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聚甲基丙烯酰亚胺（PMI）泡沫塑料于1962由德国罗姆公司（德固赛的前身）开发出来，1971年代实现工业化，1972年开始应用于航空领域。
如今，PMI泡沫的应用领域已很广泛，近年来国内外的其他机构也开始了对该高性能泡沫的开发研究。
同密度的情况下，PMI泡沫具有比其他聚合物泡沫材料更高的抗压缩强度和刚度、更优异的耐高温和耐湿热性能、以及更好的抗高温蠕变性能和尺寸稳定性，其突出的耐热性能和高温下优异的抗蠕变性能使其能承受碳纤维/环氧、碳纤维/双马等树脂复合材料的高温固化工艺条件，可实现泡沫夹芯与预浸料的一次共固化，广泛应用于复合材料泡沫夹层结构件的制造。
此外，由于聚甲基丙烯酰亚胺泡沫采用固体发泡工艺制造，故泡沫材料的闭孔率高，孔径分布均匀，一致，吸湿率低。
上述性能特点使其在航天、航空、舰船、高速列车、风力发电等许多技术领域具有广泛的应用前景。
1 国外应用状况纵观国内外市场，目前德固赛的ROHACELL还处于垄断地位。
ROHACELL的型号及应用领域具体如下：ROHACELL 型号应用IG 主要用于运动器材，医疗床板，风机叶片和音响喇叭，是最常用的ROHACELL类型IG-F 力学性能基本和ROHACELLIG相同，孔隙更小。
A 用于航空航天领域，共固化工艺温度压力可达130C/0.35 Mpa，可以与中温固化环氧树脂预浸料共固化WF 用于航天航空领域，共固化工艺温度压力可达180C/0.7 MPa，可以与高温固化环氧树脂预浸料共固化XT 耐高温型产品，共固化工艺温度压力可达190C/0.7 MPa，可以与BMI树脂预浸料共固化RIST 适用于树脂注射工艺，作为结构材料RIMA 适用于树脂注射工艺，作为工艺辅助材料S 防火型，适用于铁路机车，船舶和小型飞机HF 主要用于天线，雷达罩，医疗EC 在制作共聚板的过程中因为加入了碳粉，所以制作出的泡沫能够吸收雷达波，适用于有隐身要求的夹层结构。
RHACELL应用举例：? PMI泡沫夹芯结构在A340和A380后压力框上取得应用。
喷嘴雾化研究进展报告
喷嘴雾化技术是一种常用的液体分散技术，具有广泛的应用领域，包括化工、医药、农业等。
近年来，随着科技的进步和工艺的改进，喷嘴雾化技术在研究和应用中取得了一系列进展。
首先，喷嘴雾化技术的改进使得其在液体分散方面具有更高的效率和精确性。
传统喷嘴雾化技术的缺陷之一是喷雾颗粒粒径分布范围较大，但现在已经有了一系列新型的雾化喷嘴，如旋涡撞击雾化器、均质增压雾化器等，它们能够实现更细小、更均匀的颗粒分布，提高了雾化效率和产品质量。
其次，喷嘴雾化技术的研究应用正在逐渐拓展到新领域。
除了传统的粒子形成和液体分散方面，喷嘴雾化技术在仿生学、纳米材料制备、燃烧喷射等领域的研究中也发挥了重要的作用。
例如，在生物医药领域，喷嘴雾化技术被应用于肺部给药，通过控制雾化粒子的大小和形态，提高药物的吸收和疗效；在纳米材料制备方面，喷嘴雾化技术能够制备出较为均匀的纳米团簇，为纳米材料的制备和应用提供了新的方法和思路。
此外，近年来，喷嘴雾化技术与其他技术的结合也取得了一些有意义的进展。
例如，利用超声波辅助喷嘴雾化技术，可以实现对液体的预处理和后处理，提高雾化效果；利用电场作用加强喷嘴雾化，可以调控雾化颗粒的电荷和分布等。
总的来说，喷嘴雾化技术在研究和应用中取得了许多进展，包括雾化效率和精确性的提高、应用领域的拓展以及与其他技术的结合等。
这些进展为喷嘴雾化技术的进一步发展和应用提供
了新的思路和方法，有助于推动相关领域的科学研究和工程实践。
㊀山东农业科学㊀２０２４ꎬ５６(３):１７１~１８０ＳｈａｎｄｏｎｇＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ㊀ＤＯＩ:１０.１４０８３/ｊ.ｉｓｓｎ.１００１－４９４２.２０２４.０３.０２３收稿日期:２０２３－０７－２４基金项目:重庆中烟工业有限责任公司资助项目(ＹＬ２０２２０２)ꎻ河南省烟草公司洛阳市公司科技专项(２０２１４１０３００２７００５０)作者简介:后亚斌(１９９５ )ꎬ男ꎬ硕士研究生ꎬ主要研究方向为植烟土壤保育ꎮＥ－ｍａｉｌ:153****4313＠１６３.ｃｏｍ通信作者:代晓燕(１９７９ )ꎬ女ꎬ副教授ꎬ主要研究方向为烟草栽培生理与营养ꎮＥ－ｍａｉｌ:ｄａｉｘｉａｏｙ３１９＠１６３.ｃｏｍ农田土壤中微塑料的源汇现状及生态效应研究进展后亚斌ꎬ代晓燕ꎬ刘灿ꎬ杨杰ꎬ张玉银ꎬ张铜津ꎬ陈培钰(河南农业大学烟草学院/烟草行业烟草栽培重点实验室ꎬ河南郑州㊀４５０００２)㊀㊀摘要:全球微塑料(ＭＰｓ)污染问题已经引起人们的普遍关注ꎬ微塑料对土壤生态环境的影响也越来越受到研究者的重视ꎬ并成为近年来环境污染的热点研究之一ꎮ本文通过总结当前有关农田土壤中微塑料的研究成果ꎬ概述了农田土壤中微塑料的来源㊁赋存特征(类型和丰度)及农田土壤微塑料的迁移规律ꎬ综合分析了微塑料对生态系统的影响ꎬ尤其是微塑料在植物中的富集及对植物生长发育的影响ꎬ详细介绍了微塑料与其他污染物所形成的复合污染对作物所带来的潜在风险ꎮ最后就目前农田土壤中微塑料的污染现状ꎬ总结了防控微塑料的相关技术措施ꎬ并对未来的研究方向做出展望ꎮ关键词:农田土壤ꎻ微塑料(ＭＰｓ)ꎻ来源ꎻ迁移ꎻ富集ꎻ生态效应中图分类号:Ｓ－１:Ｘ５３㊀㊀文献标识号:Ａ㊀㊀文章编号:１００１－４９４２(２０２４)０３－００１７－１０ＣｕｒｒｅｎｔＳｔａｔｕｓｏｆＳｏｕｒｃｅｓａｎｄＡｇｇｒｅｇａｔｅｓａｎｄＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｇｒｅｓｓｏｎＥｃｏｌｏｇｉｃａｌＥｆｆｅｃｔｓｏｆＭｉｃｒｏｐｌａｓｔｉｃｓｉｎＦａｒｍｌａｎｄＳｏｉｌＨｏｕＹａｂｉｎꎬＤａｉＸｉａｏｙａｎꎬＬｉｕＣａｎꎬＹａｎｇＪｉｅꎬＺｈａｎｇＹｕｙｉｎꎬＺｈａｎｇＴｏｎｇｊｉｎꎬＣｈｅｎＰｅｉｙｕ(ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＴｏｂａｃｃｏＳｃｉｅｎｃｅꎬＨｅｎａｎＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ/ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｆｏｒＴｏｂａｃｃｏＣｕｌｔｉｖａｔｉｏｎｉｎＴｏｂａｃｃｏＩｎｄｕｓｔｒｙꎬＺｈｅｎｇｚｈｏｕ４５０００２ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ㊀Ｔｈｅｇｌｏｂａｌｍｉｃｒｏｐｌａｓｔｉｃｓ(ＭＰｓ)ｐｏｌｌｕｔｉｏｎｈａｓａｔｔｒａｃｔｅｄｗｉｄｅｓｐｒｅａｄａｔｔｅｎｔｉｏｎꎬａｎｄｔｈｅｉｍｐａｃｔｏｆＭＰｓｏｎｓｏｉｌｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｈａｓａｌｓｏｒｅｃｅｉｖｅｄａｔｔｅｎｔｉｏｎｓｆｒｏｍｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅｒｅｓｅａｒｃｈｅｒｓａｎｄｈａｓｂｅ￣ｃｏｍｅｏｎｅｏｆｔｈｅｈｏｔｓｐｏｔｓｏｆｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｏｌｌｕｔｉｏｎｒｅｓｅａｒｃｈｅｓｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ.Ｉｎｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅꎬｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｐｒｅｖｉｏｕｓｒｅｓｅａｒｃｈｒｅｓｕｌｔｓꎬｔｈｅｓｏｕｒｃｅｓꎬｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ(ｔｙｐｅｓａｎｄａｂｕｎｄａｎｃｅ)ꎬａｎｄｍｉｇｒａｔｉｏｎｐａｔ￣ｔｅｒｎｓｏｆＭＰｓｉｎｆａｒｍｌａｎｄｓｏｉｌｗｅｒｅｒｅｖｉｅｗｅｄꎬａｎｄｔｈｅｉｍｐａｃｔｓｏｆＭＰｓｏｎｅｃｏｓｙｓｔｅｍｗｅｒｅｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｌｙａｎａ￣ｌｙｚｅｄꎬｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｔｈｅｅｎｒｉｃｈｍｅｎｔｏｆＭＰｓｉｎｔｈｅｐｌａｎｔａｎｄｔｈｅｉｒｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｐｌａｎｔｇｒｏｗｔｈａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ.ＡｄｅｔａｉｌｅｄｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎｔｏｔｈｅｐｏｔｅｎｔｉａｌｒｉｓｋｓｐｏｓｅｄｂｙｃｏｍｂｉｎｅｄｐｏｌｌｕｔｉｏｎｏｆＭＰｓａｎｄｏｔｈｅｒｐｏｌｌｕｔａｎｔｓｏｎｃｒｏｐｓｗａｓａｌｓｏｇｉｖｅｎ.ＦｉｎａｌｌｙꎬｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｒｅｓｅａｒｃｈｓｔａｔｕｓｏｆＭＰｓｉｎｆａｒｍｌａｎｄｓｏｉｌꎬｔｈｅｒｅｌｅｖａｎｔｔｅｃｈｎｉｃａｌｍｅａｓｕｒｅｓｆｏｒｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｏｆＭＰｓｗｅｒｅｓｕｍｍａｒｉｚｅｄꎬａｎｄｔｈｅｆｕｔｕｒｅｒｅｓｅａｒｃｈｄｉｒｅｃｔｉｏｎｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ㊀ＦａｒｍｌａｎｄｓｏｉｌꎻＭｉｃｒｏｐｌａｓｔｉｃｓ(ＭＰｓ)ꎻＳｏｕｒｃｅｓꎻＭｉｇｒａｔｉｏｎꎻＥｎｒｉｃｈｍｅｎｔꎻＥｃｏｌｏｇｉｃａｌｅｆｆｅｃｔ㊀㊀２０世纪５０年代塑料被发明以来ꎬ因其成本低㊁性质稳定而被广泛应用ꎬ全球每年生产塑料近４亿ｔꎬ除少数被回收外ꎬ大部分塑料流入江河湖泊水体㊁土壤及空气中[１]ꎬ并在这些环境中逐渐破碎分解ꎬ粒径变小ꎮ２００４年Ｔｈｏｍｐｓｏｎ等[２]提出 微塑料 的概念ꎬ微塑料是指粒径<５ｍｍ的塑料微粒ꎮ微塑料粒径范围从毫米到纳米不等[３]ꎬ是形状多样的非均匀塑料颗粒混合体ꎬ肉眼很难分辨ꎮ环境中微塑料主要以初级微塑料和次级微塑料两种形式存在ꎬ初级微塑料大多来源于工业产品㊁个人护理品等包含的塑料微珠[４－６]ꎻ次级微塑料是由大块的塑料制品经过物理磨损㊁化学分解㊁生物降解㊁紫外辐射等作用形成[７－１０]ꎮ研究表明ꎬ微塑料有较强的疏水性ꎬ易富集磷㊁氮等营养元素ꎬ其体积小㊁性质稳定ꎬ易吸附一些浮游微生物ꎬ这些微生物伴随着微塑料迁移至适宜环境就会大面积繁殖ꎬ使水质恶化ꎬ对水体环境造成污染[１１－１３]ꎮ此外ꎬ微塑料会改变土壤理化性质ꎬ增加水分蒸发速率ꎬ改变土壤团聚体结构ꎬ影响土壤碳氮循环ꎬ对土壤动物及微生物群落产生不利影响[１４－１６]ꎬ纳米级微塑料更易被植物根系吸收并在其体内迁移富集ꎬ间接或直接影响植物生长发育[１７－１８]ꎮ微塑料进入动物体内ꎬ增加动物的饱腹感ꎬ阻碍进食ꎬ致使动物生长发育迟缓ꎬ繁殖率下降[１９－２０]ꎮ此外ꎬ微塑料会沿着食物链传递ꎬ最终进入人体内ꎬ对人体健康造成威胁[２１]ꎮ已有研究发现ꎬ微塑料会危害人体淋