PET薄膜PCT測(cè)試方法研究

1、BOPETBOPET薄膜薄膜PCTPCT實(shí)驗(yàn)方法對(duì)比研究實(shí)驗(yàn)方法對(duì)比研究Tankertanker DesignTankertanker DesignTankertanker Design2021-10-24一、前言一、前言隨著光伏行業(yè)的飛速發(fā)展，國(guó)內(nèi)光伏組隨著光伏行業(yè)的飛速發(fā)展，國(guó)內(nèi)光伏組件安裝電站的應(yīng)用不斷增多，對(duì)于光伏件安裝電站的應(yīng)用不斷增多，對(duì)于光伏組件生產(chǎn)成本的控制和組件可靠性要求組件生產(chǎn)成本的控制和組件可靠性要求的不斷提高。的不斷提高。很多廠商已經(jīng)不僅僅局限于很多廠商已經(jīng)不僅僅局限于IECIEC測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)的要求，紛紛想找到一種能減少測(cè)試時(shí)的要求，紛紛想找到一種能減少測(cè)試時(shí)間縮短

2、產(chǎn)品開發(fā)周期；加大測(cè)試應(yīng)力，間縮短產(chǎn)品開發(fā)周期；加大測(cè)試應(yīng)力，模擬更嚴(yán)酷條件的測(cè)試方法。模擬更嚴(yán)酷條件的測(cè)試方法。Tankertanker DesignTankertanker DesignTankertanker Design濕熱是亞洲地區(qū)比較典型的環(huán)境應(yīng)力，也是組件失效的一大重要原因。濕熱是亞洲地區(qū)比較典型的環(huán)境應(yīng)力，也是組件失效的一大重要原因。Tankertanker DesignTankertanker DesignTankertanker Design目前光伏行業(yè)主要使用溫度為85，濕度為85%（雙85實(shí)驗(yàn)）來評(píng)估材料老化性能。但是此種方法受到測(cè)試時(shí)間長(zhǎng)的局限性。所以行業(yè)內(nèi)為了縮短測(cè)

3、試時(shí)間，在不改變老化失效機(jī)理模式下加大了溫濕度產(chǎn)生了高加速壽命測(cè)試。產(chǎn)品投放市場(chǎng)需要在短期內(nèi)測(cè)試壽命和抗?jié)裥援a(chǎn)品投放市場(chǎng)需要在短期內(nèi)測(cè)試壽命和抗?jié)裥?.1.加速壽命測(cè)試加速壽命測(cè)試THBTHB：8585；85%RH85%RH 2. 2.高加速壽命測(cè)試：高加速壽命測(cè)試：(1).(1).使用使用HSATHSAT；110110，120120，130 at 85%RH130 at 85%RH(2).(2).使用使用PCTPCT；121121，at 100%RHat 100%RHTankertanker DesignTankertanker DesignTankertanker Design二：實(shí)驗(yàn)課題

4、的導(dǎo)入：二：實(shí)驗(yàn)課題的導(dǎo)入：我司評(píng)估材料老化性能主要的方法為我司評(píng)估材料老化性能主要的方法為PCT測(cè)試，測(cè)試條件采用測(cè)試，測(cè)試條件采用121，100%RH飽和蒸汽。飽和蒸汽。但目前行業(yè)內(nèi)在做但目前行業(yè)內(nèi)在做PCT測(cè)試放樣條時(shí)所采取的方式主要有三種方式：測(cè)試放樣條時(shí)所采取的方式主要有三種方式：以樣品懸掛的方式測(cè)試；：以樣品懸掛的方式測(cè)試；：以樣品平鋪的方式測(cè)試；：以樣品平鋪的方式測(cè)試；：將樣品裁切為：將樣品裁切為A4大小，測(cè)試完之后再裁切為樣條測(cè)試。大小，測(cè)試完之后再裁切為樣條測(cè)試。本次實(shí)驗(yàn)針對(duì)方式本次實(shí)驗(yàn)針對(duì)方式1和方式和方式2進(jìn)行對(duì)比測(cè)試；比較兩種方法測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比測(cè)試；比較兩種方法

5、測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是否一致，并得出較好的是否一致，并得出較好的PCT實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法。實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法。Tankertanker DesignTankertanker DesignTankertanker Design序號(hào)序號(hào)測(cè)試方式測(cè)試方式測(cè)試條件測(cè)試條件(溫度；壓強(qiáng)；濕度溫度；壓強(qiáng)；濕度)測(cè)試時(shí)間測(cè)試時(shí)間備注備注1懸掛+平鋪121 ;1.06kg/cm2;100%RH55h and 60h標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試2懸掛+平鋪124;1.26kg/cm2;100%RH50h and 52h升溫測(cè)試3懸掛+平鋪118;0.87kg/cm2;100%RH65h,75h,82h降溫測(cè)試三、實(shí)驗(yàn)方案三、實(shí)驗(yàn)方案Tankerta

