Плівка для теплиць

Теплиці, накриті плівкою, найпоширеніші в усьому світі — їх площі значно більші порівняно зі склом і полікарбонатом. Це й недивно, враховуючи, що плівка має цілий ряд переваг.

Перша з них — невисока вартість. Друга й не менш важлива перевага — легкість. Навантаження на крокви й основу теплиці невелике, тож можна ставити легший каркас і обійтися без складних детальних розрахунків. Незначні помилки чи відхилення, скажімо, у відстані між елементами каркаса чи кількості балок у цьому випадку не так небезпечні. До того ж, плівковим спорудам не страшні коливання ґрунту в місцях сейсмічної активності чи його перекоси через просадки (наприклад, під вагою снігу). Значно спрощуються й процеси перевезення, розвантаження, а особливо монтажу: досить накинути плівку на каркас та зафіксувати краї.

Великою перевагою є й еластичність плівки — вона легко ріжеться, складається, змотується в рулони й не боїться ударів. Відтак, зробити плівкову теплицю під силу практично кожному.

Все це в комплексі й зумовило величезну популярність поліетиленової плівки. Особливо завдяки новим розробкам, які підвищили її довговічність, міцність та здатність утримувати тепло.

Ще зовсім недавно…

Продукт полімеризації етилену (поліетилен) винайшли у 30-х роках минулого століття, а у 60-х з'явилися й поліетиленові плівки. Спочатку вони не були бездоганними і для облаштування теплиць не використовувалися. Наприклад, плівка марки ПЕ-143г (ПЕ — поліетиленова, 143 — час екструзії, г — гідрофільна) мала наступні недоліки:

▪ недовговічність — під дією ультрафіолетових променів і підвищеної температури матеріал «старів», внаслідок чого погіршувалися його міцність на розрив, світлопроникність, еластичність і пружність. В результаті вже через 4–5 місяців плівка втрачала свої первинні властивості й розтріскувалася;

▪ висока прозорість для інфрачервоних (теплових) променів, що спричинювала дуже великі втрати тепла. Навіть накривши теплицю у 2 шари, взимку вирощувати у ній що-небудь було неможливо;

▪ електростатичні властивості поверхні, через які на внутрішньому боці плівки збирався конденсат;

▪ низька міцність на розрив, що призводило до пошкодження укриття вітрами, а часом вже й під час монтажу;

▪ здатність розтягуватися, що оберталася провисанням укриття, навіть якщо спочатку його добре натягнути. Щоб запобігти цьому, іноді частіше розміщували елементи каркаса. Це збільшувало металоємність споруд, та головне, що у випадку раптового снігопаду така теплиця просто падала під вагою снігу. Втім, це траплялося дуже рідко, адже ще недавно плівку знімали, як тільки минала загроза заморозків (у травні — червні).

Як результат боротьби з цими недоліками і з'явилися більш досконалі види плівок.

Підвищення довговічності

Руйнує поліетиленову плівку ультрафіолетова частина сонячного спектру з довжиною хвилі 320–400 нм. У ній виділяють зони А (довгохвильовий діапазон, довжина хвилі 315–400 нм), В (середньохвильовий, 315–280 нм) і С (короткохвильовий, 280–1000 нм). Під впливом цих променів у поліетилені починаються фотохімічні й термічні процеси, що призводять до його розпаду на окремі ланцюжки. Як наслідок, плівка стає крихкою, ламкою, починає розсипатися.

На сьогодні є 4 способи захисту поліетилену від фоторуйнації задля підвищення його довговічності:

1. Відбивання світла. У плівку вводять тонкодисперсний каолін підвищеної білизни. Це гідратизований алюмінієвий силікат каоліниту (глини), що має вигляд білого порошку з частинками у формі пластинок. Він підвищує пластичність, міцність і гладкість плівок, та головне — добре відбиває ультрафіолет. Наприклад, у випадку введення його у плівку ПЕ-143г її проникність для променів зони А скорочується до 60%, зони В — до 10%, тоді як для видимої зони спектру (ФАР) вона залишається досить прозорою (проникність 82–85%).

2. Введення УФ-абсорберів. Якщо промені не вдається відбити, їх можна поглинути. Для цього до складу плівки вводять УФ-абсорбери, які поглинають сонячні промені в УФ-частині спектру. На сьогодні є вже цілий клас таких речовин — оксібензофенони, оксіфенілтріазини (-тріазоли), оксаланіліди, аміни тощо, дія яких заснована на хімічній взаємодії з радикально-ланцюговим механізмом фотоокислення. Оптимальна їх концентрація зазвичай визначається експериментально і залежить від їх ефективності, сумісності з плівкою та товщини виробу.