巴系统㊁消化系统㊁生殖系统ꎬ杀死正常的细胞ꎬ损害蛋白质和ＤＮＡꎬ诱发多种疾病[２２－２４]ꎮ近年来ꎬ关于微塑料对土壤环境影响的研究不断增加ꎬ并取得了重要进展ꎬ但对于农田土壤中微塑料生态效应的研究尚且不足[２５]ꎬ微塑料对农田土壤动物㊁植物㊁微生物的影响及沿着食物链传递的潜在风险有待更加深入的研究ꎬ且微塑料结构和性质的多样性ꎬ使得微塑料对农田土壤的综合效应更复杂ꎮ目前ꎬ以农田土壤为视角的相关微塑料环境效应的综述性文献并不多见ꎬ为了方便后续研究ꎬ本文系统㊁全面地综述了当前国内外农田土壤中微塑料污染的最新研究进展ꎬ主要包括农田土壤中微塑料的来源ꎬ微塑料的赋存特征和迁移富集ꎬ微塑料的生态效应及微塑料污染的防治措施ꎬ为开展农田土壤微塑料风险评估及精准防控提供支持ꎬ针对当前相关研究的不足ꎬ对未来的研究方向进行了展望ꎮ１㊀农田微塑料的来源农田中微塑料来源广泛ꎬ农用地膜的残留是其主要来源之一ꎮ覆膜栽培技术自２０世纪７０年代末引入我国以来ꎬ因其增温保墒㊁防病除草等效果明显ꎬ在作物栽培中广泛使用ꎬ对提高农产品产量和品质具有重要意义[２６]ꎮ我国地膜使用覆盖面积近２０００万ｈｍ２ꎬ占世界地膜使用总量的７５％ꎬ但地膜回收率低ꎬ残留量大是农业生产中普遍存在的问题ꎬ部分地区地膜残留量达１００ｋｇ ｈｍ－２[２７]ꎮ残留地膜降低了土壤生产能力ꎬ污染环境ꎬ成为农田中微塑料的主要来源[２８]ꎮ堆肥产品的使用成为农田微塑料另一个重要来源ꎮ在堆肥材料中ꎬ含有部分塑料ꎬ在破碎㊁机械筛分和翻堆等处理中易形成微塑料ꎮ我国预计每年生产２５００ˑ１０４ｔ以上堆肥产品ꎬ每年堆肥的施用量预计在３０~３５ｔ ｈｍ－２[２９]ꎮ当前堆肥处理技术不是很完善ꎬ难以有效去除其中存在的微塑料ꎬ从而使其随着产品被利用而进入土壤[３０]ꎮ污水灌溉所带来的微塑料污染也不容忽视ꎮ合理灌溉是农作物增产增收的保障ꎬ但农田中灌溉用水的使用标准参差不齐ꎬ一些水资源匮乏的国家主要使用城市生活污水进行灌溉ꎬ生活污水中含有大量的初级微塑料ꎬ部分微塑料随灌溉用水进入农田ꎬ在农田中富集[３１－３２]ꎮ研究显示ꎬ全球有将近７％的地区涉及５０多个国家使用污水灌溉ꎬ我国污水灌溉农田面积有１４０万ｈｍ２ꎬ涉及海河㊁辽河㊁黄河和淮河四大流域[３３]ꎮ大气沉降所引发的微塑料污染逐渐受到关注ꎮ大气中含有较高浓度的微塑料ꎬ如温州的大气微塑料浓度高达(２２４ʃ７０)ｎ ｍ－３ꎬ且微塑料浓度表现为城市>郊区或者农村地区>偏远区[３４－３５]ꎮ微塑料在大气中受风及重力等作用会进行跨地区运输和沉降ꎬ滨海㊁乌鲁木齐等地均发现大气沉降而来的微塑料ꎬ主要以纤维类为主ꎬ滨海微塑料沉降通量高达１.４６ˑ１０５个 ｍ－２ ａ－１[３６－３７]ꎬ空气中的这些污染物更容易通过沉降进入农田土壤[３８]ꎮ有机肥的施用在一定程度上加剧了农田微塑料污染ꎮ有机肥能促进作物增产增收ꎬ改良土壤ꎬ缓解重茬危害ꎬ可以全面提供作物所需的氮㊁磷㊁钾以及多种微量元素ꎬ有效提高作物品质ꎮ如厨余垃圾㊁动物粪便㊁作物秸秆等都可作为生产有机肥的原料ꎬ但这些材料中大多含有微塑料ꎬ经有机肥生产厂加工处理之后ꎬ微塑料随有机肥的施用而进入农田土壤ꎬ并在农田土壤中富集[３９－４０]ꎮ研究发现ꎬ有机肥中粒径>０.５ｍｍ的微塑料含量达到２.３８~１２００ｍｇ ｋｇ－１[３９]ꎬ因此ꎬ有机肥的施用也是农田微塑料的来源之一ꎮ２７１山东农业科学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第５６卷㊀２㊀微塑料在农田土壤中的赋存特征２.１㊀土壤中微塑料的形态和类型农田土壤中的微塑料种类多样ꎬ从形态上看主要有纤维㊁发泡㊁颗粒㊁薄膜㊁碎片类等[２]ꎮ不同地区农田土壤中微塑料形态占比差异明显ꎬ对比陕西[４１]㊁山东寿光[４２]及巴基斯坦[４３]农田土壤微塑料发现ꎬ纤维在陕西农田中占比最大ꎬ碎片次之ꎻ山东寿光农田中主要以碎片和薄膜为主ꎬ占比分别为４６.３０％和２５.４０％ꎻ巴基斯坦农田土壤中微塑料以纤维为主ꎬ占比达６４％ꎮ从类型上看ꎬ土壤中微塑料的主要聚合物类型包括聚丙烯(ＰＰ)㊁聚乙烯(ＰＥ)㊁聚苯乙烯(ＰＳ)和聚对苯二甲酸乙醇酯(ＰＥＴ)等[４４]ꎮ对比陕西[４５]㊁青藏高原[４６]及韩国[４７]农田土壤中微塑料聚合物类型发现ꎬ聚乙烯和聚丙烯是农田土壤中微塑料的主要聚合物类型ꎬ陕西和青藏高原农田土壤中聚丙烯占比超５０％ꎬ聚乙烯占比仅次于聚丙烯ꎻ韩国农田土壤中聚乙烯占比高达６８％ꎬ聚对苯二甲酸乙醇酯和聚丙烯占比较接近ꎬ分别为１５％和１１％ꎮ２.２㊀土壤中微塑料的丰度世界各地土壤中都已经检测出不同丰度(丰度指单位土壤质量中含有微塑料的个数ꎬ单位:个 ｋｇ－１)的微塑料ꎬ研究发现瑞士伯尔尼９０％农田土壤中存在微塑料[４８]ꎬ澳大利亚某工业区土壤中也含有丰富的微塑料[４９]ꎬ我国云南省西南部滇池森林缓冲带中检测到微塑料丰度竟达到７１００~４２９６０个 ｋｇ－１[５０]ꎮ另有研究发现ꎬ不同农田利用类型下土壤中微塑料丰度差异明显ꎬ北京菜田土壤微塑料丰度范围在１６０~５２２０个 ｋｇ－１[５１]ꎬ湖北烟田中微塑料丰度范围在３２０~１２５６０个 ｋｇ－１[５２]ꎬ广东果园中微塑料丰度范围为１８８~２７９个 ｋｇ－１[５３]ꎬ其中ꎬ烟田土壤中微塑料丰度明显高于菜田和果园ꎬ这可能是烟草常年覆膜栽培ꎬ地膜回收率不高所致ꎮ研究显示ꎬ农田土壤中微塑料丰度与地膜使用年限存在正相关性ꎬ即地膜覆盖时间越长ꎬ土壤中微塑料平均丰度越大ꎬ不同覆膜年限下(５㊁１０㊁２０ａ)土壤中微塑料平均丰度分别为２５２６.００㊁４３５２.８０㊁６０７０.００个 ｋｇ－１[５４]ꎮ不仅如此ꎬ随着覆膜年限的延长ꎬ微塑料在外力作用下粒径会逐渐变小ꎬ小粒径微塑料数量占比显著增加ꎬ面积为０~０.