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一、  概述    近年來(lái)，由于國(guó)家對(duì)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的大力扶持，農(nóng)業(yè)科技發(fā)展很快，農(nóng)產(chǎn)品改變了過(guò)去依賴氣候，靠天吃飯的狀況，向人工栽培、工廠化生產(chǎn)的方向發(fā)展。本項(xiàng)目研究的聚丙烯塑料瓶和蓋就是應(yīng)用于食用菌金針菇工廠化生產(chǎn)的栽培器具。食用菌金針菇作為一種理想的“綠色”食品，在人工栽培中需要較低的溫度，只能在寒冬季節(jié)種植，冬春季節(jié)上市，季節(jié)性很強(qiáng)。為實(shí)現(xiàn)常年生產(chǎn)、均衡上市，科技人員研究開發(fā)了采用流水作業(yè)的工廠化生產(chǎn)形式。農(nóng)業(yè)科技的發(fā)展是與其他領(lǐng)域的科技發(fā)展相結(jié)合的。本項(xiàng)目的研制成功也是一個(gè)化工產(chǎn)品與農(nóng)業(yè)產(chǎn)品相結(jié)合的實(shí)例。    位于上海浦東孫橋現(xiàn)代農(nóng)業(yè)開發(fā)園區(qū)的上海浦東天廚菇業(yè)有限公司建于1999年，產(chǎn)業(yè)為工廠化生產(chǎn)食用菌金針菇。生產(chǎn)流水線的特點(diǎn)是自動(dòng)化程度高，工人勞動(dòng)強(qiáng)度底，生產(chǎn)效率高，整個(gè)生產(chǎn)流水線主要使用的工裝是栽培瓶。金針菇全部生產(chǎn)在瓶里實(shí)行立體化栽培。 二、  栽培瓶的技術(shù)要求    根據(jù)工廠化生產(chǎn)要求：塑料瓶16只裝一個(gè)筐內(nèi)，每天用12000只瓶經(jīng)過(guò)流水線裝填培養(yǎng)基料，經(jīng)高溫120℃、4小時(shí)殺菌蒸煮；點(diǎn)菌種；進(jìn)入低溫3℃、濕度75%培育室培育，在培育的二個(gè)月內(nèi)還需采用搔菌機(jī)去除老菌種塊。    綜合以上工藝流程的要求，塑料瓶要達(dá)到如下技術(shù)要求：1．  有一定的韌性即沖擊強(qiáng)度較高，在流水線上受碰撞破損率低。2．  在負(fù)荷承重條件下能承受120℃高溫濕熱蒸煮不變形。3．  可承受低溫潮濕環(huán)境長(zhǎng)期使用。4．  在生產(chǎn)過(guò)程中需經(jīng)常觀察菌種的分化繁衍，對(duì)瓶的透明度有一定要求。5．  根據(jù)需方的要求，塑料瓶每二個(gè)月蒸煮一次，周而復(fù)始使用，使用壽命為5年。6．  瓶蓋結(jié)構(gòu)上要求通風(fēng)透氣，又能過(guò)濾雜菌。7．  材料要適合栽培瓶的加工工藝要求。8．  作為工業(yè)項(xiàng)目，要求較低的經(jīng)濟(jì)成本。 三、  研究?jī)?nèi)容    聚丙烯價(jià)格低，成型性好，廣泛應(yīng)用于日常生活和包裝各領(lǐng)域，但是通常的聚丙烯塑料是一種高結(jié)晶的聚合物，加工過(guò)程中熔體結(jié)晶速度較慢，易形成球晶，因而影響了產(chǎn)品的沖擊強(qiáng)度。又由于其結(jié)構(gòu)中有與叔碳原子相連的氫原子，它對(duì)氧特別敏感，極易氧化降解，特別是濕熱或濕冷環(huán)境中幾個(gè)月就會(huì)失去使用價(jià)值，而且普通聚丙烯耐熱溫度一般在100℃左右，在高負(fù)荷條件下承受的溫度更低，顯然不能滿足金針菇栽培瓶的技術(shù)要求。而對(duì)聚丙烯進(jìn)行改性，使其提高力學(xué)性能、熱性能乃至光學(xué)性能，提高使用壽命滿足栽培瓶的使用要求是行之有效的途徑。    而加入成核劑對(duì)PP改性又是最有效的方法，在進(jìn)行本項(xiàng)目的研究中，我們采用了加入成核劑和穩(wěn)定劑的方法達(dá)到了栽培瓶的使用要求。1． 成核劑的選擇     PP成核劑的種類很多，按結(jié)晶形態(tài)可分為α成核劑和β成核劑。按結(jié)構(gòu)的不同又可分為無(wú)機(jī)類和有機(jī)類，由于無(wú)機(jī)類成核劑會(huì)影響栽培瓶的透明度，所以我們沒(méi)有選用。我們選用a、b二種有機(jī)類成核劑，按一定的配方配合，其結(jié)果如下：表1    成核劑對(duì)PP力學(xué)性能的影響成核劑拉伸強(qiáng)度（MPa）斷裂伸長(zhǎng)率（%）缺口沖擊強(qiáng)度（KJ/m2）無(wú)成核劑34.02008.50成核劑a36.526011.55成核劑b37.929014.10    由表中所知不同的成核劑對(duì)PP力學(xué)性能的影響不同，成核劑B的加入顯然提高了缺口沖擊強(qiáng)度，而且材料的韌性增大，斷裂伸長(zhǎng)率也提高。2．  成核劑的用量確定    本項(xiàng)試驗(yàn)我們對(duì)成核劑b選擇了0.2份、0.4份、0.6份、0.8份的4個(gè)不同配比對(duì)普通PP進(jìn)行了改性試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如下，見(jiàn)表2。表2    成核劑用量對(duì)PP力學(xué)性能影響 成核劑b拉伸強(qiáng)度（MPa）缺口沖擊強(qiáng)度（KJ/m2）斷裂伸長(zhǎng)率（%）0份34.08.52000.2份36.711.12000.4份37.212.22700.6份35.616.33100.8份36.115.5295     從表2可見(jiàn)隨著成核劑b量的增加，拉伸強(qiáng)度是先下降然后上升，而沖擊強(qiáng)度和斷裂伸度率都是先上升到0.6份時(shí)發(fā)生轉(zhuǎn)折，沖擊強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率達(dá)到了最大值，因此在我們?cè)O(shè)計(jì)配方中，成核劑的用量定為0.4~0.6份范圍內(nèi)。