6、nker DesignTankertanker DesignTankertanker Design對(duì)本次實(shí)驗(yàn)的補(bǔ)充說明1 12 23 34 4三階段試驗(yàn)所取的樣條均為我司同一批次同一母卷下的樣條，三階段試驗(yàn)所取的樣條均為我司同一批次同一母卷下的樣條，且樣條逐一檢查均無鋸齒。且樣條逐一檢查均無鋸齒。為了對(duì)比實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，三次實(shí)驗(yàn)均會(huì)放置我司內(nèi)部的標(biāo)準(zhǔn)樣條為了對(duì)比實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，三次實(shí)驗(yàn)均會(huì)放置我司內(nèi)部的標(biāo)準(zhǔn)樣條7#7#標(biāo)樣進(jìn)行對(duì)照。標(biāo)樣進(jìn)行對(duì)照。為保證測(cè)試方式的有效性，平鋪的樣條均放置在鐵絲網(wǎng)上，為保證測(cè)試方式的有效性，平鋪的樣條均放置在鐵絲網(wǎng)上，鐵絲網(wǎng)下方設(shè)置有多孔板。鐵絲網(wǎng)下方設(shè)置有多孔板。每次實(shí)驗(yàn)結(jié)

7、束，每個(gè)時(shí)間段的樣品拉伸測(cè)試完畢后均會(huì)測(cè)試每次實(shí)驗(yàn)結(jié)束，每個(gè)時(shí)間段的樣品拉伸測(cè)試完畢后均會(huì)測(cè)試其粘度進(jìn)行輔助對(duì)比。其粘度進(jìn)行輔助對(duì)比。Tankertanker DesignTankertanker DesignTankertanker Design四、聚合物薄膜的老化1.1.高分子材料在加工、貯存和使用過程中，由于受到各種因素（熱、氧、光、高分子材料在加工、貯存和使用過程中，由于受到各種因素（熱、氧、光、水、化學(xué)介質(zhì)及微生物等）的綜合作用，聚合物的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生一系水、化學(xué)介質(zhì)及微生物等）的綜合作用，聚合物的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生一系列的變化，以致最后喪失使用價(jià)值，這些現(xiàn)象和變化統(tǒng)稱為老化

8、。列的變化，以致最后喪失使用價(jià)值，這些現(xiàn)象和變化統(tǒng)稱為老化。老化過程中最主要的反應(yīng)即為降解，此反應(yīng)是一種老化過程中最主要的反應(yīng)即為降解，此反應(yīng)是一種不可逆化學(xué)變化。不可逆化學(xué)變化。2.PET2.PET薄膜薄膜PCTPCT實(shí)驗(yàn)所涉及的主要降解類型：實(shí)驗(yàn)所涉及的主要降解類型：降解類型降解類型主要反應(yīng)主要反應(yīng)主要反應(yīng)機(jī)理主要反應(yīng)機(jī)理生成物生成物化學(xué)降解化學(xué)降解水解反應(yīng)水解反應(yīng)水分子攻擊酯鍵，酯鍵無規(guī)裂水分子攻擊酯鍵，酯鍵無規(guī)裂解生成單體解生成單體TPATPA（對(duì)苯二甲酸）（對(duì)苯二甲酸）和和EGEG（乙二醇）（乙二醇）熱氧降解熱氧降解解聚反應(yīng)解聚反應(yīng)高溫使大分子末端斷裂，生成高溫使大分子末端斷裂，生成

9、自由基（鏈增長(zhǎng)的逆反應(yīng)）自由基（鏈增長(zhǎng)的逆反應(yīng)）乙烯基酯和羧酸乙烯基酯和羧酸Tankertanker DesignTankertanker DesignTankertanker Design熱氧降解反應(yīng)機(jī)理：熱氧降解反應(yīng)機(jī)理：PETPET大分子中的酯鍵受高溫作用斷裂，斷裂的產(chǎn)物一般為乙烯大分子中的酯鍵受高溫作用斷裂，斷裂的產(chǎn)物一般為乙烯基酯和羧酸，發(fā)生降解的酯鍵是隨機(jī)的（無規(guī)斷鏈）斷裂的產(chǎn)基酯和羧酸，發(fā)生降解的酯鍵是隨機(jī)的（無規(guī)斷鏈）斷裂的產(chǎn)物繼續(xù)會(huì)在高溫高壓下發(fā)生分解為各種小分子，如物繼續(xù)會(huì)在高溫高壓下發(fā)生分解為各種小分子，如COCO2 2、COCO、乙、乙醛、芳香酸以及乙烯基酯等。此類降解

