08.05.2026
Полимерные материалы для агропрома: решаем проблему светостабилизации
Применение полимерных пленок, укрывного материала и упаковки в агропромышленном секторе постоянно расширяется, одновременно с этим растут требования, предъявляемые к эксплуатационным характеристикам данных изделий. Серьезными проблемами, с которыми должны справиться производители подобных изделий, являются фотодеструкция под воздействием УФ-излучения и процессы окисления в результате применения удобрений. Правильный подбор светостабилизаторов HALS нового поколения помогает решить данный вопрос.
В 2016-2026 годах агропромышленный комплекс Российской Федерации демонстрирует устойчивый рост производства и экспорта, сопровождающийся структурной трансформацией отрасли. Агросектор успешно решил базовые задачи по обеспечению внутреннего рынка и вышел на экспортный рост с прицелом на удвоение поставок к 2030 году.
Основными тенденциями в данном секторе являются укрупнение хозяйств, консолидация земельных ресурсов и активное развитие тепличного растениеводства, поддерживаемое государственными программами и инвестициями. Государственная поддержка сыграла ключевую роль в динамике тепличного растениеводства РФ за последнее десятилетие, запустив благодаря субсидированию ускоренный рост строительства и модернизации. Программы компенсировали до 20-30% капитальных затрат, что стимулировало ввод новых площадей в 2 раза и увеличение производства овощей более чем на 100%.
Самообеспеченность овощами достигла в России практически 80%, импорт сократился вдвое. Средняя урожайность достигла 48,7 кг/м² к 2025 году, что почти вдвое выше, чем 10 лет назад. Факторами успеха можно считать применение теплиц последних поколений, растущую цифровизацию отрасли и использование отечественных семян.
С 2016 года число крестьянско-фермерских хозяйств уменьшилось с 174,8 тыс. до 118,3 тыс., но средний их размер вырос в 1,5 раза (до примерно 350 га). Консолидация ускорилась за счет активности крупных игроков: холдинг «Агрокомплекс» купил «Юг Руси» (200 тыс. га), компании-лидеры вроде «Мираторга» и «Русагро» существенно нарастили свои земельные банки.
Рост применения полимерных материалов
Интенсификация сельскохозяйственного производства привела к значительному росту потребления полимерных материалов, прежде всего изделий из полиолефинов. К ключевым видам полимерной продукции, востребованным в агросекторе, относятся тепличные и парниковые пленки, мульчирующие пленки, укрывные материалы и агроволокно, а также упаковка для хранения и транспортировки сельскохозяйственной продукции.
Основной объем используемых полимерных изделий составляют тепличные и парниковые пленки — около 30-35 тыс. т
в год (по данным за 2021 год, с ежегодным ростом до 10% за счет расширения площадей сельхозяйственного назначения). Мульчирующие пленки используются в годовом объеме 50-70 тыс. т (для обработки миллионов гектаров полей), нетканые укрывные материалы из агроволокна — 20-30 тыс. т/год, а упаковка для хранения (мешки и термоусадочная пленка) — более 100 тыс. т/год.
По оценкам экспертов, суммарное потребление полимерных материалов агропромышленным комплексом РФ превышает 200 тыс. т/год, и этот показатель продолжает расти. К 2030 году потребление увеличится на 20-30%: потребление тепличных пленок расширится до 50 тыс. т, доли мульчирующих пленок и агроволокна будут расти на 10-15% ежегодно. Полимерная упаковка стабильно показывает рост на 5-7% в год. Приращение потребления полимерных материалов в отрасли напрямую связано с программами господдержки агропромышленного комплекса.
Фотодеструкция
При этом эксплуатационные требования, предъявляемые к таким материалам, постоянно ужесточаются, что делает необходимым применение эффективных систем стабилизации.
Полимерные материалы, которые используются в сельском хозяйстве, в основной своей массе имеют полиолефиновую природу и постоянно эксплуатируются на открытом воздухе. Они непрерывно подвергаются воздействию различных погодных факторов, кислорода воздуха и солнечного света, что серьезно ухудшает характеристики полимера.
Ультрафиолетовое излучение является основным фактором деградации полиолефинов, поскольку энергия УФ-фотонов сопоставима с энергией химических связей C-C и C-H в макромолекулах. УФ-излучение разрушает химические связи в полимерном материале (такой процесс называется фотодеструкцией), ускоряет окисление полимера кислородом и приводит в конечном итоге к помутнению, изменению цвета и ухудшению прочностных свойств, таких как предел прочности при растяжении, относительное удлинение при разрыве.
Наиболее эффективными для защиты полиолефинов от воздействия УФ-излучения являются светостабилизаторы на основе пространственно-затрудненных органических аминов (HALS). Сравнительно низких концентраций (0,1-0,6%) достаточно для обеспечения высокого уровня защиты и эффективной стабилизации. При этом HALS отлично показывают себя при использовании в пленках: защищены и объем, и поверхность изделия.