０５ｍｍ２ ｐｉｅｃｅ－１的微塑料丰度占比由覆膜５ａ的３２％增加到覆膜１０ａ的４５％及１５ａ的５０％[５５]ꎮ３㊀农田土壤微塑料的迁移微塑料在土壤中会受到多种外界因素的影响而发生迁移ꎮ土壤中动物活动会加剧微塑料迁移ꎬ如蚯蚓能将６０％以上聚乙烯小球从表层土壤向下迁移１０ｃｍ多ꎬ且小粒径微塑料更容易发生迁移[５６－５７]ꎮ螨虫和弹尾虫通过咀嚼微塑料ꎬ促进土壤中微塑料的迁移和分布ꎬ地松鼠和鼹鼠也有类似的行为[５８－６０]ꎮ蚊子中携带的微塑料会扩散到环境中[６１]ꎮ微塑料的迁移也受到微生物的影响ꎬ当土壤孔隙被真菌菌丝填充时可加强污染物降解菌的转移ꎬ促进微塑料的降解和迁移[６２]ꎮ植物根系运动㊁根系扩张㊁根系吸水对土壤颗粒的迁移有重大影响ꎬ当根部分解时ꎬ土壤中会留下与根部大小相近的空隙ꎬ从而加速土壤中微塑料的迁移[４４ꎬ６３]ꎮ耕作活动ꎬ如翻土和开沟ꎬ使微塑料容易被带入土壤深处ꎬ同时可以翻动表层和深层土壤ꎬ从而直接促进微塑料的移动[５４]ꎮ此外ꎬ土壤中微塑料会在水流㊁降尘㊁风等动态驱动力的作用下进行迁移ꎬ质地较轻的微纤维类更易在沉降之前被风悬浮在大气中一段时间[６４－６５]ꎮ图１显示了土壤中微塑料的来源及迁移途径ꎮ微塑料还通过地表径流进入沿海水域[６６]ꎬ这些迁移风险被认为是相对较高的ꎬ特别是在大量灌溉渠㊁沟渠和地表径流的耕地中ꎮ微塑料本身的特性也是影响其在土壤中迁移的重要因素ꎬ研究表明ꎬ微塑料的大小(特别是<１ｍｍ)㊁形态和表面特性影响其迁移[６７]ꎮ微塑料老化过程引起吸附能力的变化也会影响其迁移[６８]ꎮ目前的研究表明ꎬ两种最常见的微塑料形状(球形和颗粒状)很容易迁移到较深的土壤中[６９]ꎬ而其他形状(如纤维和薄膜)与土壤团聚的交互作用不同ꎬ可能阻碍微塑料在土壤中的迁移ꎬ微纤维可以更有效地缠住土壤颗粒ꎬ形成凝块[７０]ꎮ微塑料质地的差异对其在土壤中的运输和沉积起着主要作用ꎬ低密度的微塑料难以向下渗透[７１]ꎮ土壤是一个复杂的多相系统ꎬ微塑料在水平和垂直方向中发生迁移运输受到多种因素影响ꎬ在这些方面存在很多问题ꎬ需要更深入的探究ꎮ３７１㊀第３期㊀㊀㊀㊀㊀㊀后亚斌ꎬ等:农田土壤中微塑料的源汇现状及生态效应研究进展图１㊀土壤中微塑料的来源及迁移途径４㊀农田土壤中微塑料的生态效应４.１㊀微塑料对土壤系统的影响微塑料在土壤环境中积累且长期存在ꎬ因其被土粒包裹或与土壤团聚体相结合ꎬ土壤容重㊁土壤孔隙度㊁渗透性等物理性质会受到影响ꎮ研究显示ꎬ高密度聚乙烯和聚乳酸微塑料的加入会改变土壤的通气性和孔隙度[７２]ꎬＰＥＴ微塑料会降低土壤容重[７３]ꎮ另外ꎬ微塑料对土壤矿物颗粒及有机质存在成核和包络作用ꎬ土壤中部分孔隙被堵塞ꎬ从而影响土壤的渗透功能ꎬ甚至于微塑料会改变土壤中的水分循环ꎬ造成土壤缺水ꎬ并促进污染物沿裂缝向土壤深处迁移ꎬ土壤结构被破坏ꎬ造成土壤表面干裂ꎬ其程度随着微塑料丰度的增加而增强[７４－７５]ꎮ微塑料不仅影响土壤物理性质和水分循环ꎬ土壤化学性质随着微塑料的添加也会发生改变ꎮ马文倩等[７６]研究发现ꎬ聚乙烯微塑料降低了土壤阳离子交换量及有机质㊁总磷和有效磷含量ꎮ不仅如此ꎬ土壤中微塑料的存在可能会导致对土壤碳库的误判ꎬ微塑料是高碳聚合物ꎬ塑料残留物会影响土壤中稳定有机碳库的大小[７７]ꎮＢｏｏｔｓ等[７２]研究表明ꎬ一定时间内土壤中存在的高密度微塑料会降低土壤的ｐＨ值ꎮ此外ꎬ微塑料对具有高催化能力的土壤酶活性有影响ꎬ已经证明微塑料对过氧化氢酶㊁硝酸还原酶㊁土壤脲酶㊁苯酚氧化酶的活性有明显影响ꎬ这些酶参与土壤各种生化过程ꎬ在调节土壤养分循环方面发挥着重要作用[７８－７９]ꎮ土壤微生物在土壤的形成发育㊁物质循环及肥力演变中发挥着重要作用ꎬ长期受微塑料影响ꎬ土壤微生物将会受到明显的影响ꎬ进而可能影响土壤的生态平衡[１７]ꎮ随着微塑料的添加ꎬ微生物多样性发生改变ꎬ微塑料会刺激耐受微生物的生长ꎬ抑制敏感微生物ꎬ导致特殊微生物群落的形成[８０]ꎮＨｕａｎｇ等[７９]研究发现ꎬ聚乙烯微塑料处理减少了根瘤菌属微生物丰度ꎬ显著增加了反硝化细菌属丰度ꎮ此外ꎬ微塑料引起土壤结构的变化可能会改变土壤中氧气流动ꎬ从而改变厌氧和好氧微生物的相对分布[８１]ꎮ同时ꎬ微生物的代谢活动容易因微塑料的存在发生改变ꎬｄｅＳｏｕｚａＭａｃｈａｄｏ等[７３]研究了多种微塑料对土壤微生物活性的影响ꎬ发现聚酰胺和聚乙烯可提高一般微生物的代谢活动ꎬ而聚苯乙烯和聚酯类则降低了其代谢活动ꎮ此外ꎬ微塑料对土壤动物产生的影响逐渐受到关注ꎬＬｗａｎｇａ等[８２]研究了蚯蚓在不同浓度聚乙烯下的存活性和适应性ꎬ证明了高浓度的微塑料会显著降低该物种的生长速度ꎮ另有研究发现ꎬ聚苯乙烯微球可以增加秀丽线虫身体４７１山东农业科学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第５６卷㊀负担ꎬ限制线虫进食ꎬ进而影响其繁殖[８３]ꎮ由于土壤动物体系庞杂ꎬ动物个体大小不一ꎬ且在土壤中分布不均匀ꎬ目前关于土壤动物的相关研究十分有限ꎮ４.２㊀微塑料在植物中的富集及对植物生长发育的影响植物从土壤中获取生长所需的养分ꎬ土壤环境的优劣对植物生长发育至关重要ꎮ微塑料在农田土壤中迁移富集ꎬ会进一步转移到植物体内ꎬ特别是粒径小的微塑料容易被植物根部吸收运输ꎮ已有研究表明ꎬ生菜[８４]㊁小麦[８５]㊁拟南芥[８６]根部均可以吸收亚微米级或纳米级微塑料ꎬ并通过木质部导管输送到地上部或者通过质外体途径内化到维管柱附近ꎬ被植物吸收的微塑料在其体内迁移积聚ꎬ影响植物光合系统ꎬ扰乱各类代谢途径ꎬ进而影响植物的正常生长发育[８３－８８]ꎮ目前ꎬ尚缺乏微塑料在植物中富集迁移的相关研究ꎬ有必要更加深入的探讨ꎮ土壤中微塑料的存在会对植物种子萌发和生长产生影响ꎬ连加攀等[８９]用比较普遍的几类微塑料进行小麦种子发芽试验ꎬ发现在中低微塑料浓度(<５００ｍｇ Ｌ－１)时小麦种子发芽率抑制范围在２.８６％~２０.００％之间ꎮ张彦等[９０]也发现不同微塑料赋存环境下小麦种子发芽水平都有所降低ꎮ许学慧等[９１]研究显示ꎬ微塑料使大豆出苗率降低７.