防水透氣膜在活魚運(yùn)輸上的開發(fā)應(yīng)用

（信陽農(nóng)林學(xué)院水產(chǎn)學(xué)院 河南 信陽 464000）

防水透氣膜在活魚運(yùn)輸上的開發(fā)應(yīng)用

彭新亮 龔 靜 田海軍

（信陽農(nóng)林學(xué)院水產(chǎn)學(xué)院 河南 信陽 464000）

在活魚運(yùn)輸中，密閉尼龍袋運(yùn)輸法因運(yùn)輸方便、成活率高等優(yōu)點，成為最常用的運(yùn)輸方式之一。密閉尼龍袋運(yùn)輸要滿足的條件是袋內(nèi)既要有適量的水，又要有充足的氧氣供魚呼吸。由于要考慮尼龍袋承重能力及運(yùn)輸方便等因素，尺寸多在40～80cm之內(nèi)，所能攜帶的水和氧氣是有限的。在長途運(yùn)輸中，魚因不斷耗氧氣產(chǎn)生二氧化碳，導(dǎo)致袋內(nèi)氧氣逐漸減少而二氧化碳增多，若運(yùn)輸時間過長，常因水中二氧化碳濃度過高，引起魚類麻痹缺氧死亡。若能讓氧氣和二氧化碳透過運(yùn)輸袋表面進(jìn)行氣體交換而水不泄露，即做到防水又透氣，這在人們的觀念中，幾乎是一個自相矛盾的要求，防水透氣膜的問世，解決了這一難題。防水透氣膜以其特有的防水透氣功能顯示出作為活魚長途運(yùn)輸材料的優(yōu)越性，并已初步在活魚運(yùn)輸產(chǎn)品中開發(fā)應(yīng)用。防水透氣膜按透濕原理可分為微孔薄膜和無孔親水薄膜，由于微孔薄膜透氣量大，在活魚運(yùn)輸中效果較好，因此在活魚運(yùn)輸中多采用此種防水透氣膜。本文針對微孔防水透氣膜在活魚運(yùn)輸中開發(fā)應(yīng)用進(jìn)行探討。

一、防水透氣膜在活魚運(yùn)輸上的開發(fā)歷史

1969年美國戈爾公司開發(fā)出具有防水透氣功能的聚四氟乙烯防水透氣膜后，它首先被應(yīng)用到軍事和航天領(lǐng)域，如宇航服、太空育種袋等。依據(jù)聚四氟乙烯防水透氣膜的優(yōu)良特性和使用效果，它可以作為開發(fā)活魚運(yùn)輸工具的優(yōu)良材料，但由于聚四氟乙烯防水透氣膜加工難度大，成本高，生產(chǎn)專利長期以來被美國的戈爾公司控制，因而產(chǎn)品價格昂貴，加之活魚運(yùn)輸工具用料較多，一直沒有得到有效開發(fā)應(yīng)用。

為降低成本和推廣利用防水透氣膜的優(yōu)良特性，20世紀(jì)70年代美國等發(fā)達(dá)國家又開發(fā)了聚乙烯防水透氣膜。該防水透氣膜因加工工藝簡單、價格低廉、防水透氣功能良好等優(yōu)點，成為開發(fā)活魚運(yùn)輸工具的材料首選。相比其它行業(yè)，聚乙烯防水透氣膜在活魚運(yùn)輸工具方面開發(fā)較晚，在此之前，以聚乙烯防水透氣膜為材料已開發(fā)出防水透氣衛(wèi)生巾、紙尿褲、護(hù)墊、手術(shù)服、手術(shù)簾等多種產(chǎn)品。至20世紀(jì)90年代，美國科登有限責(zé)任公司（Kordon LLC）才把聚乙烯防水透氣膜成功開發(fā)應(yīng)用到活魚運(yùn)輸工具上。科登公司產(chǎn)品研究開發(fā)人員以聚乙烯防水透氣膜為材料，根據(jù)活魚運(yùn)輸?shù)奶攸c設(shè)計制造了運(yùn)輸袋，因袋中氧氣和二氧化碳可以通過表面微孔進(jìn)行氣體交換，猶如呼吸一樣，故命名為科登呼吸袋（Kordon誖 Breathing BagsTM，圖1），并注冊商標(biāo)?？频呛粑拿媸?，既擺脫了傳統(tǒng)尼龍袋密閉運(yùn)輸法充氧的繁瑣環(huán)節(jié)，又解決了長途運(yùn)輸缺氧的難題，受到使用者的廣泛歡迎，尤

