本發(fā)明屬于材料領(lǐng)域，具體涉及一種可調(diào)控紫外線的薄膜及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、強(qiáng)烈的紫外線會(huì)導(dǎo)致植物的形態(tài)在生長(zhǎng)中變得特殊，且植株矮小，葉面出現(xiàn)萎縮，毛茸逐步發(fā)達(dá)，伴隨著植物內(nèi)部積蓄物的增多，其葉綠素也在不斷增加，使植物所呈現(xiàn)出的顏色更加艷麗。長(zhǎng)紫外線還能起到對(duì)植物生長(zhǎng)的刺激和促進(jìn)作用，并能不斷增加植物的產(chǎn)量，促使其在生長(zhǎng)中不斷合成生長(zhǎng)所需的蛋白質(zhì)、糖、酸類等。將種子長(zhǎng)時(shí)間置于長(zhǎng)紫外線下進(jìn)行照射，能夠提升其發(fā)芽率。短紫外線能有效防止植物在生長(zhǎng)過(guò)程中的徒長(zhǎng)，并且能夠?qū)χ参锲鸬綒⒕拖咀饔?，減少病蟲(chóng)害的發(fā)生。紫外線對(duì)植物生長(zhǎng)的作用是復(fù)雜且多方面的，具體效果取決于紫外線的波長(zhǎng)、強(qiáng)度、暴露時(shí)間以及植物的種類。

2、紫外線通常分為三類：uv-a(315-400nm)、uv-b(280-315nm)和uv-c(100-280nm)。在自然環(huán)境中，太陽(yáng)光中約6％是紫外輻射，幾乎全部的短波紫外輻射(uvc)和絕大部分(98％)的中波紫外輻射(uvb)被臭氧層攔截，最后到達(dá)地球表面的主要是長(zhǎng)波紫外輻射(uva)以及少量的uvb，在赤道附近地區(qū)的紫外輻射中，uva所占比例約為95％，uvb約為5％。

3、適量的uv-a能夠促進(jìn)植物的光合作用，增加植物的生物量和葉綠素含量。其次，uv-a還能誘導(dǎo)次生代謝物，能夠促進(jìn)植物合成次生代謝物，如黃酮類化合物和花青素，這些物質(zhì)有助于提高植物的抗紫外線能力和抗氧化能力。uv-b輻射能夠損傷植物的dna，影響細(xì)胞分裂和生長(zhǎng)，導(dǎo)致生長(zhǎng)遲緩或發(fā)育異常。另外，過(guò)多的uv-b會(huì)抑制植物葉片的擴(kuò)展，減少光合作用效率，進(jìn)而影響生長(zhǎng)。然而，大量研究表明，在uv-b輻射下，植物葉片中的uv-b吸收物質(zhì)含量會(huì)增加，并認(rèn)為這是植物對(duì)uv-b輻射的一種保護(hù)性反應(yīng)。uv-b輻射增強(qiáng)下其黃酮醇含量的增加與苯丙氨酸裂解酶(pal)活性提高或此酶合成加快密切相關(guān)。在uv-b輻射下，苯基苯乙烯酮合成酶(chs)和苯丙氨酸裂解酶(pal)的mrna轉(zhuǎn)錄水平升高，即uv-b輻射可在基因表達(dá)水平上調(diào)節(jié)植物的色素代謝，因此，適量的uv-b可以誘導(dǎo)植物產(chǎn)生保護(hù)性次生代謝物，提高抗病蟲(chóng)害能力。現(xiàn)有技術(shù)也嘗試在農(nóng)用薄膜中引入紫外線吸收劑，引入的紫外吸收劑一般是用于吸收太陽(yáng)光中的uvb紫外線，目的是減緩農(nóng)用薄膜中的高分子材料的老化速率，延長(zhǎng)農(nóng)用薄膜的使用壽命。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的之一在于提供一種薄膜。

2、本發(fā)明的目的之二在于提供一種薄膜的制備方法。

3、本發(fā)明的目的之三在于提供一種薄膜在植物種植領(lǐng)域中的應(yīng)用。

4、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：

5、本發(fā)明的第一個(gè)方面提供了一種薄膜，包括依次層疊設(shè)置的隔熱層、紫外吸收層和保溫層；所述紫外吸收層中包括以下質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的組分：uva紫外吸收劑0.1～1％，uvb紫外吸收劑0.5～5％，樹(shù)脂基體94～99.4％。

6、在本發(fā)明中，以紫外吸收層的總質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為100％計(jì)，uva紫外吸收劑的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.1～1％，例如，可選自0.1％、0.15％、0.2％、0.25％、0.3％、0.35％、0.4％、0.45％、0.5％、0.55％、0.6％、0.65％、0.7％、0.75％、0.8％、0.85％、0.9％、0.95％、1％。在紫外吸收層中引入上述質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的uva紫外吸收劑均可以吸收太陽(yáng)光中的uva，避免透過(guò)薄膜的uva的含量太多，從而影響植物的生長(zhǎng)，此外，采用上述含量的uva紫外吸收劑可以促使植物中部分營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)尤其是花青素的合成，提高果實(shí)中花青素的含量，進(jìn)一步提高果實(shí)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

