)前果蔬保鮮薄膜的一個亮點,即根據(jù)所包裝果蔬的保鮮要球,在塑料薄膜上開設(shè)不同數(shù)量的小孔,以改善氣體的透過率。有數(shù)據(jù)表明, 薄膜的氧氣透過率在800~200ml/m2?24h?MPa時,果蔬的保鮮度最好。此外,微孔薄膜在地膜中也有應(yīng)用,用于透氣、滲水,可以減少作物灌溉次數(shù),具有節(jié)水效果。
5、水溶性薄膜
水溶性塑料薄膜作為一種新穎的綠色包裝材料,在歐美、日本等國被廣泛用于各種產(chǎn)品的包裝,例如農(nóng)藥、化肥、顏料、染料、清潔劑、水處理劑、礦物添加劑、洗滌劑、混凝土添加劑、攝影用化學(xué)試劑及園藝護(hù)理的化學(xué)試劑等。其特點是:降解徹底、無毒安全、熱封強度較高、具有防偽功能、印刷性能好、抗靜電防塵等。其主要原料是低醇解度的聚乙烯醇(PVA),并添加各種助劑,如表面活性劑、增塑劑、防粘劑等。目前在國內(nèi),水溶性薄膜市場正在興起。北京工商大學(xué)輕工業(yè)塑料應(yīng)用技術(shù)研究所,通過篩選出能降低PVA塑化溫度的塑化改性劑,實現(xiàn)了PVA干法熔融造粒及吹膜加工,并申請了5項專利,現(xiàn)在部分專利已經(jīng)轉(zhuǎn)讓并投入生產(chǎn);株洲工學(xué)院與廣東肇慶方興包裝材料公司聯(lián)合研制開發(fā)了水溶性薄膜及生產(chǎn)設(shè)備,其產(chǎn)品正在走向市場。國內(nèi)的水溶性薄膜產(chǎn)品與國外相比,其價格具有較強的競爭力,美國的水溶性PVA薄膜的售價為13~17萬元/噸,日本的為20~25萬元/噸,而國內(nèi)產(chǎn)品的價格僅為6萬元/噸。
此外,功能性薄膜還有透明耐磨薄膜、彩虹膜、專用醫(yī)用包裝膜、選擇性透過膜、土工膜等,它們已廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)和生活中的各個方面。
總結(jié)
我國塑料薄膜行業(yè)正處于一個蓬勃發(fā)展的階段,據(jù)統(tǒng)計,我國塑料薄膜的需求量每年將以9%以上的速度增長。而且隨著各種新材料、新設(shè)備和新工藝不斷地涌現(xiàn),將促使我國的塑料薄膜朝著品種多樣化、專用化以及具備多功能的復(fù)合膜方向發(fā)展。