其在觀賞水族運(yùn)輸和網(wǎng)購郵寄中最為方便，被稱為水族呼吸袋、水族郵寄袋等。

圖1 科登誖呼吸袋TM（Kordon誖 Breathing BagsTM）

二、防水透氣膜的作用機(jī)理

聚乙烯防水透氣膜每平方厘米薄膜上有上億個直徑在0.01μm～10μm的微孔，自然界中水滴由于表面張力作用直徑為100μm～3000μm，空氣分子直徑為0.00036μm。而水族呼吸袋上微孔直徑為水滴直徑的幾百到幾十萬分之一，是空氣分子的幾十到幾萬倍，因此最小的水滴也不能透過，而空氣分子則可以自由進(jìn)出，從而實現(xiàn)呼吸袋防水透氣的功能。使用水族呼吸袋進(jìn)行活魚運(yùn)輸中，魚因不斷消耗水中氧氣產(chǎn)生二氧化碳，導(dǎo)致袋內(nèi)水中溶氧逐漸減少而二氧化碳增多，氧氣和二氧化碳因溶解濃度差通過微孔進(jìn)行氣體交換，使袋內(nèi)被消耗的氧氣源源不斷得到補(bǔ)充，從而實現(xiàn)不用充氧就可以達(dá)到活魚長途運(yùn)輸?shù)哪康摹?/p>

三、 防水透氣膜作為活魚運(yùn)輸工具的優(yōu)越性

以聚乙烯防水透氣膜為材料開發(fā)的水族呼吸袋，與傳統(tǒng)塑料薄膜為材料制成的密閉尼龍袋相比，具有十分明顯的優(yōu)越性。主要體現(xiàn)在六方面：（1）運(yùn)輸前不需充氧，減少了充氧的繁瑣過程；（2）長途運(yùn)輸中不易出現(xiàn)缺氧死亡問題，提高了成活率；（3）袋內(nèi)只裝少量水，不保留氣體空間，重量輕且空間小，便于攜帶運(yùn)輸和進(jìn)行大規(guī)模的海運(yùn)、陸運(yùn)（圖2）；（4）長途運(yùn)輸減少了對空運(yùn)的依賴，降低了運(yùn)輸成本；（5）袋內(nèi)只裝水不會發(fā)生激烈震蕩，使魚保持平穩(wěn)減少傷害；（6）便于野外活魚采集運(yùn)輸，擺脫了對充氧設(shè)施的依賴。由于水族呼吸袋的優(yōu)越性，一經(jīng)面世，就受到使用者的普遍歡迎，尤其在觀賞魚長途運(yùn)輸中使用最多。在當(dāng)今網(wǎng)上購物普及的情況下，防水透氣膜在活魚運(yùn)輸?shù)拈_發(fā)使用，使遠(yuǎn)距離網(wǎng)購活魚進(jìn)行低價長途運(yùn)輸成為現(xiàn)實，活魚也可以像普通網(wǎng)購商品一樣不再受運(yùn)輸時間的嚴(yán)格限制，進(jìn)行低價長途運(yùn)輸，大大降低了成本。