В то же время современные технологии работы с урожайностью сельскохозяйственных культур на предприятиях крупного растениеводства привели к росту требований по обеспечению срока службы используемых полимерных материалов.
Окисление
Традиционные HALS снижают свою эффективность в присутствии кислых сред — кислоты переводят HALS в неактивные формы. Поэтому при определении уровня ввода HALS в пленку и оценке ожидаемого срока службы изделия следует учитывать состав пленок (наличие галогенсодержащих антипиренов, литопона) и особенности применения пленок: наличие кислотных дождей для тепличных пленок, кислотность почвы под пленками для мульчирования. Особенно это критично в тех случаях, когда продукция вызревает в условиях теплиц с применением большого количества химикатов.
Современные технологии тепличного выращивания сельскохозяйственной продукции предполагают активное использование пестицидов, инсектицидов, добавок для дезинфекции почвы, стимуляторов роста, многие из которых являются серо- и хлорсодержащими соединениями. Наиболее популярны такие вещества, как перметрин, метам натрия (VAPAM), продукты серного окуривания, растворы сернистой кислоты, а также соли и хелаты железа.
Указанные соединения ускоряют процессы окисления полиэтиленовых и полипропиленовых материалов и могут полностью нейтрализовать действие вторичных HALS. В результате даже стабилизированные материалы демонстрируют резко сокращенный срок службы.
Пестициды, используемые в теплицах, это химически активные серо- или галогенсодержащие соединения, которые могут значительно влиять на устойчивость к УФ-излучению тепличных пленок, в том числе пленок, стабилизированных HALS.
К типичным пестицидам относятся следующие вещества:
— перметрин;
— VAPAM — N-метилдитиокарбамат натрия или метам натрия (водные растворы).
Применяются также окуривание серой (SО2); обработка кислотами — водными растворами H2SO3 (0,1 или 1 N) или железом — сульфатами или хелатами железа (Sequestrene 138 Fe 100SG).
Подобные химически активные соединения ускоряют фотодеструкцию полиэтиленовой пленки и нейтрализуют эффективность традиционных HALS (вторичных).
Выбор HALS
Для производства тепличных пленок, стойких к пестицидам, разработан достаточно широкий ассортимент светостабилизаторов HALS нового поколения — метилированных HALS (третичных) и самых эффективных — NOR-HALS, в которых атом азота защищен метильной или NOR-группой.
Выбор марки HALS из разработанного ассортимента зависит от следующих условий применения:
— умеренные условия: пестицидов нет или их применение минимально – рекомендуются третичные HALS;
— тяжелые условия: частое использование пестицидов с низким содержанием серы — используются смеси третичных HALS и синергетических добавок;
— критические условия: окуривание серой или высокое использование серо- и хлорсодержащих пестицидов — рекомендуются NOR-HALS.
Эти стабилизаторы обеспечивают полиэтиленовой пленке высокую устойчивость как к интенсивному солнечному излучению, так и к воздействию агрессивных химических веществ (рис. 2). Они увеличивают срок службы пленки даже в наиболее жестких условиях окружающей среды и обеспечивают долговременную защиту от солнечной радиации, устойчивую защиту от воздействия тепла, выделяемого при эксплуатации теплиц, очень высокую стойкость к агрохимикатам, включая SO2. При этом сохраняется оптимальный уровень освещенности, и снижаются издержки агрохозяйств благодаря повышенной долговечности пленок. Ввод стабилизаторов зависит от уровня использования пестицидов (содержания серы в атмосфере теплицы) и может достигать 0,8-1,0%.
Применение указанных светостабилизаторов позволяет агрохозяйствам добиваться высокой урожайности и контролировать издержки на вспомогательные материалы путем увеличения срока службы и сохранения прочностных характеристик полимерных пленок.
Компания «БАРС-2», обладающая более чем 30-летним опытом работы в сфере окрашивания и модификации полимеров, предлагает потребителям в качестве соответствующего решения концентраты «БАСКО™» марок «ПВ0011/04-ПП» для нетканых укрывных полотен и «ПФ0011/05-ПЭ» для пленок сельскохозяйственного назначения. Это доступные, современные, технологичные решения, обеспечивающие перерабатываемым полимерным материалам необходимую стойкость и защищающие полимеры от указанных отрицательных факторов при эксплуатации и продлевающие время эффективной работы изделий.
Применение светостабилизаторов HALS нового поколения является ключевым фактором повышения долговечности полиолефиновых материалов в агропромышленном комплексе. Учитывая рост интенсивности сельскохозяйственного производства и увеличение химической нагрузки на полимерные изделия, выбор адекватной системы стабилизации становится неотъемлемой частью разработки рецептур сельскохозяйственных пленок и нетканых материалов.
