• 
    

    
    

      99热精品在线国产_美女午夜性视频免费_国产精品国产高清国产av_av欧美777_自拍偷自拍亚洲精品老妇_亚洲熟女精品中文字幕_www日本黄色视频网_国产精品野战在线观看 ?

      熔融指數(shù)對POE膠膜性能的影響

      2022-12-29 12:00:22周雪梅
      遼寧化工 2022年12期
      關(guān)鍵詞:熔融指數(shù)剝離強(qiáng)度膠膜

      周雪梅

      (浙江利昌科技有限公司,浙江 溫州 325016)

      光伏發(fā)電是將太陽能通過光伏組件轉(zhuǎn)換成電能。每1 MW光伏系統(tǒng),每年可減排CO2900多t,可替代500多t標(biāo)準(zhǔn)煤。根據(jù)世界自然基金會研究結(jié)果,從減排二氧化碳效果而言,安裝1 m2光伏發(fā)電系統(tǒng)相當(dāng)于植樹造林100 m2。自2008年以來,隨著光伏技術(shù)的提升,光伏發(fā)電的價格已下降了90%,目前光伏發(fā)電具有顯著的能源、環(huán)保和經(jīng)濟(jì)效益,是最優(yōu)質(zhì)的綠色能源之一[1]。

      光伏組件中封裝膠膜主要用于保護(hù)電池片,提高組件的使用壽命。乙烯醋酸乙烯酯共聚物(EVA膠膜)是目前應(yīng)用相對最廣泛的高分子膠膜,其工藝成熟且性價比高[2]。但EVA膠膜水汽透過率低,容易分解釋放醋酸分子,腐蝕玻璃和背板等部件,縮短組件的使用壽命。近年來,發(fā)現(xiàn)在電站使用過程中EVA膠膜存在嚴(yán)重的電勢誘導(dǎo)衰減(PID)現(xiàn)象,導(dǎo)致電站輸出功率大幅下降,嚴(yán)重影響電站運(yùn)營效率[3-5]。可見封裝材料的性能直接決定了電池片和組件的使用壽命。

      POE膠膜由茂金屬作催化劑開發(fā)而來,是具有相對窄分子質(zhì)量分布、窄共聚單體分布、結(jié)構(gòu)可控的新型聚烯烴熱塑性彈性體[6]。乙烯-a-烯烴共聚物(POE)為代表的聚烯烴材料具備優(yōu)異的透光性、電絕緣性、水汽阻隔性以及出色的耐候性能和抗PID性能,被認(rèn)定為替代EVA封裝材料的理想材料[7]。自2017年以來光伏組件封裝材料POE膠膜使用量僅次于EVA膠膜,主要原因是POE樹脂成本高于EVA樹脂。近兩年隨著光伏組件持續(xù)擴(kuò)產(chǎn),受EVA樹脂產(chǎn)能限制,加快了POE樹脂的技術(shù)和市場開發(fā),目前POE樹脂量升價跌,市場占有率不斷提高。EVA膠膜相對POE膠膜價格優(yōu)勢逐步減弱,當(dāng)POE膠膜生產(chǎn)企業(yè)加速降本增效,將來有望超過EVA膠膜的使用量,促進(jìn)光伏電站效益的提升。本文研究了3種不同熔融指數(shù)對POE膠膜性能的影響,主要從交聯(lián)度、透光率、體積電阻率、剝離強(qiáng)度、耐老化性能和電勢誘導(dǎo)衰減這6個方面進(jìn)行了分析。

      1 試驗(yàn)

