Bạt Phủ Nông Nghiệp tại Việt Nam: (Phần 2/7) Phân tích Khoa học Vật liệu: Bạt Dệt PP và Màng Phủ PE

So sánh chuyên sâu Polypropylene (PP) và Polyethylene (PE)

• Nguồn gốc và Cấu trúc hóa học: Cả hai đều là nhựa nhiệt dẻo thuộc nhóm polyolefin. PP được tổng hợp từ phản ứng trùng hợp propylene, có công thức hóa học là (C3​H6​)n​. PE được tổng hợp từ ethylene, có công thức hóa học là (C2​H4​)n​. Sự khác biệt trong cấu trúc phân tử này là nguồn gốc của mọi sự khác biệt về đặc tính vật lý.   

   

• Đặc tính cơ học:

• PP (Polypropylene): Nổi bật với độ cứng, độ bền cơ học cao, và khả năng chống xé, chống mài mòn tốt. Tuy nhiên, PP lại giòn hơn, đặc biệt ở nhiệt độ thấp (dưới 0°C), và kém dẻo dai hơn so với PE. Đặc tính cứng vững này làm cho nó rất phù hợp để chế tạo thành sợi dệt.  

   

• PE (Polyethylene): Đặc trưng bởi tính mềm dẻo, linh hoạt và khả năng kéo giãn tốt. PE chịu được nhiệt độ thấp tốt hơn PP mà không bị giòn gãy. Tuy nhiên, độ cứng và độ bền kéo của nó lại thấp hơn.   

   

• Khả năng chịu nhiệt: Đây là một trong những khác biệt quan trọng nhất. PP có nhiệt độ nóng chảy cao hơn đáng kể, dao động trong khoảng 160°C - 170°C, trong khi PE (loại LDPE thường dùng làm màng phủ) có nhiệt độ nóng chảy chỉ khoảng 115°C. Điều này có nghĩa là bạt làm từ PP có khả năng chịu nhiệt độ cao ngoài trời tốt hơn, ít bị biến dạng dưới ánh nắng gay gắt.   

   

• Kháng hóa chất và Độ bền môi trường: Cả hai vật liệu đều có khả năng kháng axit, kiềm và các hóa chất thông thường rất tốt. Tuy nhiên, PP được đánh giá là nhỉnh hơn một chút. Để tăng tuổi thọ khi sử dụng ngoài trời, cả hai loại vật liệu khi sản xuất bạt phủ nông nghiệp đều được pha thêm các chất phụ gia chống tia cực tím (UV).   

   
  

Phân tích cấu trúc ứng dụng trong nông nghiệp

Từ những đặc tính vật liệu gốc, các nhà sản xuất đã tạo ra hai dòng sản phẩm bạt phủ với cấu trúc và chức năng hoàn toàn khác biệt:

• Bạt dệt PP ("Woven PP Ground Cover"): Sản phẩm này được tạo ra bằng cách dệt các sợi PP đã được kéo thành chỉ lại với nhau, tương tự như dệt vải bao tải. Cấu trúc dệt này tạo ra vô số các lỗ nhỏ li ti trên khắp bề mặt bạt. Chính những lỗ li ti này tạo nên ưu điểm vượt trội của bạt dệt PP: cho phép nước và không khí thấm qua một cách từ từ. Điều này giúp đất có thể "thở", nhận được nước mưa tự nhiên và tránh được tình trạng ngập úng cục bộ, tạo môi trường lý tưởng cho hệ vi sinh vật hiếu khí phát triển.  

   

• Màng phủ PE ("PE Mulch Film"): Ngược lại, đây là một tấm phim nhựa (nilon) liền khối, được sản xuất bằng phương pháp thổi hoặc cán. Cấu trúc này hoàn toàn không thấm nước và không khí. Để tối ưu hóa công năng, màng PE thường được sản xuất với hai mặt có màu khác nhau (thường là mặt đen và mặt bạc/xám). Mặt đen úp xuống đất để ngăn ánh sáng và diệt cỏ. Mặt bạc/xám hướng lên trên để phản xạ ánh sáng mặt trời, giúp tăng cường quang hợp cho tán lá dưới và xua đuổi một số loại côn trùng. Tuy nhiên, nhược điểm cố hữu của màng PE là nguy cơ gây bí đất, làm tăng nhiệt độ đất quá mức vào mùa nắng và không cho nước mưa thấm qua, có thể dẫn đến úng hoặc khô hạn cục bộ nếu không quản lý tưới tiêu tốt.  

   

Chi phí và Tái chế

Về mặt kinh tế, quy trình sản xuất màng PE thường đơn giản hơn, dẫn đến giá thành sản phẩm thường rẻ hơn so với bạt dệt PP. Cả hai vật liệu đều có khả năng tái chế, tuy nhiên, do có nhiệt độ nóng chảy thấp hơn, quá trình tái chế PE thường dễ dàng và tiết kiệm năng lượng hơn so với PP.  

Sự lựa chọn giữa "bạt dệt PP" và "màng phim PE" không đơn thuần là lựa chọn giữa hai loại nhựa. Về bản chất, đó là sự lựa chọn giữa hai chiến lược quản lý nước và vi khí hậu đất hoàn toàn khác nhau. Bạt dệt PP hoạt động như một "bộ lọc" có chọn lọc, ngăn cỏ dại nhưng vẫn cho phép sự trao đổi tương đối tự nhiên giữa đất và môi trường (nước mưa thấm vào, không khí lưu thông). Người nông dân khi sử dụng bạt PP vẫn có thể tận dụng một phần các yếu tố tự nhiên. Trong khi đó, màng phim PE hoạt động như một "hệ thống khép kín", cô lập hoàn toàn bề mặt đất. Điều này đòi hỏi người nông dân phải chịu trách nhiệm 100% trong việc cung cấp nước (thông qua hệ thống tưới dưới màng hoặc tưới vào các lỗ trồng) và phải đối mặt với nguy cơ nhiệt độ đất tăng cao không kiểm soát. Do đó, bạt dệt PP thường phù hợp hơn với các mô hình canh tác bền vững, các loại cây lâu năm cần hệ rễ khỏe mạnh và thoáng khí. Màng phim PE lại là lựa chọn phổ biến cho các mô hình thâm canh cao, cây trồng ngắn ngày, nơi mọi yếu tố được kiểm soát chặt chẽ và chi phí đầu vào thấp là ưu tiên hàng đầu.

Bảng 1: So sánh Đặc tính Vật liệu PP và PE trong Ứng dụng Nông nghiệp