Александра ЖУРАВКОВА,
ведущий специалист
Дмитрий КОСИЦКИЙ,
менеджер по маркетингу
Виктор УЗДЕНСКИЙ,
технический директор
ООО НПФ «БАРС-2»
В 2016-2026 годах агропромышленный комплекс Российской Федерации демонстрирует устойчивый рост производства и экспорта, сопровождающийся структурной трансформацией отрасли. Агросектор успешно решил базовые задачи по обеспечению внутреннего рынка и вышел на экспортный рост с прицелом на удвоение поставок к 2030 году.
Основными тенденциями в данном секторе являются укрупнение хозяйств, консолидация земельных ресурсов и активное развитие тепличного растениеводства, поддерживаемое государственными программами и инвестициями. Государственная поддержка сыграла ключевую роль в динамике тепличного растениеводства РФ за последнее десятилетие, запустив благодаря субсидированию ускоренный рост строительства и модернизации. Программы компенсировали до 20-30% капитальных затрат, что стимулировало ввод новых площадей в 2 раза и увеличение производства овощей более чем на 100%.
Самообеспеченность овощами достигла в России практически 80%, импорт сократился вдвое. Средняя урожайность достигла 48,7 кг/м² к 2025 году, что почти вдвое выше, чем 10 лет назад. Факторами успеха можно считать применение теплиц последних поколений, растущую цифровизацию отрасли и использование отечественных семян.
С 2016 года число крестьянско-фермерских хозяйств уменьшилось с 174,8 тыс. до 118,3 тыс., но средний их размер вырос в 1,5 раза (до примерно 350 га). Консолидация ускорилась за счет активности крупных игроков: холдинг «Агрокомплекс» купил «Юг Руси» (200 тыс. га), компании-лидеры вроде «Мираторга» и «Русагро» существенно нарастили свои земельные банки.
Рост применения полимерных материалов
Интенсификация сельскохозяйственного производства привела к значительному росту потребления полимерных материалов, прежде всего изделий из полиолефинов. К ключевым видам полимерной продукции, востребованным в агросекторе, относятся тепличные и парниковые пленки, мульчирующие пленки, укрывные материалы и агроволокно, а также упаковка для хранения и транспортировки сельскохозяйственной продукции.
Основной объем используемых полимерных изделий составляют тепличные и парниковые пленки — около 30-35 тыс. т
в год (по данным за 2021 год, с ежегодным ростом до 10% за счет расширения площадей сельхозяйственного назначения). Мульчирующие пленки используются в годовом объеме 50-70 тыс. т (для обработки миллионов гектаров полей), нетканые укрывные материалы из агроволокна — 20-30 тыс. т/год, а упаковка для хранения (мешки и термоусадочная пленка) — более 100 тыс. т/год.
По оценкам экспертов, суммарное потребление полимерных материалов агропромышленным комплексом РФ превышает 200 тыс. т/год, и этот показатель продолжает расти. К 2030 году потребление увеличится на 20-30%: потребление тепличных пленок расширится до 50 тыс. т, доли мульчирующих пленок и агроволокна будут расти на 10-15% ежегодно. Полимерная упаковка стабильно показывает рост на 5-7% в год. Приращение потребления полимерных материалов в отрасли напрямую связано с программами господдержки агропромышленного комплекса.
Фотодеструкция
При этом эксплуатационные требования, предъявляемые к таким материалам, постоянно ужесточаются, что делает необходимым применение эффективных систем стабилизации.
Полимерные материалы, которые используются в сельском хозяйстве, в основной своей массе имеют полиолефиновую природу и постоянно эксплуатируются на открытом воздухе. Они непрерывно подвергаются воздействию различных погодных факторов, кислорода воздуха и солнечного света, что серьезно ухудшает характеристики полимера.
Ультрафиолетовое излучение является основным фактором деградации полиолефинов, поскольку энергия УФ-фотонов сопоставима с энергией химических связей C-C и C-H в макромолекулах. УФ-излучение разрушает химические связи в полимерном материале (такой процесс называется фотодеструкцией), ускоряет окисление полимера кислородом и приводит в конечном итоге к помутнению, изменению цвета и ухудшению прочностных свойств, таких как предел прочности при растяжении, относительное удлинение при разрыве.
Наиболее эффективными для защиты полиолефинов от воздействия УФ-излучения являются светостабилизаторы на основе пространственно-затрудненных органических аминов (HALS). Сравнительно низких концентраций (0,1-0,6%) достаточно для обеспечения высокого уровня защиты и эффективной стабилизации. При этом HALS отлично показывают себя при использовании в пленках: защищены и объем, и поверхность изделия.