      1.1 試驗(yàn)材料

      乙烯-a-烯烴共聚物(POE),熔指為30 g·(10 min)-1,工業(yè)級,陶氏公司;乙烯-a-烯烴共聚物(POE),熔指為14 g·(10 min)-1,工業(yè)級,陶氏公司;丁烯-a-烯烴共聚物(POE),熔指為10 g·(10 min)-1,工業(yè)級,陶氏公司;過氧化-2-乙基己酯碳酸叔丁酯交聯(lián)劑(TBEC),工業(yè)級,阿科瑪有限公司;三烯丙基異氰尿酸酯助交聯(lián)劑(TAIC),工業(yè)級,湖南民和化工有限公司;乙烯基三甲氧基硅烷偶(570),工業(yè)級,信越有限公司;抗氧劑1010,工業(yè)級,巴斯夫有限公司;紫外光穩(wěn)定劑770,工業(yè)級,巴斯夫有限公司;紫外光吸收劑81,工業(yè)級,巴斯夫有限公司;TPT背板,蘇州中來光伏新材股份有限公司;鋼化玻璃,厚度3.2 mm,信義光能控股有限公司。

      1.2 實(shí)驗(yàn)儀器

      小型擠出機(jī)和流延機(jī),舟山精科擠出機(jī)廠;立式混色機(jī),金恒力有限公司;TDCT-BY-5層壓機(jī),秦皇島市奧瑞特科技有限公司;XD-121電腦拉力機(jī),信任達(dá)(上海)有限公司;UV3600紫外分光光度計(jì),島津國際貿(mào)易(上海)有限公司;體積電阻率測試儀,型號DSM8104,日置有限公司;UVTEST紫外濕熱老化箱,ATLS;恒溫恒濕試驗(yàn)箱,上海愛斯佩克環(huán)境設(shè)備有限公司;抗PID電源上海質(zhì)衛(wèi)環(huán)??萍加邢薰荆籄VY-220電子天平,島津國際貿(mào)易(上海)有限公司;單次閃光太陽能模擬器,上海赫爽太陽能科技有限公司;太陽能電池組件電致發(fā)光檢測儀,型號EL-M測試儀,ASICCN。

      1.3 樣品制備

      POE膠膜的配方如表1所示。按表1將POE樹脂與各助劑在立式混色機(jī)內(nèi)精細(xì)共混,混合好后陳化放置24 h,再將混合料加入小型擠出機(jī),通過流延法制備厚度為0.5 mm的POE膠膜。

      表1 POE膠膜的配方

      1.4 樣品制備

      將制作的POE膠膜按照層壓固化條件145℃下,制作交聯(lián)度、透光率、剝離強(qiáng)度、體積電阻率、紫外老化性能、濕熱老化性能和電勢誘導(dǎo)衰減抗PID性能測試樣。

      電勢誘導(dǎo)衰減抗PID性能按照IEC62804中電勢誘導(dǎo)衰減測試方法進(jìn)行:測試條件溫度85 ℃,濕度85%,-1 000 V電壓,測試時間96 h。其他性能均按照《光伏組件封裝用共聚烯烴膠膜》(T/CPIA 0006—2017)標(biāo)準(zhǔn)[8]進(jìn)行測試,取平均值。

      2 結(jié)果與討論

      2.1 不同POE膠膜的交聯(lián)度

      POE是非極性分子結(jié)構(gòu),通過化學(xué)交聯(lián)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),可有效提高其力學(xué)性能和耐老化性能[9]。層壓固化條件的溫度和時間均影響交聯(lián)度?!豆夥M件封裝用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)膠膜》(GB/T29848—2018)標(biāo)準(zhǔn)[10]要求EVA膠膜交聯(lián)度≥75%,行業(yè)內(nèi)一般層壓固化條件140 ℃、20 min即可達(dá)到國標(biāo)要求。但POE分子屬于非極性分子,導(dǎo)致在相同條件下層壓固化,其交聯(lián)度低于極性的EVA膠膜?!豆夥M件封裝用共聚烯烴膠膜》(T/CPIA 0006—2017)標(biāo)準(zhǔn)要求交聯(lián)型共聚烯烴膠膜的交聯(lián)度≥60%。目前行業(yè)內(nèi)POE膠膜的層壓固化條件一般為145℃、20 min,圖1是在此條件下不同POE膠膜交聯(lián)度變化趨勢,A樣品交聯(lián)度75.1%相對最大。

      熔融指數(shù)(MI)是反映樹脂流動性能的重要指標(biāo),MI越高,樹脂的流動性能越好,越有利于加工。由圖1可知,在相同溫度和層壓時間下,MI越高,流動性越好,POE分子鏈段和自由基碰撞速率越快,故交聯(lián)度越高??梢娫谄渌麠l件相同時,熔融指數(shù)在一定程度上影響POE膠膜的交聯(lián)度。