3. УФ-світлостабілізатори. Не відбиті й не поглинені УФ-промені, потрапляючи на полімер, переводить його у так званий збуджений стан, що веде до його розпаду. Щоб зняти це збудження і повернути матеріал у початковий стан, застосовуються світлостабілізітори (їх ще називають гасниками збуджених станів). Вони захищають плівку шляхом фізичного або хімічного гасіння електронно-збуджених станів хромофорних груп у полімері. Наприклад, 2-гідроксібензофенон поглинає світло, потім продукти реакції випромінюють енергію у вигляді тепла, і система, що почала руйнуватися, повертається у початковий стан.

4. Якщо ж ультрафіолет таки потрапив до полімеру і розбив його на скалки-радикали, вступає у дію четверта система захисту — взаємодія радикалів із світлостабілізатором. Наприклад, похідні піперидину обривають ланцюги фотодеструкції, ліквідуючи первинні ознаки «старіння» плівки.

У найкращих плівках усі 4 методи захисту застосовуються в комплексі. Завдяки цьому вже з'явилися багатосезонні плівки, або плівки багатосезонною використання.

Звичайно, УФ-світлостабілізатори повинні добре розчинятися у полімері, не впливати на інші властивості плівки й не випаровуватися з підвищенням температури. Так що сучасні поліетиленові плівки — досить складний багатокомпонентний механізм. І зазвичай з появою якихось мікроподряпин, поривів чи інших пошкоджень ультрафіолет таки проникає у внутрішню структуру плівки, й тоді ефективність усіх 4 механізмів різко знижується. Те ж відбувається у випадку потрапляння на плівку деяких пестицидів, і щоб уникнути можливих проблем, слід уточнити цей момент у виробника.

Боротьба з конденсатом

За коливання температури (день/ніч) у теплиці внаслідок дихання рослин і випаровування води з поверхні ґрунту конденсуються пари води. Оскільки плівки зазвичай погано змочуються водою, волога на їх поверхні формується у краплі. Вони можуть створювати ефект лінзи, викликаючи опіки рослин, і спричинювати підвищення вологості, що веде до розвитку грибних хвороб. Крім того, не дуже приємне падіння холодних крапель на одяг і голови працівників. Щоб уникнути цього, раніше доводилося постійно провітрювати теплиці, однак це пов'язано з труднощами у вітряну погоду, а також у вихідні та святкові дні.

Сьогодні ж до складу плівки вводяться так звані антифоги (від англ. fog — туман, роса). Це поверхнево-активні речовини (ПАР), що змінюють поверхневий натяг крапель води. Краплі втрачають сферичну форму і розтікаються, утворюючи тонкий шар на поверхні плівки, а потім рівномірно стікають, тобто конденсат не утворюється.

Антифоги, як і більшість добавок, наносяться тільки на внутрішній бік плівки, тож під час монтажу важливо стежити, щоб вона була розташована правильно. Якщо натягти її захищеною поверхнею назовні, належного ефекту не буде, а строк служби плівки різко скоротиться. Зазвичай він складає кілька сезонів, адже з часом запас ПАР у плівці закінчуються. І як швидко це відбувається, великою мірою залежить від умов навколишнього середовища. Занадто висока температура під час літньої спеки прискорює міграцію активних компонентів на поверхню, тож присадка витрачається швидше. Низька температура дещо уповільнює виділення ПАР, але й знижує їх ефективність. Це ще одна причина, чому плівку краще знімати на зиму. Крім того, тривалий період вегетації рослин викликає утворення великої кількості конденсату, який швидко вимиває антифог-добавки.

І головне: плівки з антифог-ефектом зазвичай не містять інших захисних добавок, адже вони можуть адсорбувати ПАР і утруднити їх міграцію на поверхню.

Плівки з ІЧ-ефектом

Одна з головних функцій поліетиленової плівки в теплиці — утримувати тепло, захищаючи рослини від низьких температур навколишнього середовища. Тобто важливо, щоб плівка максимально пропускала вхідне сонячне проміння і мінімально — вихідне випромінювання інфрачервоного (ІЧ) спектру.

На сьогодні основний метод затримки ІЧ-променів — введення до складу плівки флуоресцентних пігментів, що перетворюють ультрафіолет і частину видимого випромінювання на промені червоної й блакитної частин спектру видимого світла. Вони-то й затримуються плівкою. Скажімо, плівки з високим вмістом вінілацетату (не менше 14%) за високої прозорості (> 90%) забезпечують парниковий ефект > 65%.

Інший метод забезпечення теплових властивостей плівок — введення у них спеціальних мінеральних теплових присадок. Вони трохи знижують прозорість матеріалу, проте добре затримують ІК-промені. Кожен з таких мінеральних наповнювачів має свої переваги й недоліки. Наприклад, згадуваний вище каолін поглинає промені в діапазоні 40–120 мкм, але залишає незакритим діапазон 120–1500 мкм. У той же час, крейда поглинає лише в діапазоні 120–1500 мкм. Шляхом змішування цих двох компонентів деякі виробники отримують плівки з унікальними абсорбційними характеристиками у всьому ІЧ-спектрі, що дають можливість підтримувати максимально високу температуру в теплицях.

Багатошарові плівки

Практично всі поліетиленові плівки мають недостатню міцність у поздовжньому напрямку. Крім того, поєднати у них ряд захисних характеристик не виходить. Це дало поштовх появі багатошарових плівок, де кожен шар виконує певні функції.

Прототипом 2-шарових плівок були так звані армовані. У них між 2 шарами плівки вбудовували армуючий матеріал неметалевої природи — поліпропіленовий шпагат, чи волосінь. З'єднували шари шляхом соекструзії. Це вирішувало проблему механічної міцності, але така плівка, на жаль, була значно дорожча. І лише нещодавно з’явилися технології, що дозволяють вводити у середній шар особливо міцний поліетилен. У зовнішній шар вводять інфрачервоний абсорбент, у внутрішній — антифог, і в усі 3 — УФ-стабілізатор. Таким чином плівка набуває характеристик, про які ще кілька років тому годі було навіть мріяти.

Плівка проти шкідників

Як з’ясували вчені, більшості комах-шкідників притаманний кольоровий зір із сприйняттям ультрафіолетових променів. Вони погано розрізняють дрібні деталі, проте добре бачать мерехтіння з частотою аж до 250–300 Гц.

Якщо ввести у плівку спеціальну добавку, яка поглинає УФ-випромінювання в діапазоні 200–370 нм, це дезорієнтує більшість шкідників, у т. ч. павутинного кліща, трипсів, білокрилок і попелиць. Розвиток їх затримуватиметься, тож менше буде і хвороб, які вони переносять. Щоправда, така плівка шкідлива і для бджіл та комах, які використовуються у біологічному захисті рослин. Та й властивості свої вона зберігає лише від 2 до 6 місяців, бо з часом добавка вимивається.

Вибір якісної плівки

Знаючи тонкощі процесу виробництва і компоненти, з яких виготовляється плівка, легше зрозуміти, за якими критеріями її слід вибирати.

Провідні виробники випускають поліетиленові плівки для сільського господарства згідно нещодавно прийнятого в ЄС стандарту CEN/TC249/WG7, котрий діє у 19 країнах, які його підписали. Він не регламентує ряд важливих моментів, що дає виробникам можливість самим вирішувати, які властивості надати тим чи іншим плівкам. Наприклад, він не регулює властивості плівок з антиконденсатними присадками, оскільки на них впливає дуже велика кількість факторів, що погано піддаються обліку.

Європейські виробники маркують плівки за першими літерами слів англійською:

IR — від Infra Red — теплозберігаюча, з ІЧ-ефектом;

AB чи AVI — Anti Bacterial чи Anti Virus — з антибактеріальним чи антивірусним ефектом;

AD (AF) — від Anti Drip (Anti Fog) — з антифог-ефектом.

В Україні зашифрована в етикетці чи маркуванні інформація може істотно відрізнятися, адже кожен виробник вказує не лише обов'язкові, а ще й якісь власні дані. В усередненому варіанті нанесений методом флексодруку код може виглядати приблизно так:

«назва фірми» 599 06 36 06-09-17-143 РЕ IR АРТ 116001 ТУ, де

599 — штрих-код країни виробництва (іноді додається й позначення літерами, наприклад, HU — Угорщина),

06 — код заводу,

36 — код екструдера,

06-09-17 — дата виготовлення,

143 – час екструзії,

РЕ — матеріал (поліетилен),

IR — Infra Red (теплозберігаюча),

АРТ 116001— артикул,

ТУ — продукція вироблена за держстандартом (ДСТУ) або технічними умовами. Краще, якщо стоїть позначення міжнародних стандартів.

Крім того, на етикетці вказуються номер партії й маса, а також ширина рукава у розвороті (3, 6, 12 чи 16 м), довжина полотна і товщина плівки. Чим більші останні 3 показника, тим краще, але й дорожче. Скажімо, якщо довжина арок теплиці 15 м, найкраще підійде плівка шириною 16 м. А якщо довжина її буде відповідати довжині теплиці(або буде більша), можна взагалі обійтися без зварювання.

Л. Беневьят