10、可看作是鏈增長(zhǎng)反應(yīng)的醛、芳香酸以及乙烯基酯等。此類降解可看作是鏈增長(zhǎng)反應(yīng)的逆反應(yīng)，因此溫度越高越易進(jìn)行。逆反應(yīng)，因此溫度越高越易進(jìn)行。Tankertanker DesignTankertanker DesignTankertanker Design2021-10-243.PET3.PET薄膜老化的主要反應(yīng)薄膜老化的主要反應(yīng)-水解反應(yīng)機(jī)理：水解反應(yīng)機(jī)理：酯鍵無歸斷裂后所生成的單體TPA含羧酸顯酸性，可進(jìn)一步加速其水解COOH2CH2CCOOHOH水CCOHOOOHnn+nHOCH2CH2OHTPAEG高溫H2O攻擊酯鍵酯鍵斷裂生成單體Tankertanker DesignTankertanker

11、 DesignTankertanker Design水解反應(yīng)機(jī)理注解：在光伏背板TPT結(jié)構(gòu)中PET層起著機(jī)械支撐、隔絕水汽和電絕緣等諸多作用，它也是背板中最薄弱環(huán)節(jié)，易在高溫高濕(濕熱老化)條件下發(fā)生水解。在一定的溫度條件下，H2O分子攻擊酯鍵，使其鍵發(fā)生斷裂，分別得到羧酸和醇。隨著溫度的提高，越來越多的酯鍵斷裂，PET由大分子逐漸降解為小分子，導(dǎo)致其分子鏈段蠕動(dòng)更加容易，更易結(jié)晶，結(jié)晶度也隨之升高。同時(shí)其綜合性能也下降，體現(xiàn)在力學(xué)性能和絕緣強(qiáng)度等方面。該過程一般為無規(guī)裂解過程。水解的產(chǎn)物一般為合成PET的主要原料：TPA（對(duì)苯二甲酸）和EG（乙二醇）Tankertanker DesignTa

12、nkertanker DesignTankertanker Design五：實(shí)驗(yàn)儀器五：實(shí)驗(yàn)儀器1.實(shí)驗(yàn)儀器：高溫加速老化實(shí)驗(yàn)機(jī)（東莞市瑞凱環(huán)境檢測(cè)儀器有限公司）拉伸儀器-取樣器-Tankertanker DesignTankertanker DesignTankertanker Design六六. .實(shí)驗(yàn)方案的實(shí)施步驟：實(shí)驗(yàn)方案的實(shí)施步驟：準(zhǔn)備樣品，分別用鐵架臺(tái)和底層帶有多孔板的鐵絲網(wǎng)來放置樣條放入樣品架關(guān)閉試驗(yàn)箱溫度設(shè)置好之后開始升溫溫度到達(dá)設(shè)置溫度實(shí)驗(yàn)開始中途16h時(shí)觀察溫度壓力均恒定Tankertanker DesignTankertanker DesignTankertanker D

13、esign2021-10-24七七. .實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試測(cè)試時(shí)間測(cè)試時(shí)間懸掛平鋪縱向橫向縱向橫向7#標(biāo)樣55H拉伸強(qiáng)度121-124-斷裂伸長(zhǎng)率103-114-60H拉伸強(qiáng)度119-113-斷裂伸長(zhǎng)率104-96-測(cè)試樣品55H拉伸強(qiáng)度127122113124斷裂伸長(zhǎng)率8979787660H拉伸強(qiáng)度117117113122斷裂伸長(zhǎng)率74666562Tankertanker DesignTankertanker DesignTankertanker Design2021-10-24升溫測(cè)試數(shù)據(jù)：升溫測(cè)試升溫測(cè)試測(cè)試時(shí)間測(cè)試時(shí)間懸掛平鋪縱向橫向縱向橫向7#標(biāo)樣50H拉伸強(qiáng)度100-103-斷裂伸長(zhǎng)率88-86-52H拉伸強(qiáng)度105-103-斷裂伸長(zhǎng)率96-87-測(cè)試樣品50H拉伸強(qiáng)度107107104109斷裂伸長(zhǎng)率6261563152H拉伸強(qiáng)度111111104107斷裂伸長(zhǎng)率67524033Tankertanker DesignTankertanker DesignTankertanker Design降溫測(cè)試數(shù)據(jù)低溫測(cè)試低溫測(cè)試測(cè)試時(shí)間測(cè)試時(shí)間懸掛懸掛平鋪平鋪縱向橫向縱向橫向7#標(biāo)樣65H拉伸強(qiáng)度134-128-斷裂伸長(zhǎng)率118-