６９％~６４.９１％ꎬ且微塑料浓度越高ꎬ抑制作用越强ꎮ不同粒径微塑料对作物生长发育影响差异显著ꎬ刘蓥蓥等[９２]发现聚乙烯微塑料粒径在０.０２３~０.０３８ｍｍ时ꎬ绿豆幼苗的生长被显著抑制ꎬ而粒径较大时ꎬ对芽长㊁根长㊁鲜重㊁干重等农艺性状均没有显示出抑制作用ꎮ此外ꎬ植物对不同微塑料的影响会表现出不同的响应ꎮＱｉ等[９３]研究发现ꎬ小麦生长受到低密度聚乙烯和可生物降解塑料地膜碎片的影响ꎬ生物可降解塑料膜对其生长的影响更加显著ꎮ廉宇航等[９４]发现聚乙烯微塑料能增加大豆根部鲜重并上调叶片中氨基酸代谢ꎬ但０.１％聚乳酸微塑料则抑制根长增加ꎬ会引起有机酸以及糖类代谢下调ꎮＺｈｏｕ等[９５]研究发现ꎬ添加聚酯微塑料会显著增加花生叶片的叶绿素含量㊁特定叶面积和转基因的可溶性糖ꎬ而聚丙烯微塑料对花生生长和质量有严重的负面影响ꎮ不仅如此ꎬ植物的抗氧化系统会受到微塑料的影响ꎬ安菁等[９６]研究发现ꎬ微塑料逆境胁迫激发了大豆自身的抗氧化体系ꎬ提高了过氧化氢酶(ＣＡＴ)㊁过氧化物酶(ＰＯＤ)和超氧化物歧化酶(ＳＯＤ)活性ꎬ而降低了丙二醛(ＭＤＡ)含量ꎮ此外ꎬＳｕｎ等[９７]研究表明ꎬ拟南芥在微塑料带正电荷时其根部会分泌草酸盐ꎬ带正电荷的微塑料在草酸盐作用下会聚集成为大尺寸的塑料颗粒吸附在植物根系表面ꎬ从而对拟南芥根系表皮细胞产生损伤ꎬ而带负电荷的微塑料不会聚集ꎮＧｉｏｒｇｅｔｔｉ等[９８]研究发现ꎬ洋葱根分生区细胞能吸收５０ｎｍ聚苯乙烯塑料ꎬ在该逆境下引起氧化胁迫ꎬ从而产生细胞毒性(如有丝分裂异常)和基因毒性ꎮ４.３㊀土壤中微塑料与其他污染物对作物的复合污染效应土壤中微塑料性质稳定ꎬ疏水性强ꎬ比表面积大ꎬ表面易吸附一些有机污染物㊁重金属等[９９]ꎮ一方面ꎬ微塑料与重金属之间存在拮抗作用ꎬ降低环境中污染物的自由态ꎬ使其富集率减少ꎬ毒性效应被减弱ꎮ镉是土壤环境中比较普遍的一种重金属污染物ꎬ当前关于微塑料与镉复合污染对植物影响的研究比较多ꎮ冯天朕等[１００]研究发现ꎬ微塑料和镉复合对小麦种子发芽㊁根长㊁芽长的影响有一定拮抗作用ꎮ王泽正等[１０１]分析发现ꎬ单一污染物对水稻种子的毒害作用更显著ꎬ而低浓度(１００ｍｇ Ｌ－１)微塑料和镉复合时对芽长㊁根长的生长有一定的促进作用ꎮ另一方面ꎬ微塑料与重金属联合会增加生物体内有毒物质的浓度ꎬ毒性作用增强影响到生物的生理功能[１０２]ꎮ微塑料在自然环境中会受酸㊁碱侵蚀和紫外辐射等发生老化ꎬ老化后的微塑料表面结晶度显著降低ꎬＣ＝Ｏ和Ｏ－Ｃ＝Ｏ等含氧官能团增加ꎬ这些性质的改变增强了微塑料对污染物的吸附ꎬ且微塑料老化时间与其吸附污染物的能力呈现正相关性[１０３－１０５]ꎮ顾馨悦等[１０６]研究发现ꎬ老化后的ＰＶＣ微塑料和镉联合对小麦根生长的抑制作用更显著ꎬ这可能主要是由于老化的微塑料提高了镉在小麦体内的富集ꎮ微塑料与重金属之间的复合存在协同作用ꎬ其更容易破坏植物的健康状态ꎮ５７１㊀第３期㊀㊀㊀㊀㊀㊀后亚斌ꎬ等:农田土壤中微塑料的源汇现状及生态效应研究进展研究发现ꎬ微塑料可成为多氯联苯(ＰＣＢｓ)㊁六氯环己烷(ＨＣＨｓ)㊁多环芳烃(ＰＡＨｓ)等有机污染物的载体ꎬ高亲和力和分配作用是微塑料与有机污染物的主要共存机制ꎬ从而减少水中游离的有机污染物ꎬ减弱有机污染物的毒性[１０７]ꎮ通过分配作用微塑料能吸附水体中的８种农药ꎬ减少有机污染物的富集率和利用度ꎬ减轻了农药残留的危害[１０８]ꎮ此外ꎬ微塑料与有机污染物联合时存在协同毒性效应ꎬ可增加生物体内有毒有害物质的浓度ꎬ进而影响生物生理功能[１０９]ꎮ王成伟等[１１０]研究表明ꎬ生菜的光合作用和糖代谢被聚苯乙烯(ＰＳ)和邻苯二甲酸二丁酯(ＤＢＰ)联合污染所抑制ꎬ从而降低生菜的品质ꎮ５㊀农田土壤中微塑料防控措施当前ꎬ微塑料污染问题日益严峻ꎬ但是对陆地微塑料污染的研究还不是很成熟ꎬ尤其是关于减缓微塑料污染的一些技术措施和相关政策还不完善ꎬ本文在此总结了一些防控措施及治理建议ꎮ５.１㊀降解土壤中的微塑料５.１.１㊀动物降解㊀昆虫将塑料制品作为唯一碳源ꎬ能够咀嚼和采食塑料制品ꎬ这将为微塑料的生物降解提供重要的生物资源[１１１]ꎮ目前研究发现具有降解㊁采食塑料能力的昆虫有８种ꎬ研究主要集中在大麦虫㊁黄粉虫和蜡螟幼虫上ꎮ幼虫期的黄粉虫㊁蜡螟可以吞食塑料聚合物ꎬ并且这些微塑料可以在其体内被降解[１１２]ꎮ５.１.２㊀微生物降解㊀微生物降解是解决塑料污染问题的一种较为理想的方法(表１)ꎬ最终将微塑料降解为对环境影响较小的物质[１１３－１１４]ꎮＹｏ￣ｓｈｉｄａ等[１１５]研究了一类细菌对ＰＥＴ的降解ꎬ该细菌可以将ＰＥＴ作为唯一能源和碳源ꎮ李红羽等[１１６]研究发现ꎬ从垃圾填埋场中分离的塑料降解菌可以降解微塑料ꎬ以微塑料为唯一碳源培养塑料降解菌５０天后发现ꎬ微塑料重量有所下降ꎬ并且观察到微塑料表面有侵蚀ꎮ表１㊀微塑料的降解方法降解方法机理研究类别参考文献昆虫降解以塑料为唯一碳源ꎬ通过咀嚼或者采食微塑料ꎮ黄粉虫㊁蚯蚓和蜡螟[１１２]微生物降解自然界中存在的微生物ꎬ如细菌㊁霉菌和藻类等ꎬ在一定条件下分解微塑料ꎮＢａｃｉｌｌｕｓｓｐ.ꎬＭｉｃｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍｓｐ.ꎬＣｈｒｙｓｅｏｂａｃｔｅｒｉｕｍｓｐ.等菌株[１１６]光降解光降解塑料是将光敏剂掺在塑料中ꎬ在太阳光照射作用下ꎬ加快塑料分解ꎮ光敏感剂[１１７]酶降解酶参与了微塑料聚合物的长碳链的解离ꎬ使其形成低聚物或二聚体ꎬ进一步被其他微生物降解ꎮ蛋白酶㊁脂肪酶㊁角质酶[１１８]５.２㊀研发生产可降解塑料减少不可降解塑料的生产和使用ꎬ着重开发可降解塑料ꎮ目前ꎬ全世界研发的生物降解塑料品种已经比较多ꎬ但实现工业化生产的仍然很少ꎮ可降解塑料已应用在农业㊁食品包装㊁汽车等行业ꎬ可有效解决现在的塑料污染问题ꎮ５.