PET薄膜PCT测试方法研究

1、BOPETBOPET薄膜薄膜PCTPCT实验方法对比研究实验方法对比研究Tankertanker DesignTankertanker DesignTankertanker Design2021-12-22一、前言一、前言随着光伏行业的飞速发展，国内光伏组随着光伏行业的飞速发展，国内光伏组件安装电站的应用不断增多，对于光伏件安装电站的应用不断增多，对于光伏组件生产成本的控制和组件可靠性要求组件生产成本的控制和组件可靠性要求的不断提高。的不断提高。很多厂商已经不仅仅局限于很多厂商已经不仅仅局限于IECIEC测试标准测试标准的要求，纷纷想找到一种能减少测试时的要求，纷纷想找到一种能减少测试时间缩短

2、产品开发周期；加大测试应力，间缩短产品开发周期；加大测试应力，模拟更严酷条件的测试方法。模拟更严酷条件的测试方法。Tankertanker DesignTankertanker DesignTankertanker Design湿热是亚洲地区比较典型的环境应力，也是组件失效的一大重要原因。湿热是亚洲地区比较典型的环境应力，也是组件失效的一大重要原因。Tankertanker DesignTankertanker DesignTankertanker Design目前光伏行业主要使用温度为85，湿度为85%（双85实验）来评估材料老化性能。但是此种方法受到测试时间长的局限性。所以行业内为了缩短测

3、试时间，在不改变老化失效机理模式下加大了温湿度产生了高加速寿命测试。产品投放市场需要在短期内测试寿命和抗湿性产品投放市场需要在短期内测试寿命和抗湿性1.1.加速寿命测试加速寿命测试THBTHB：8585；85%RH85%RH 2. 2.高加速寿命测试：高加速寿命测试：(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：实验课题

4、的导入：二：实验课题的导入：我司评估材料老化性能主要的方法为我司评估材料老化性能主要的方法为PCT测试，测试条件采用测试，测试条件采用121，100%RH饱和蒸汽。饱和蒸汽。但目前行业内在做但目前行业内在做PCT测试放样条时所采取的方式主要有三种方式：测试放样条时所采取的方式主要有三种方式：以样品悬挂的方式测试；：以样品悬挂的方式测试；：以样品平铺的方式测试；：以样品平铺的方式测试；：将样品裁切为：将样品裁切为A4大小，测试完之后再裁切为样条测试。大小，测试完之后再裁切为样条测试。本次实验针对方式本次实验针对方式1和方式和方式2进行对比测试；比较两种方法测得的实验数据进行对比测试；比较两种方法

5、测得的实验数据是否一致，并得出较好的是否一致，并得出较好的PCT实验测试方法。实验测试方法。Tankertanker DesignTankertanker DesignTankertanker Design序号序号测试方式测试方式测试条件测试条件(温度；压强；湿度温度；压强；湿度)测试时间测试时间备注备注1悬挂+平铺121 ;1.06kg/cm2;100%RH55h and 60h标准测试2悬挂+平铺124;1.26kg/cm2;100%RH50h and 52h升温测试3悬挂+平铺118;0.87kg/cm2;100%RH65h,75h,82h降温测试三、实验方案三、实验方案Tankerta

6、nker DesignTankertanker DesignTankertanker Design对本次实验的补充说明1 12 23 34 4三阶段试验所取的样条均为我司同一批次同一母卷下的样条，三阶段试验所取的样条均为我司同一批次同一母卷下的样条，且样条逐一检查均无锯齿。且样条逐一检查均无锯齿。为了对比实验数据，三次实验均会放置我司内部的标准样条为了对比实验数据，三次实验均会放置我司内部的标准样条7#7#标样进行对照。标样进行对照。为保证测试方式的有效性，平铺的样条均放置在铁丝网上，为保证测试方式的有效性，平铺的样条均放置在铁丝网上，铁丝网下方设置有多孔板。铁丝网下方设置有多孔板。每次实验结

7、束，每个时间段的样品拉伸测试完毕后均会测试每次实验结束，每个时间段的样品拉伸测试完毕后均会测试其粘度进行辅助对比。其粘度进行辅助对比。Tankertanker DesignTankertanker DesignTankertanker Design四、聚合物薄膜的老化1.1.高分子材料在加工、贮存和使用过程中，由于受到各种因素（热、氧、光、高分子材料在加工、贮存和使用过程中，由于受到各种因素（热、氧、光、水、化学介质及微生物等）的综合作用，聚合物的化学组成和结构会发生一系水、化学介质及微生物等）的综合作用，聚合物的化学组成和结构会发生一系列的变化，以致最后丧失使用价值，这些现象和变化统称为老化

