防水透气膜在活鱼运输上的开发应用

（信阳农林学院水产学院 河南 信阳 464000）

防水透气膜在活鱼运输上的开发应用

彭新亮 龚 静 田海军

（信阳农林学院水产学院 河南 信阳 464000）

在活鱼运输中，密闭尼龙袋运输法因运输方便、成活率高等优点，成为最常用的运输方式之一。密闭尼龙袋运输要满足的条件是袋内既要有适量的水，又要有充足的氧气供鱼呼吸。由于要考虑尼龙袋承重能力及运输方便等因素，尺寸多在40～80cm之内，所能携带的水和氧气是有限的。在长途运输中，鱼因不断耗氧气产生二氧化碳，导致袋内氧气逐渐减少而二氧化碳增多，若运输时间过长，常因水中二氧化碳浓度过高，引起鱼类麻痹缺氧死亡。若能让氧气和二氧化碳透过运输袋表面进行气体交换而水不泄露，即做到防水又透气，这在人们的观念中，几乎是一个自相矛盾的要求，防水透气膜的问世，解决了这一难题。防水透气膜以其特有的防水透气功能显示出作为活鱼长途运输材料的优越性，并已初步在活鱼运输产品中开发应用。防水透气膜按透湿原理可分为微孔薄膜和无孔亲水薄膜，由于微孔薄膜透气量大，在活鱼运输中效果较好，因此在活鱼运输中多采用此种防水透气膜。本文针对微孔防水透气膜在活鱼运输中开发应用进行探讨。

一、防水透气膜在活鱼运输上的开发历史

1969年美国戈尔公司开发出具有防水透气功能的聚四氟乙烯防水透气膜后，它首先被应用到军事和航天领域，如宇航服、太空育种袋等。依据聚四氟乙烯防水透气膜的优良特性和使用效果，它可以作为开发活鱼运输工具的优良材料，但由于聚四氟乙烯防水透气膜加工难度大，成本高，生产专利长期以来被美国的戈尔公司控制，因而产品价格昂贵，加之活鱼运输工具用料较多，一直没有得到有效开发应用。

为降低成本和推广利用防水透气膜的优良特性，20世纪70年代美国等发达国家又开发了聚乙烯防水透气膜。该防水透气膜因加工工艺简单、价格低廉、防水透气功能良好等优点，成为开发活鱼运输工具的材料首选。相比其它行业，聚乙烯防水透气膜在活鱼运输工具方面开发较晚，在此之前，以聚乙烯防水透气膜为材料已开发出防水透气卫生巾、纸尿裤、护垫、手术服、手术帘等多种产品。至20世纪90年代，美国科登有限责任公司（Kordon LLC）才把聚乙烯防水透气膜成功开发应用到活鱼运输工具上。科登公司产品研究开发人员以聚乙烯防水透气膜为材料，根据活鱼运输的特点设计制造了运输袋，因袋中氧气和二氧化碳可以通过表面微孔进行气体交换，犹如呼吸一样，故命名为科登呼吸袋（Kordon誖 Breathing BagsTM，图1），并注册商标。科登呼吸袋的面世，既摆脱了传统尼龙袋密闭运输法充氧的繁琐环节，又解决了长途运输缺氧的难题，受到使用者的广泛欢迎，尤

其在观赏水族运输和网购邮寄中最为方便，被称为水族呼吸袋、水族邮寄袋等。

图1 科登誖呼吸袋TM（Kordon誖 Breathing BagsTM）

二、防水透气膜的作用机理

聚乙烯防水透气膜每平方厘米薄膜上有上亿个直径在0.01μm～10μm的微孔，自然界中水滴由于表面张力作用直径为100μm～3000μm，空气分子直径为0.00036μm。而水族呼吸袋上微孔直径为水滴直径的几百到几十万分之一，是空气分子的几十到几万倍，因此最小的水滴也不能透过，而空气分子则可以自由进出，从而实现呼吸袋防水透气的功能。使用水族呼吸袋进行活鱼运输中，鱼因不断消耗水中氧气产生二氧化碳，导致袋内水中溶氧逐渐减少而二氧化碳增多，氧气和二氧化碳因溶解浓度差通过微孔进行气体交换，使袋内被消耗的氧气源源不断得到补充，从而实现不用充氧就可以达到活鱼长途运输的目的。