３㊀减缓微塑料污染的相关政策措施(１)加强地膜回收力度ꎬ同时加强塑料地膜生产使用中的监管力度ꎬ部分农户使用的地膜厚度小于０.００８ｍｍꎬ地膜易破碎ꎬ增加回收难度ꎮ政府应鼓励农民使用符合标准的农膜ꎬ同时予以相应的补贴ꎬ提高农民回收地膜的积极性ꎮ(２)完善法律法规ꎬ当前土壤微塑料污染控制方面的法律法规不够完善ꎬ缺乏针对性ꎬ不能满足微塑料污染防治的要求ꎬ应尽快建立健全法律法规ꎬ加强微塑料污染防治监管ꎬ强化法律的可执行性ꎮ６㊀研究展望关于微塑料对农田生态系统影响的研究起步较晚ꎬ现有研究成果还未能形成一套完整的体系ꎬ为了充分揭示微塑料污染在农田环境中的影响ꎬ本文总结以下几点ꎬ以期为后续研究提供思路ꎮ(１)对土壤微塑料的检测㊁表示和分析方法统一标准ꎮ微塑料研究过程中采用不同方法ꎬ会影响到不同研究结果之间的可比性ꎮ当前已存在的微塑料分离和检测方法较多ꎬ应当建立统一的标准ꎬ以便在全球范围内更加高效㊁科学㊁系统的研究微塑料污染的分布和特征ꎮ６７１山东农业科学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第５６卷㊀。
抗静电剂在塑料制品中的研究应用进展施明;杨育农;郑成【摘要】本文介绍了塑料抗静电剂的分类、研究应用的进展及其今后的发展趋势.%The classifications of plastics antistatic agents were introduced. The research and application progress of plastics antistatic agents were summarized. The development trend of plastics antistatic agents were pointed out.【期刊名称】《合成材料老化与应用》【年(卷),期】2012(041)001【总页数】6页(P42-47)【关键词】塑料;抗静电剂;抗静电塑料【作者】施明;杨育农;郑成【作者单位】广州大学化学化工学院,广东广州510006;广州合成材料研究院有限公司广东广州510665;广州大学化学化工学院,广东广州510006;广州科贸学院,广东广州511422【正文语种】中文【中图分类】TQ321塑料制品因具有优良的绝缘性，而被广泛应用于家用电器、交通运输、电子电气等各个领域。
由于这种高绝缘特性，使其在应用中因摩擦、剥离过程而产生和积累电荷，给生产和应用带来很多隐患。
如何消除积聚在塑料制品表面的静电，以及防止其表面产生静电，已成为当今高分子材料研究领域的一个热门课题。
物体本身通常被认为是电中性的，当两种化学组成不同或者物理状态不同的材料接触、摩擦时，表面就会发生电荷再分配。
当两种物质重新分离后，每种材料上就会带上过量正或负电荷，这种形式产生的电荷就是静电。
很少的静电荷，就足以形成极高的静电压，当静电压大于500V时，就能发生火花放电。
由于静电吸引力，塑料制品会吸附空气中的灰尘，影响制品美观。
由于静电的影响，还会在塑料薄膜的制造过程中发生粘附。
另外，静电还会导致精密仪器失真、电子元件报废、办公室用机器中的误动作或存储器破坏等。
超临界CO2发泡微孔塑料的研究进展-副本超临界CO2发泡是一种常用的微孔塑料制备方法。
CO2作为发泡剂，可以在高压高温条件下被溶解到聚合物中，然后在减压过程中快速释放出来，形成微小的气泡，从而制备出微孔塑料材料。
超临界CO2发泡具有无污染、无毒性、易于操作等优点，越来越受到研究者的关注。
近年来，超临界CO2发泡微孔塑料的研究取得了一系列重要进展。
首先，在超临界CO2发泡微孔塑料的制备方法方面，研究者不断进行改进和优化。
目前常用的制备方法包括连续发泡法、批量发泡法、溶液浸渍法等。
其中，连续发泡法是一种高效的制备方法，可以实现大规模生产。
批量发泡法适用于小批量生产，具有操作简便的特点。
溶液浸渍法则是一种将聚合物溶液浸渍到模板材料上，再通过超临界CO2发泡的方法制备微孔塑料的方法。
研究者还通过调整超临界CO2的压力、温度、溶液浓度等条件，改变微孔塑料的孔径和孔隙度。
其次，在超临界CO2发泡微孔塑料的应用方面，也取得了一系列重要进展。
超临界CO2发泡微孔塑料具有优良的吸附性能、低密度和低热导率等特点，因此在催化剂载体、吸附剂、隔热材料、过滤器等领域有广泛的应用。
研究者通过改变聚合物的种类和含量，调控微孔塑料的吸附性能和孔隙结构，进一步拓展了其应用领域。
此外，还通过将功能添加剂引入到微孔塑料中，实现了对微孔塑料的功能化修饰，例如，在催化剂载体领域实现了催化剂修饰，提高了反应效率。
最后，超临界CO2发泡微孔塑料的研究仍然面临一些挑战。
聚合物的选择、超临界CO2的溶解度、发泡条件等因素仍需要进一步研究和优化。
此外，超临界CO2发泡微孔塑料的成本也是一个需要解决的问题，目前超临界CO2发泡装置的成本较高，限制了其在工业化生产中的应用。
综上所述，超临界CO2发泡微孔塑料在制备方法、应用领域和功能化修饰等方面都取得了一系列重要的进展。
随着相关技术的不断发展和完善，相信超临界CO2发泡微孔塑料将在更多领域展现其潜力，并为环境保护和工业生产带来更多的好处。
２００９年１２月 塑料防雾剂的研究进展 ５ 塑料防雾剂的研究进展 万红梅 陈萍华 蒋华麟 舒红英 吴 娜 王 睿 王亚琴 （南昌航空大学环化学院，江西南昌３３００６３）
摘要：一种理想的防雾剂应具有成本低、防雾效果好、持效期长的特点，且使用方 便，对人体无危害。文中从五个方面阐述了塑料防雾剂的研究进展，添加纳米粒子作棚膜 防雾剂；塑料膜用含氟表面活性防雾剂；防雾剂薄膜；多聚甘油脂肪酸酯塑料防雾剂；有机 硅材料作为防雾材料。 关键词：塑料 有机硅防雾剂