В то же время современные технологии работы с урожайностью сельскохозяйственных культур на предприятиях крупного растениеводства привели к росту требований по обеспечению срока службы используемых полимерных материалов.
Окисление
Традиционные HALS снижают свою эффективность в присутствии кислых сред — кислоты переводят HALS в неактивные формы. Поэтому при определении уровня ввода HALS в пленку и оценке ожидаемого срока службы изделия следует учитывать состав пленок (наличие галогенсодержащих антипиренов, литопона) и особенности применения пленок: наличие кислотных дождей для тепличных пленок, кислотность почвы под пленками для мульчирования. Особенно это критично в тех случаях, когда продукция вызревает в условиях теплиц с применением большого количества химикатов.
Современные технологии тепличного выращивания сельскохозяйственной продукции предполагают активное использование пестицидов, инсектицидов, добавок для дезинфекции почвы, стимуляторов роста, многие из которых являются серо- и хлорсодержащими соединениями. Наиболее популярны такие вещества, как перметрин, метам натрия (VAPAM), продукты серного окуривания, растворы сернистой кислоты, а также соли и хелаты железа.
Указанные соединения ускоряют процессы окисления полиэтиленовых и полипропиленовых материалов и могут полностью нейтрализовать действие вторичных HALS. В результате даже стабилизированные материалы демонстрируют резко сокращенный срок службы.
Пестициды, используемые в теплицах, это химически активные серо- или галогенсодержащие соединения, которые могут значительно влиять на устойчивость к УФ-излучению тепличных пленок, в том числе пленок, стабилизированных HALS.
К типичным пестицидам относятся следующие вещества:
— перметрин;
— VAPAM — N-метилдитиокарбамат натрия или метам натрия (водные растворы).
Применяются также окуривание серой (SО2); обработка кислотами — водными растворами H2SO3 (0,1 или 1 N) или железом — сульфатами или хелатами железа (Sequestrene 138 Fe 100SG).
Подобные химически активные соединения ускоряют фотодеструкцию полиэтиленовой пленки и нейтрализуют эффективность традиционных HALS (вторичных).
Выбор HALS
Для производства тепличных пленок, стойких к пестицидам, разработан достаточно широкий ассортимент светостабилизаторов HALS нового поколения — метилированных HALS (третичных) и самых эффективных — NOR-HALS, в которых атом азота защищен метильной или NOR-группой.
Выбор марки HALS из разработанного ассортимента зависит от следующих условий применения:
— умеренные условия: пестицидов нет или их применение минимально – рекомендуются третичные HALS;
— тяжелые условия: частое использование пестицидов с низким содержанием серы — используются смеси третичных HALS и синергетических добавок;
— критические условия: окуривание серой или высокое использование серо- и хлорсодержащих пестицидов — рекомендуются NOR-HALS.
Эти стабилизаторы обеспечивают полиэтиленовой пленке высокую устойчивость как к интенсивному солнечному излучению, так и к воздействию агрессивных химических веществ (рис. 2). Они увеличивают срок службы пленки даже в наиболее жестких условиях окружающей среды и обеспечивают долговременную защиту от солнечной радиации, устойчивую защиту от воздействия тепла, выделяемого при эксплуатации теплиц, очень высокую стойкость к агрохимикатам, включая SO2. При этом сохраняется оптимальный уровень освещенности, и снижаются издержки агрохозяйств благодаря повышенной долговечности пленок. Ввод стабилизаторов зависит от уровня использования пестицидов (содержания серы в атмосфере теплицы) и может достигать 0,8-1,0%.
Применение указанных светостабилизаторов позволяет агрохозяйствам добиваться высокой урожайности и контролировать издержки на вспомогательные материалы путем увеличения срока службы и сохранения прочностных характеристик полимерных пленок.
Компания «БАРС-2», обладающая более чем 30-летним опытом работы в сфере окрашивания и модификации полимеров, предлагает потребителям в качестве соответствующего решения концентраты «БАСКО™» марок «ПВ0011/04-ПП» для нетканых укрывных полотен и «ПФ0011/05-ПЭ» для пленок сельскохозяйственного назначения. Это доступные, современные, технологичные решения, обеспечивающие перерабатываемым полимерным материалам необходимую стойкость и защищающие полимеры от указанных отрицательных факторов при эксплуатации и продлевающие время эффективной работы изделий.
Применение светостабилизаторов HALS нового поколения является ключевым фактором повышения долговечности полиолефиновых материалов в агропромышленном комплексе. Учитывая рост интенсивности сельскохозяйственного производства и увеличение химической нагрузки на полимерные изделия, выбор адекватной системы стабилизации становится неотъемлемой частью разработки рецептур сельскохозяйственных пленок и нетканых материалов.