7、優(yōu)選地，所述uva紫外吸收劑選自碳量子點(diǎn)、納米二氧化鈦、納米氧化鋅、阿伏苯宗中的至少一種。

8、在本發(fā)明中，以紫外吸收層的總質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為100％計(jì)，uvb紫外吸收劑的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.5～5％，例如，可選自0.5％、0.55％、0.6％、0.65％、0.7％、0.75％、0.8％、0.85％、0.9％、0.95％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％。在紫外吸收層中引入上述質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的uvb紫外吸收劑均可以吸收太陽(yáng)光中的uvb，避免透過(guò)薄膜的uvb的含量太多，從而影響植物的生長(zhǎng)，此外，采用上述含量的uvb紫外吸收劑可以促使植物中部分營(yíng)養(yǎng)成分，尤其是槲皮素的合成，提高果實(shí)中槲皮素的含量，進(jìn)一步提高果實(shí)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

9、優(yōu)選地，所述uvb紫外吸收劑選自2,4-二羥基二苯甲酮(uv-0)、2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮(uv-9)、2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮(uv-531)、2-(2’-羥基-5’-甲基苯基)苯并三氮唑(uv-p)、2-(2-羥基-3-特丁基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑(uv-326)、2-(2’-羥基-3’,5’-二叔苯基)-5-氯苯并三唑(uv-327)、2-(2-羥基-3,5-二特戊基苯基)苯駢三唑(uv-328)、2-(2’-羥基-4’-苯甲酸基苯基)-5氯-2h-苯并三唑(uv-366)中的至少一種。

10、優(yōu)選地，所述隔熱層中含有樹(shù)脂基體和隔熱材料；所述隔熱材料的質(zhì)量為所述隔熱層總質(zhì)量的0.5～20％，例如：隔熱材料的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)可選自0.5％、1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％。

11、優(yōu)選地，所述隔熱材料選自氧化錫、氧化鋁、氧化鋯、氧化鎂中的至少一種。本發(fā)明中的隔熱材料為低導(dǎo)熱系數(shù)的材料。

12、優(yōu)選地，所述隔熱材料的粒徑為10～150nm。若隔熱材料的粒徑過(guò)大，則會(huì)影響透光率和霧度等數(shù)據(jù)。

13、優(yōu)選地，所述保溫層中含有樹(shù)脂基體和保溫材料；所述保溫材料的質(zhì)量為所述保溫層總質(zhì)量的0.5～20％，例如：保溫材料的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)可選自0.5％、1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％。

14、優(yōu)選地，所述保溫材料選自硅酸鋁、電氣石、水滑石中的至少一種。

15、優(yōu)選地，所述樹(shù)脂基體選自聚乙烯、尼龍、聚乙烯醇、聚丙烯、三元乙丙橡膠、ctc樹(shù)脂、馬來(lái)酸酐中的至少一種。本發(fā)明中的樹(shù)脂基體還可以選用其它現(xiàn)有技術(shù)中農(nóng)用地膜常用的樹(shù)脂基體。

16、優(yōu)選地，所述隔熱層的厚度為5～200μm，例如，可選自5μm、10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm、110μm、120μm、130μm、140μm、150μm、160μm、170μm、180μm、190μm、200μm。

17、優(yōu)選地，所述紫外吸收層的厚度為1～150μm，例如，可選自1μm、5μm、10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm、110μm、120μm、130μm、140μm、150μm。

18、優(yōu)選地，所述保溫層的厚度為1～180μm；例如，可選自1μm、5μm、10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm、110μm、120μm、130μm、140μm、150μm、160μm、170μm、180μm。

19、優(yōu)選地，所述隔熱層、保溫層、紫外吸收層中的至少一層中還含有助劑。

20、優(yōu)選地，所述隔熱層中含有樹(shù)脂基體、隔熱材料和助劑。

21、優(yōu)選地，所述保溫層中含有樹(shù)脂基體、保溫材料和助劑。

22、優(yōu)選地，所述紫外吸收層中含有樹(shù)脂基體、uva紫外吸收劑、uvb紫外吸收劑和助劑。

23、優(yōu)選地，所述助劑選自潤(rùn)滑劑、光穩(wěn)定劑、抗氧化劑、增溶劑、偶聯(lián)劑中的至少一種。

24、本發(fā)明的第二個(gè)方面提供了本發(fā)明第一個(gè)方面所述的薄膜的制備方法，包括以下步驟：

25、將隔熱層、紫外吸收層、保溫層的各原料分別混合，然后采用三層共擠出設(shè)備進(jìn)行擠出成型，制得所述薄膜。

26、本發(fā)明的第三個(gè)方面提供了本發(fā)明第一個(gè)方面所述的薄膜在植物種植領(lǐng)域中的應(yīng)用。

27、本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明中的薄膜通過(guò)在紫外吸收層中引入uva紫外吸收劑和uvb紫外吸收劑，通過(guò)對(duì)太陽(yáng)光中的紫外線進(jìn)行部分吸收而實(shí)現(xiàn)調(diào)控透過(guò)薄膜的uva紫外線和uvb紫外線的光強(qiáng)，從而獲得適合植物生長(zhǎng)的紫外線環(huán)境，使植物有效利用紫外線進(jìn)而提高果實(shí)中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量，例如：花青素和槲皮素等。

28、本發(fā)明中的薄膜采用三層共擠出的方法制得，制備方法簡(jiǎn)單易操作，適合于批量化工業(yè)生產(chǎn)。