引言 塑料地膜和塑料大棚栽培，正以其特有的种植优 势，受到广大农民的欢迎和青睐。但地膜和大棚栽培 中，常因塑料薄膜表面形成水雾和水滴，而使透光率降 低，从而影响温升和作物生长。尤其是水滴滴落时，又 往往会引起作物叶子腐烂，造成减产。因此，如何防除 塑料薄膜的水雾和水滴，日益受到人们的重视…。 当塑料制品或薄膜处在一定的湿度环境下，温度 降到露点以下时，空气中的水分就会在其表面凝结成 微小露珠，从而阻碍自然光线的透射，产生雾化现象。 聚烯烃、聚氟乙烯等塑料具有疏水性，当这些材料的薄 片、薄膜表面温度达到露点以下时空气中的水蒸气会 在其表面冷却凝结成细小的，水滴，使表面模糊不清， 影响透光率。有的防雾剂可使凝结的水滴扩散为膜状 并顺表面流下，故又称作防滴剂或流滴剂，多用脂肪酸 多元酯、脂肪烷醇酰胺、烷基胺环氧乙烷加成物等非离 子型表面活性剂及其复合物。常用的防雾剂有甘油脂 肪酸酯（即甘油单酸酯）、山梨醇酐脂肪酸酯和两者的 环氧乙烷加成物。 目前按其防雾作用机理防雾剂分为三种：第一种 是利用具有光催化性能的物质，如二氧化钛及氧化锌， 它们受紫外光或可见光的辐照后，具有超亲水的性能； 第二种方法是制备含高分子或者含表面活性剂的涂 料；第三种方法是通过制备特殊结构使材料表面具有 超亲水或者超疏水性能。 种理想的防雾剂应具有成本低、防雾效果好、持 效期长的特点，且使用方便，对人体无危害。本文从以 下五个方面对防雾剂的研究进展进行阐述。 １ 添加纳米粒子作棚膜防雾剂 喷涂型防雾剂的主要组分为糖苷型非离子表面活 性剂，具有两亲性结构，能与表面富含羟基的纳米ＳｉＯｘ 粒子产生较强的吸附作用，可作为表面处理剂用于纳 米ＳｉＯｘ的分散。纳米ＳｉＯｘ粒子的分散性与样品浸泡 测得性能直接相关，因为纳米ＳｉＯｘ粒子若未得到充分 分散，易形成较大寸聚集体，会失去表面活性而失去与 防雾剂及膜材表面发生，吸附力的可能性，无法得到防 雾流滴持效期长的复合防雾剂。无机纳米粒子改性喷 涂型防雾剂，利用纳米粒子缺陷密度大的特性，增强喷 涂型防雾剂与棚膜的结合力，从而延长防雾剂的有效 期 。 纳米氧化镧粒小、比表面积大、活性高等特性，使 其在防雾剂中起到很好的分散和黏附作用，使传统的 防雾剂在防雾时间上得到延长 Ｊ。 纳米ＣｅＯ 具有高折射率、高定性，以及宽带强吸 收能力，而对可见光却几乎不吸收的特点）和良好的 表面活化能力，加入到表面活剂中，可提高表面活性 剂的防［雾性能和提高表面清洁作用，从而提高透明 基材的透光率 Ｊ。纳米ＣｅＯ 颗粒特殊的表面效应和 体积效应决定了其具有特殊的化学性质和特殊的作 用。如增强表面吸附力，表现出很高的化学反应活性， 比表面积增大，使表面活性中心增多，表面活性增强， 因而具有很高的催化性能，光照射时不仅有催化功能， 且会产生亲水性。向防雾剂中加入超细ＣｅＯ 颗粒，可 以增强防雾剂的表面吸附力、吸收紫外光起到防紫外 线作用和光催化玻璃表面上的有机污物，起到清洁和 防雾作用 。 纳米ＣａＣＯ，改性膜的防雾滴性能较好，元滴持效 期最长，有机膨润土的改性效果最差。这是因为有机 膨润土的微观结构是层片状的，层片的厚度在纳米尺 度范围内。红外线（７—１４ｐ，ｍ）吸收和透过率对农膜的 保温起决定性作用，添加１．ｏ６％质量分数的纳米ｃａ． Ｃ０３后，膜的红外线透过率可降至５０％左右，这说明纳 米ＣａＣＯ，具有较好的红外线阻透功能，其改性膜的保 温性能也会有一定程度的提高，纳米ＣａＣＯ，对紫外线 有一定的屏蔽作用，可减小紫外线对作物的伤害。将 纳米ＣａＣＯ 与复配防雾滴剂预混合有利于提高膜的防 ６ 江西化工 ２００９年第４期 雾滴性能，但提高幅度不是很大。添加马来酸配接枝 ＰＥ纳米ＣａＣＯ，改性防雾滴膜的无滴持效期进一步延 长 。 ２塑料膜用含氟表面活性剂 无滴剂在水膜表面形成一层疏水基向外排列的无 滴剂小分子层，影响雾滴进入水膜，但是，对于含氟表 面活性剂，由于表面张力小，而且位阻也小，所以不影 响雾滴进入水膜，从而可达到较好的消雾作用。可以 将氟表面活性剂用来制造混合防雾滴剂。含氟表面活 性剂（简称 ）：这类表面活性剂是由碳氢表面活性剂 的亲油基中的氢原子被氟原子部分或全部取代而 成 Ｊ。以六氟丙烯二聚体和Ｎ，Ｎ一二甲基丙二胺 为主要原料，合成了Ｎ，Ｎ一二甲基Ｎ 一（２一三氟甲 基１一五氟乙基）全氟丙烯基丙二胺。所得阳离子型含 氟表面活性剂具有极低的表面张力（１７１８—２８１１ ｍＮ／ ｍ），临界胶束浓度为２１０３～１１５８ ｍｍｏｌ／Ｌ，Ｋｒａｆｔ点均 低于０℃，显示了优良的水溶稳定性能 Ｊ。由于含氟 表面活性剂独特的碳氟链结构，使其具有高表面活性、 高耐热稳定性、高化惰性及氟碳链的憎水性和憎油性 等非含氟表面活性剂难以具备的几大特性。含氟表面 活性剂的高表面活性显著降低了水的表面张力，其水 溶液在烃油表面铺展。一般碳氢链表面活性剂质量分 数在０．１％一１．０％时，水溶液的表面张力只能降到 ３０ ｒａｎ／ｍ一３５ ｍＮ／ｍ；而碳氟链表面活性剂质量分数 仅为０．００５％～０．１００％时，就能使水溶液的表面张 力降至２０ ｎａＮ／ｍ以下。将其作为塑料薄膜防雾滴剂， 效果更加明显。用含氟表面活性剂的防雾滴剂制得的 农用薄膜，从棚壁留下的水量有所增加，说明防雾滴效 果较好。但是，氟表面活性剂存在氟本身带来的环境 问题。含氟表面活性剂的合成一般分三步：首先合成 含６—１Ｏ个碳原子的碳氟化合物，然后制成易于引进 各种亲水基团的含氟中间体，最后引进各种亲水性基 团制成各类含氟表面活性剂。其中含氟烷基的合成是 制备含氟表面活性剂的关键。含氟烷基的工业化生产 方法主要是电解氟化法、氟烯烃调聚法和氟烯烃齐聚 法 。 ３防雾剂薄膜 活性二氧化钛（Ｔｉ０２）膜在除污防雾性能的研究中 取得的进展已越来越受到世人瞩目，特别是ＴｉＯ 超细 颗粒，由于其催化性能好，化学性质稳定、无毒、来源丰 富且价格低廉而日益受到重视¨ 。传统的观点认为 ＴｉＯ 的亲水性是在光催化反应的作用下，ＴｉＯ：的表面的 有机涂料被分解而致，现代的研究结果表明，光诱导亲 水性的作用原理与传统的光催化作用有很大的不同。 