8、。列的变化，以致最后丧失使用价值，这些现象和变化统称为老化。老化过程中最主要的反应即为降解，此反应是一种老化过程中最主要的反应即为降解，此反应是一种不可逆化学变化。不可逆化学变化。2.PET2.PET薄膜薄膜PCTPCT实验所涉及的主要降解类型：实验所涉及的主要降解类型：降解类型降解类型主要反应主要反应主要反应机理主要反应机理生成物生成物化学降解化学降解水解反应水解反应水分子攻击酯键，酯键无规裂水分子攻击酯键，酯键无规裂解生成单体解生成单体TPATPA（对苯二甲酸）（对苯二甲酸）和和EGEG（乙二醇）（乙二醇）热氧降解热氧降解解聚反应解聚反应高温使大分子末端断裂，生成高温使大分子末端断裂，生成

9、自由基（链增长的逆反应）自由基（链增长的逆反应）乙烯基酯和羧酸乙烯基酯和羧酸Tankertanker DesignTankertanker DesignTankertanker Design热氧降解反应机理：热氧降解反应机理：PETPET大分子中的酯键受高温作用断裂，断裂的产物一般为乙烯大分子中的酯键受高温作用断裂，断裂的产物一般为乙烯基酯和羧酸，发生降解的酯键是随机的（无规断链）断裂的产基酯和羧酸，发生降解的酯键是随机的（无规断链）断裂的产物继续会在高温高压下发生分解为各种小分子，如物继续会在高温高压下发生分解为各种小分子，如COCO2 2、COCO、乙、乙醛、芳香酸以及乙烯基酯等。此类降解

10、可看作是链增长反应的醛、芳香酸以及乙烯基酯等。此类降解可看作是链增长反应的逆反应，因此温度越高越易进行。逆反应，因此温度越高越易进行。Tankertanker DesignTankertanker DesignTankertanker Design2021-12-223.PET3.PET薄膜老化的主要反应薄膜老化的主要反应-水解反应机理：水解反应机理：酯键无归断裂后所生成的单体TPA含羧酸显酸性，可进一步加速其水解COOH2CH2CCOOHOH水CCOHOOOHnn+nHOCH2CH2OHTPAEG高温H2O攻击酯键酯键断裂生成单体Tankertanker DesignTankertanker

11、 DesignTankertanker Design水解反应机理注解：在光伏背板TPT结构中PET层起着机械支撑、隔绝水汽和电绝缘等诸多作用，它也是背板中最薄弱环节，易在高温高湿(湿热老化)条件下发生水解。在一定的温度条件下，H2O分子攻击酯键，使其键发生断裂，分别得到羧酸和醇。随着温度的提高，越来越多的酯键断裂，PET由大分子逐渐降解为小分子，导致其分子链段蠕动更加容易，更易结晶，结晶度也随之升高。同时其综合性能也下降，体现在力学性能和绝缘强度等方面。该过程一般为无规裂解过程。水解的产物一般为合成PET的主要原料：TPA（对苯二甲酸）和EG（乙二醇）Tankertanker DesignTa

12、nkertanker DesignTankertanker Design五：实验仪器五：实验仪器1.实验仪器：高温加速老化实验机（东莞市瑞凯环境检测仪器有限公司）拉伸仪器-取样器-Tankertanker DesignTankertanker DesignTankertanker Design六六. .实验方案的实施步骤：实验方案的实施步骤：准备样品，分别用铁架台和底层带有多孔板的铁丝网来放置样条放入样品架关闭试验箱温度设置好之后开始升温温度到达设置温度实验开始中途16h时观察温度压力均恒定Tankertanker DesignTankertanker DesignTankertanker D

13、esign2021-12-22七七. .实验数据：实验数据：标准测试实验数据标准测试标准测试测试时间测试时间悬挂平铺纵向横向纵向横向7#标样55H拉伸强度121-124-断裂伸长率103-114-60H拉伸强度119-113-断裂伸长率104-96-测试样品55H拉伸强度127122113124断裂伸长率8979787660H拉伸强度117117113122断裂伸长率74666562Tankertanker DesignTankertanker DesignTankertanker Design2021-12-22升温测试数据：升温测试升温测试测试时间测试时间悬挂平铺纵向横向纵向横向7#标样50H拉伸强度100-103-断裂伸长率88-86-52H拉伸强度105-103-断裂伸长率96-87-测试样品50H拉伸强度107107104109断裂伸长率6261563152H拉伸强度111111104107断裂伸长率67524033Tankertanker DesignTankertanker DesignTankertanker Design降温测试数据低温测试低温测试测试时间测试时间悬挂悬挂平铺平铺纵向横向纵向横向7#标样65H拉伸强度134-128-断裂伸长率118-