薄膜中常用添加剂—流滴剂与消雾剂

薄膜通在之前的文章针对薄膜中的常用添加剂进行了介绍。今天，我们一起来看看另一类功能助剂：流滴剂和消雾剂。流滴剂和消雾剂都属于表面活性剂，主要用于日光温室大棚膜中。日光温室大棚栽培是提高农作物产量，生产反季节果蔬的有效方法，主要使用聚乙烯和EVA材料。聚乙烯提供强度，EVA提供保温性并作为容纳功能助剂的母体。日光温室膜在使用的过程中，棚内温度通常高于外界温度，薄膜表面的温度通常在露点以下，棚内水蒸气就会冷凝在薄膜表面上形成小的水滴，由于聚烯烃是疏水性的，水滴在薄膜的表面无法展开，会直接阻碍阳光的直射，妨碍作物的光合作用，从而延缓作物的生长发育，降低其产量。同时，水滴还会由于自重滴落在农作物上，容易使作物发生病虫害、枯烂，直接导致产量下降。因此如何解决日光温室大棚膜的流滴防雾问题显得十分重要，而通过添加流滴消雾剂就是专门应对此问题的解决方法。

流滴剂的作用

流滴剂是一种非离子性表面活性剂，具有亲水基和疏水基，能够迁移到薄膜表面，疏水基超内，亲水基朝外，提高了薄膜的表面能；与此同时，在与水滴相溶后，亲水基朝水内侧，疏水基朝外排列，能够降低水的表面张力。当水的表面张力降低到等于或小于薄膜的临界表面张力时，水能够在薄膜表面展开，形成水膜而不是水滴，从而解决了流滴的问题。水在25oC的表面张力为：72mN/m，聚乙烯薄膜的表面张力为：31mN/m，显然水在聚乙烯薄膜上无法展开。但加入流滴剂后，水的表面张力可降低到25-30mN/m，从而可以在聚乙烯薄膜上展开。其作用机理如下图所示：

展开后形成水膜不会像水珠一样阻碍阳光的入射，并且水膜由于自重沿着膜面流到地面上，而不是低落到作物上。

流滴剂的结构

流滴剂的亲水基一般为羟基，羧基等极性基团，疏水基一般为长链烷基。流滴剂的亲水性越强，与树脂的相容性越差，会快速迁移到薄膜表面，因此具有较好的初期效果。但同时，在水中的溶解度也会越大，比较容易随着水膜的流动而流失；反之，疏水性越强，迁移速度较慢，初期的效果不明显，但可能持续时间更持久。其化学结构大致可以分为以下几类：

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多元醇脂肪酸酯

胺类：烷基醇胺，烷基醇酰胺等，如：椰子油酸二乙醇酰胺

烷基酚类：烷基酚聚环氧乙烷醚，如：辛基酚聚氧乙烯醚

消雾剂的作用

在早春和晚秋季节，特别是早晨和傍晚，棚内外的温度变化较大，加上湿度较大，温度的降低会使棚内的水蒸气达到过饱和从而冷凝行成细小的雾滴，当形成雾滴的速度大于消雾的速度时，雾就会弥漫开来，会严重阻碍阳光的透过。流滴剂虽然能够将水滴展平为水膜，但其溶于水层后会在水膜中形成紧密排列，疏水基团朝外，阻碍了水膜对雾气的吸收。因此，流滴剂只具有流滴功能，并不能有效消除雾气，这时就需要消雾剂。消雾剂是一种表面活性极强的表面活性剂，能够进一步降低水的表面张力到15mN/m，使得水膜展开成更薄的水层，更快地流到地面，从而提高水层吸收雾滴的效率。同时，由于消雾剂憎水憎油的特性，其空间占位效应打乱了流滴剂在水膜-空气界面上的有序排列，从而增加了雾气粘附到水膜的概率，提高了消雾能力。由于棚膜内表面附近的雾气能够迅速被捕获形成较薄水膜并顺着薄膜表面流下，当棚膜附近的水蒸气由过饱和变成不饱和时，雾气便随之消失。同时由于平衡被打破，棚内的雾气会扩散迁移到棚膜附近，继续被捕获粘附，因此即使棚内温度降低，棚内水蒸气也能处于不饱和状态，从而达到消除雾气的效果。

消雾剂的种类

消雾剂比流滴剂具有更高的表面活性，主要包括含氟或含硅类。含氟表面活性剂是碳氢表面活性剂中疏水基中的氢原子被氟原子所取代，具有极低的表面能，是一种活性极高的表面活性剂，比如全氟烷醇类衍生物。由于合成较困难，此类消雾剂的价格也比较昂贵。含硅的表面活性剂也具有很高的表面活性，但消雾效果不如含氟类，因此也叫作减雾剂。

流滴剂和消雾剂是农用日光温室膜的重要添加剂，作用并不相同，但两者相辅相成，配合使用才能达到良好的流滴消雾的效果。

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