      圖1 不同POE膠膜的交聯(lián)度

      2.2 不同POE膠膜的透光率

      不同POE膠膜的透光率如表2所示。

      表2 不同POE膠膜的透光率

      由表2可知,POE膠膜在200~1 100 nm波長范圍內(nèi)透光率均在91%~92%之間,差異不大??梢姴牧系耐腹饴手饕刹牧系慕Y(jié)晶性能決定,而結(jié)晶性是由材料內(nèi)部分子規(guī)則性和分子之間的對稱性決定,材料的流動性能對材料的結(jié)晶性能無影響,故POE膠膜透光率不隨熔融指數(shù)變化,由材料的本體結(jié)構(gòu)決定。

      2.3 不同POE膠膜的剝離強(qiáng)度

      POE膠膜的黏結(jié)性能如圖2所示。A的剝離強(qiáng)度為209 N·cm-1,B的剝離強(qiáng)度為145 N·cm-1,C的剝離強(qiáng)度為211 N·cm-1,可見POE膠膜的剝離強(qiáng)度不隨MI線性變化。由于POE本身的結(jié)晶度高、相對分子質(zhì)量很大,分子鏈不易運(yùn)動和擴(kuò)散,其表面分子排列非常精密,孔隙率低[6]。在一定范圍內(nèi)隨著MI增大,表面能增大,剝離強(qiáng)度增加。但MI減小到一定范圍,材料表面能雖然降低了,材料的本體強(qiáng)度卻隨之增大,所以POE膠膜的剝離強(qiáng)度也會增大。

      圖2 不同POE膠膜的剝離強(qiáng)度

      2.4 不同POE膠膜的體積電阻率

      不同POE膠膜的體積電阻率如圖3所示。由圖3可知,體積電阻率的變化趨勢和交聯(lián)度趨勢相同,隨著熔融指數(shù)的降低,POE膠膜的體積電阻率隨之降低。

      圖3 不同POE膠膜的體積電阻率

      A的體積電阻率相對最大5.8×1015Ω·cm,C的體積電阻率相對最小1.13×1015Ω·cm。從以上結(jié)果可以看出,熔融指數(shù)越高,交聯(lián)度越高,分子間的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)越致密,膠膜的絕緣性能越好,體積電阻率越高。

      2.5 不同POE膠膜的耐老化性能

      光伏組件在戶外使用過程中,會經(jīng)歷風(fēng)吹日曬雨淋,故對耐候性能有較高的要求。POE膠膜具有優(yōu)異的水汽阻隔能力和粒子阻隔能力,水汽透過率僅為EVA膠膜的1/8左右,由于分子鏈結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,老化過程不會分解產(chǎn)生酸性物質(zhì),導(dǎo)致其具有優(yōu)異的抗老化性能,是高效高可靠光伏封裝膠膜的首先材料[11]。不同POE膠膜濕熱和紫外老黃變指數(shù)如表3所示。由表3可知,不同熔融指數(shù)的POE膠膜濕熱老化黃變指數(shù)在0.5~1.0之間,紫外黃變指數(shù)在0.1~0.3之間波動,老化性能差異不大。這是由于影響POE膠膜耐老化性能內(nèi)因主要是POE膠膜的物理結(jié)構(gòu),由凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)以及配方條件決定,而熱、氧、陽光以及濕汽是引起高分子材料老化的外在因素[12]。由于實(shí)驗(yàn)過程中POE膠膜僅熔融指數(shù)不同,其他條件均相同,故耐老化性能相差不大。

      表3 不同POE膠膜濕熱和紫外老黃變指數(shù)