在原子力显微镜下的观察表明：经紫线照射的ＴｉＯ ，不 仅能产生亲水表面，而且能产生０。角的亲水亲油表面。 正因二氧化钛膜超亲水性，我国的唐振方等也采 用溶胶凝胶法和旋涂工艺在普通玻璃表面制备透明的 ＴｉＯ 薄膜，经５００￣Ｃ退火处理后，ＴｉＯ 薄膜完全晶化为 锐钛矿结构，是由一些大小只有约３０ｎｍ的ＴｉＯ，粒子组 成的多孔颗粒膜¨ 。 经紫外光照射后，ＴｉＯ 具有光诱导超亲水性。但是 还存在一些关键的技术难题，其中最突出的问题在于： 光诱导亲水机理的不确定问题；薄膜光诱导亲水的可 见光激发问题只能被一定波长的紫外光激活，要使可 见光照具有相同的效果还有相当的难度；不同光源对 ＴｉＯ 薄膜亲水性和防雾性影响较大，２５４ｎｍ的紫外光 短时间照射ＴｉＯ 薄膜就可获得超强亲水性和很好的防 雾效果，太阳光须较长时间的照射方可具有强亲水性 和达到防雾的要求，而３６５ｎｍ的紫外光虽可达到一定 的亲水性但达不到防雾要求；低成本工业化大面积 ＴｉＯ 透明薄膜的制备问题…Ｊ。 防雾滴膜分别为ＰＥ多功能膜（膜厚７２．３６ｔＪ￣，ｎ）， ＰＥ三层复合膜（膜厚１４１．２６ ｍ），ＰＶＣ无滴膜（膜厚 １１９．９７１ａ，ｍ）水浴加速法对研究实际棚膜的防雾滴寿命 非常有用，可以大大缩短观测时间。 ＰＶＣ无滴膜持效时间最长，ＰＥ三层复合膜次之， 而ＰＥ多功能棚膜最短，这是由于其膜厚度最薄，根据 防雾滴持效时间和膜厚成正比，所以其持效时间 短¨ 。另一个可能的原因是，因为防雾滴剂在ＰＥ膜 中的扩散能力较差，当膜表面的防雾滴剂被冲刷掉之 后，内部的防雾滴剂无法给与及时的补充，所以膜就失 去防雾滴性。特别在高温下，防雾滴剂扩散速度虽然 有所提高，但与流失速度相比还是较慢，因而使表面的 防雾滴剂不断损失，防雾滴性降低。这可由红外和紫 外谱图证明。此外，对于ＰＶＣ膜来说，当其完全失效 后，它的反面也同样失效了。这也同样说明防雾滴剂 在ＰＶＣ膜内的扩散比较容易。而ＰＥ膜则没有这样的 现象，当一面失效后，另一面仍然具有少量的防雾滴 性。如７０￣Ｃ时ＰＥ多功能棚膜失效后另一面的防雾滴 持效时间为３ｈ，而ＰＥ三层复合膜失效后另一面的防雾 滴持效时间为１２ｈ。这也证明了防雾滴剂在ＰＥ膜中的 扩散能力较差的观点。 光接枝膜持效时间更长。防雾滴性主要是由防雾 滴剂在膜表面形成亲水层而得到的。因此，如果能防 止防雾滴剂的流失，而又能在膜的表面形成一层亲水 噌，则防雾滴持效时间将会得到极大的提高，温度越 高，防雾滴剂扩散到膜的另一面的速度越快。由平均 膜厚为８９．６５Ｉ．Ｌｍ，我们可以估算出其扩散速度，如 ７０￣Ｃ时约为９．３×１０～ｍｍ／ｈ，该参数可以间接反映 出防雾滴剂与膜相容性的好坏。若相容性太差，则防 雾滴剂不容易渗透过去；相容性太好，渗透过去的速度 太快，则在实际应用时防雾滴剂极易流失，相应的防雾 滴持效时问就短¨ 。 ２００９年１２月 塑料防雾剂的研究进展 ７ ４多聚甘油脂肪酸酯塑料防雾剂 多聚甘油脂肪酸酯应用于防雾剂配方中聚乙烯 （ＰＥ）膜表面上的防雾剂，其分子中既带有亲水基，又带 有疏水基其亲油基一端向内附着于ＰＥ膜上，亲水的一 端朝外，暴露于膜表面，这样就使ＰＥ膜具有亲水的表 面，水在膜表面接触角变小，接近于０。，使水汽无法凝 结成水滴，从而达到防雾的目的¨ ”］。 多聚甘油脂肪酸酯具有优良的表面活性，且绿色 无毒，其具有较长的碳链结构和众多的羟基，因而具有 合适的亲油和亲水性能。在防雾剂配方中有利于提高 防雾性能。相对于其他类防雾剂，多聚甘油脂肪酸酯 型防雾剂具有初期效果明显、防雾持续时间长、低温与 高温效果俱佳的特点。而且甘油脂肪酸酯成本低、可 生物降解且对环境无污染，可将其复配直接涂抹于薄 膜表面¨ 。 ５有机硅材料作为防雾材料 有机硅材料由于具有许多独特的性能，近年来已 被广泛地应用于日化、纺织、建筑、机械、电子电器、交 通运输、医药、化学化工和皮革等国民经济的各行各 业。将其用于汽车挡风玻璃、眼镜片的防水、防雾，效 果良好。 张颖等把有机硅防雾耐磨涂层分别涂覆在聚碳酸 酯（ＰＣ）片材、聚酯（ＰＥＴ）薄膜、聚酯（ＰＥＴ）不干胶薄 膜上，所得涂层的防雾性、耐磨性、透明性、粘接性、抗 破裂性优良，表面均一平整，铅笔硬度可达３Ｈ一４Ｈ， 与水的接触角为１Ｏ。左右¨ 。 沙鹏宇等采用溶胶一凝胶技术制备了二乙醇胺／ 有机硅杂化涂料，并用ＦＴＩＲ、ｕＶ、ＡＦＭ、ＴＧＡ及接触角 等测试技术对涂料及其涂层进行了分析表征．结果表 明 该杂化涂料具有良好的成膜性．由于膜层中存在 大量的亲水性羟基基团，使膜层具有良好的亲水性能 和防雾效果．固化后的聚合物膜层中无机相形成了三 维交联网络，赋予了膜层优异的耐磨性和热稳定 性 。 有机硅是第一个获得广泛应用的元素有机高分子 化合物，因其独特的化学结构而具有优异的性能，广 泛应用于国民经济的各个领域，在涂料工业中亦占有 相当重要的地位。有机硅涂料是以有机硅聚合物或有 机硅改性聚合物为主要成膜物质的涂料，它具有优良 的耐热耐寒、电绝缘、耐电晕、耐辐射、耐潮湿和憎水、 耐候、耐沾污及耐化学腐蚀等性能 ，近年来在产品 性能改进及应用方面都得到了迅速发展。目前国内外 在有机硅材料作为防雾的有大量研究。其主要原因还 是其独特的化学及其物理性质决定的。有机硅耐高温 涂料和有机硅树脂和环氧树脂作为特种功能涂料之 在现代化工、军事、航天领域中有广泛的应用，因其 具有良好的热稳定性 。 随着新材料的深入研究、开发和改进，各种防雾剂 的性能亦将更加优异，以满足不同行业或领域的不同 需求。随着人们生活水平的改善和对居室及建筑物美 化要求的提高，防雾材料以其优异的性能在农用薄膜 方面有着广阔的应用前景；并且，随着人们环保意识 的增强，有机硅防雾材料将朝着无污染、绿色环保型方 向发展。