圖2 水族呼吸袋海運(yùn)集裝箱圖例

四、防水透氣膜在活魚運(yùn)輸上的開發(fā)應(yīng)用現(xiàn)狀

防水透氣膜首先被美國科登有限責(zé)任公司開發(fā)成活魚運(yùn)輸產(chǎn)品，產(chǎn)品命名為科登呼吸袋，注冊商標(biāo)并擁有生產(chǎn)專利，生產(chǎn)銷售處于壟斷地位，因而產(chǎn)品價格偏高。國內(nèi)一些企業(yè)也以聚乙烯防水透氣膜為材料制作水族呼吸袋，但無論透氣性，還是柔韌性都不及科登呼吸袋。目前，市場上大多數(shù)水族呼吸袋是從美國進(jìn)口的，規(guī)格有4種，分別為小號（13cm×20cm）、中號（18.75cm×30cm）、大號（19.5cm×50cm）和超大號（35.6cm×40.6cm×76.2cm）。小號和中號因空間有限，裝水和魚較少，運(yùn)輸中不宜破損且輕便，使用較多；大號和超大號裝水和魚較多時，密封處易發(fā)生滲漏，運(yùn)輸中也易破損，使用時需要有合適的保護(hù)措施。當(dāng)前市場上所有水族呼吸袋都存在一個弱點，即只能運(yùn)輸小型觀賞魚或魚苗，對于大型魚類，帶硬棘或多刺的魚、蝦等水生動物，因承重能力有限或易被刺破等原因都不能運(yùn)輸。臺灣生產(chǎn)商在吸取科登呼吸袋優(yōu)點的基礎(chǔ)上，對呼吸袋材料進(jìn)行納米抗菌處理，開發(fā)了納米抗菌呼吸袋，同時對呼吸袋增加厚度和韌性，并進(jìn)行尺寸改進(jìn)，在一定程度上降低了運(yùn)輸中的破損率。但是根據(jù)聚乙烯防水透氣膜的透氣特性，薄膜厚度增加會降低微孔的透氣性能，厚度的增加對微孔透氣性的影響還有待進(jìn)一步研究。

五、防水透氣膜在水產(chǎn)行業(yè)開發(fā)應(yīng)用展望

防水透氣膜自面世以來，就受到人們的關(guān)注，許多國家都在積極地研究開發(fā)，美國、日本、英國等國家已申請了幾百項技術(shù)專利。尤其是20世紀(jì)80年代以來，隨著防水透氣膜研究開發(fā)的深入，應(yīng)用范圍由原來的軍事與航空航天，已擴(kuò)展到石油化工、電子電器、醫(yī)療衛(wèi)生、機(jī)械、建筑、紡織等領(lǐng)域。但在水產(chǎn)行業(yè)的開發(fā)應(yīng)用，目前除水族呼吸袋外，還沒有其它產(chǎn)品。根據(jù)防水透氣膜的特性，可以為水產(chǎn)品暫養(yǎng)、運(yùn)輸、缺氧、保鮮等問題提供解決新途徑。比如對于當(dāng)前市場上普遍面臨的水產(chǎn)貨物保持鮮活問題，超市和酒店一般采用充氧的方式保持，人們購買鮮活水產(chǎn)品后普遍當(dāng)場宰殺，然后用冰凍或腌制等方法保存，水產(chǎn)品禮品盒只能盛裝冰凍、曬干或腌制的貨物。若能開發(fā)出適合多種場合和用途的防水透氣容器、袋子或其它漁具，用于鮮活水產(chǎn)品的盛放、運(yùn)輸和保鮮等，將為水產(chǎn)貨物保持鮮活帶來新的便利方式。如開發(fā)范圍擴(kuò)展到水族箱、魚缸、水褲以及過濾材料等，將會帶來更大的經(jīng)濟(jì)和社會效益。根據(jù)防水透氣膜在其它行業(yè)應(yīng)用帶來的巨大便利和效益，可以推測水產(chǎn)這個和水密不可分的行業(yè)，防水透氣膜的應(yīng)用前景將會更為廣闊。