再生塑膠複材應用於農業資材之研究(上)：材料世界網

李英杰 / 屏東科技大學材料所；曾向榮 / 塑膠工業技術發展中心；蔡孟豪 / 屏東科技大學土木；林資哲 / 屏東科技大學農園生產系；林似容 / 屏東科技大學

前言

1. 塑膠使用衍伸問題

塑膠材料具有化學性質穩定、耐熱、絕緣、堅固、易塑、價格低廉等特性，自1907年至今，超過一個世紀人工合成的塑膠材料已被廣泛應用於商業產品。然而這些方便的一次性產品，讓人養成拋棄式的生活概念，從而衍生許多廢塑膠汙染問題。例如，在2017年7月中旬，高雄保七總隊偵破屏東縣崁頂鄉1處農地遭非法棄置廢塑膠250噸，查出環保公司以合法掩護非法，涉嫌委託非法業者將250噸廢塑膠棄置於農地。另一個問題是廢棄漁網，漁業署逐年取消漁民流刺網的執照，流刺網汰換量驚人，而且流刺網主要成分是塑膠。但被認定是環保局無法處理的事業廢棄物，漁民不想花大錢清運，只好棄置在漁港角落。依據漁業署2018年提供第一類漁港回收量及漁船數計算，推估國內廢棄漁網年產出量約2,300噸。網具常見材質包含尼龍(Nylon)、特多龍(Polyester)、聚乙烯(PE)等。從以上例子不難看出，在農林漁牧用地的各處角落，普遍存在塑膠廢棄物。雖然台灣擁有良好的回收再製體系與技術，但如果回收再生品的應用出海口不夠，此類情況將會持續普遍存在，並占據農林牧地、河流海灘等地。

根據環保署資源回收管理基金管理委員會的統計，PET、PE、PP、PVC、PS等廢塑膠容器，經過回收分類處理後產出的再生料，可廣泛應用於各種塑膠製品，且回收率相當穩定。如PET再生料可製成紡織品、PE再生料可製成工具箱、PP再生料可製成塑膠棧板等。但資源回收廠回收之廢塑膠，目前雖已開發多項再生使用技術，然而其強度不足，以致用途受限，故常利用複合材料方式，以不同材料性質來補強整體結構的性能。當今之工業界，以複合材料取代鋼鐵或其他合金之結構已屢見不鮮。在成本及結構強度的雙重考量下，如何利用不同材料合成，來解決塑膠強度不足以及塑膠廢棄物應用不足的問題，此為目前產業應用的重點發展方向之一。

2. 農用資材

農用資材泛指應用於農業上使用的材料，包含肥料、燈具、灑水器、套袋、支架與溫室網等，這裡的農用資材是以溫室支架為主。根據2017年3月27日行政院主計總處發布之104年農林漁牧業普查統計結果顯示，國內可耕作地面積為564,846公頃，其中採用農業設施(簡易溫室)栽培面積計34,000公頃，5年間成長12.2%，每年約成長800公頃。國人對於農作物種植逐漸朝向精緻高質/值化發展，資料顯示，有使用農業設施栽培者的銷售收入為不使用農業設施栽培者的1.5至3.2倍，因而帶動簡易溫室設施相關產業成長。溫室之建構成本會因使用材料不同而有所差異，溫室會因太陽發出的電磁輻射而加熱，使溫室內的植物、泥土、空氣等變暖，因為可以提早種植也比較不受氣候影響，在亞熱帶和溫帶國家很流行，在乾燥地區還有防止水份過度蒸發的效果。

簡易溫室設施包含鍍鋅鋼管、扣夾件、棚網膜、地膜與環境調控設備等。目標以1吋鍍鋅鋼管為例，建造一座約8平方公尺(約2.5坪)的簡易溫室，最少須使用鍍鋅鋼管長度為42公尺。如果使用回收塑膠材料來取代鍍鋅鋼管，評估搭建一座簡易溫室的可行性，使回收塑膠材料可以變成農用資材，使用到更多的領域，可為環保做出一些貢獻。另外，除了簡易溫室使用回收塑膠材料外，我們也試著找出更多農業資材應用端，如在木瓜支撐架、植物攀爬架、絲瓜棚架等，都可使用回收塑膠材料作為農用資材。

3. 塑膠材料選用

塑膠材料選用主要考量在於：為讓再生塑膠複材具有一定強度，能承載相當的重量與抵抗側向風力(抗彎強度)，使其可以應用於簡易溫室，達到抗風與耐候的等級，因此尋找合適的塑膠材料亦為重要項目。從一些常見塑膠回收材料的種類來看，熱塑性塑膠材料主要回收來源與特性分析如表一所示。從分析表中之塑膠材料特性與剛性可得知，如果要有一定的機械強度，選擇工程塑膠之尼龍與玻璃纖維補強尼龍作為再生原料為首選，如果要有一定的耐熱性，則PET是不錯的選擇。

表一、塑膠材料特性分析