三、 防水透气膜作为活鱼运输工具的优越性

以聚乙烯防水透气膜为材料开发的水族呼吸袋，与传统塑料薄膜为材料制成的密闭尼龙袋相比，具有十分明显的优越性。主要体现在六方面：（1）运输前不需充氧，减少了充氧的繁琐过程；（2）长途运输中不易出现缺氧死亡问题，提高了成活率；（3）袋内只装少量水，不保留气体空间，重量轻且空间小，便于携带运输和进行大规模的海运、陆运（图2）；（4）长途运输减少了对空运的依赖，降低了运输成本；（5）袋内只装水不会发生激烈震荡，使鱼保持平稳减少伤害；（6）便于野外活鱼采集运输，摆脱了对充氧设施的依赖。由于水族呼吸袋的优越性，一经面世，就受到使用者的普遍欢迎，尤其在观赏鱼长途运输中使用最多。在当今网上购物普及的情况下，防水透气膜在活鱼运输的开发使用，使远距离网购活鱼进行低价长途运输成为现实，活鱼也可以像普通网购商品一样不再受运输时间的严格限制，进行低价长途运输，大大降低了成本。

图2 水族呼吸袋海运集装箱图例

四、防水透气膜在活鱼运输上的开发应用现状

防水透气膜首先被美国科登有限责任公司开发成活鱼运输产品，产品命名为科登呼吸袋，注册商标并拥有生产专利，生产销售处于垄断地位，因而产品价格偏高。国内一些企业也以聚乙烯防水透气膜为材料制作水族呼吸袋，但无论透气性，还是柔韧性都不及科登呼吸袋。目前，市场上大多数水族呼吸袋是从美国进口的，规格有4种，分别为小号（13cm×20cm）、中号（18.75cm×30cm）、大号（19.5cm×50cm）和超大号（35.6cm×40.6cm×76.2cm）。小号和中号因空间有限，装水和鱼较少，运输中不宜破损且轻便，使用较多；大号和超大号装水和鱼较多时，密封处易发生渗漏，运输中也易破损，使用时需要有合适的保护措施。当前市场上所有水族呼吸袋都存在一个弱点，即只能运输小型观赏鱼或鱼苗，对于大型鱼类，带硬棘或多刺的鱼、虾等水生动物，因承重能力有限或易被刺破等原因都不能运输。台湾生产商在吸取科登呼吸袋优点的基础上，对呼吸袋材料进行纳米抗菌处理，开发了纳米抗菌呼吸袋，同时对呼吸袋增加厚度和韧性，并进行尺寸改进，在一定程度上降低了运输中的破损率。但是根据聚乙烯防水透气膜的透气特性，薄膜厚度增加会降低微孔的透气性能，厚度的增加对微孔透气性的影响还有待进一步研究。

五、防水透气膜在水产行业开发应用展望

防水透气膜自面世以来，就受到人们的关注，许多国家都在积极地研究开发，美国、日本、英国等国家已申请了几百项技术专利。尤其是20世纪80年代以来，随着防水透气膜研究开发的深入，应用范围由原来的军事与航空航天，已扩展到石油化工、电子电器、医疗卫生、机械、建筑、纺织等领域。但在水产行业的开发应用，目前除水族呼吸袋外，还没有其它产品。根据防水透气膜的特性，可以为水产品暂养、运输、缺氧、保鲜等问题提供解决新途径。比如对于当前市场上普遍面临的水产货物保持鲜活问题，超市和酒店一般采用充氧的方式保持，人们购买鲜活水产品后普遍当场宰杀，然后用冰冻或腌制等方法保存，水产品礼品盒只能盛装冰冻、晒干或腌制的货物。若能开发出适合多种场合和用途的防水透气容器、袋子或其它渔具，用于鲜活水产品的盛放、运输和保鲜等，将为水产货物保持鲜活带来新的便利方式。如开发范围扩展到水族箱、鱼缸、水裤以及过滤材料等，将会带来更大的经济和社会效益。根据防水透气膜在其它行业应用带来的巨大便利和效益，可以推测水产这个和水密不可分的行业，防水透气膜的应用前景将会更为广阔。