      2.6 不同POE膠膜的抗PID性能

      PID全稱電勢誘導(dǎo)衰減,PID效應(yīng)使得大量電荷聚集在電池表面,使電池表面鈍化失效,從而導(dǎo)致電池組件的功率驟降[13]。組件的封膠膠膜EVA材料無法做到100%絕緣,使用過程中,水汽透過硅膠板、背板等滲透到組件內(nèi)部,EVA材料遇水后發(fā)生分解,從而產(chǎn)生只有移動的醋酸和玻璃表面析出的堿反應(yīng)后,會形成鈉離子[14],在外加電場作用下,向電池片表面移動,聚集到電池表面的減反射層從而導(dǎo)致PID現(xiàn)象的發(fā)生。PID現(xiàn)象導(dǎo)致光伏電站發(fā)電效率降低,使用壽命縮短,嚴(yán)重影響了光伏電站的運(yùn)營效率,故目前各組件廠對抗PID性能愈發(fā)重視,其已成為衡量組件質(zhì)量和電站壽命的重要性能指標(biāo)。

      將樣品A、B和C分別在相同條件下用來封裝光伏組件,然后測試其抗PID性能,結(jié)果如圖4所示。由圖4可知,這3款POE膠膜均具有優(yōu)異的抗PID性能,96 h抗PID性能均小于0.5%。同時發(fā)現(xiàn)熔指越高POE膠膜的抗PID性能相對越好,樣品A抗PID衰減僅0.27%,這是由于A的交聯(lián)度和體積電阻率最高,其致密性和絕緣性能相對最好,可減少電荷聚集到電池表面的減反射層,從而降低電勢誘導(dǎo)衰減。

      圖4 不同POE膠膜的抗PID衰減

      3 結(jié)論

      采用精細(xì)共混、陳化以及熔融共擠流延法制得不同熔融指數(shù)下的POE膠膜,指出熔融指數(shù)對交聯(lián)度、體積電阻率、剝離強(qiáng)度和抗PID性能均有影響,對透光率和耐候性能影響較小。用3種不同熔融指數(shù)POE粒子制成的POE膠膜實(shí)驗(yàn)中,得出熔指最大的A樣品其交聯(lián)度、體積電阻率、抗PID性能最好。這說明熔融指數(shù)不僅影響生產(chǎn)的加工性能,對產(chǎn)品交聯(lián)度、體積電阻率、抗PID性能也產(chǎn)生了積極作用,生產(chǎn)上可以利用該特點(diǎn),有針對性地選擇熔融指數(shù)來提高產(chǎn)品某方面性能。

      猜你喜歡
      熔融指數(shù)剝離強(qiáng)度膠膜
      EVA膠膜改性對抗PID性能的影響
      遼寧化工(2024年6期)2024-07-11 19:02:07
      不同涂層的彩鋼板對防水密封膠粘帶剝離強(qiáng)度影響的研究
      不同涂層的彩鋼板對防水密封膠粘帶剝離強(qiáng)度影響的研究
      丙烯酸酯乳液壓敏膠剝離強(qiáng)度穩(wěn)定性的研究
      PTFE板材烘板后剝離強(qiáng)度衰減原因分析及改善方法
      膠膜特性對膠螺混合單搭接結(jié)構(gòu)性能的影響
      熱降解法制備噴絲級高熔指聚丙烯及其流變性能研究
      超聲塑化對聚合物熔融指數(shù)的影響
      聚丙烯粉料粒徑對其熔融指數(shù)測定的影響
      “浸漬膠膜紙飾面膠合板和細(xì)木工板消費(fèi)指南發(fā)布會”暨“2016浸漬膠膜紙飾面膠合板和細(xì)木工板技術(shù)研討會”在浙江衢州順利召開
      鲁甸县| 龙州县| 扶沟县| 莱州市| 齐齐哈尔市| 四平市| 灯塔市| 玉林市| 宁安市| 浑源县| 三门峡市| 辽宁省| 石柱| 三门峡市| 桂平市| 石门县| 左云县| 扬中市| 沙洋县| 抚松县| 泸溪县| 翁牛特旗| 上栗县| 广东省| 修武县| 南溪县| 宜川县| 砚山县| 鸡东县| 乐清市| 石首市| 马鞍山市| 怀化市| 明水县| 凤山市| 天柱县| 肇源县| 南宁市| 保山市| 新晃| 广河县|