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EVA老化之（一） 热氧老化

2013-10-03 00:09阅读：

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EVA老化之（一） 热氧老化
目前光伏组件中最常用封装材料是 EVA( 乙烯和醋酸乙烯酯的共聚物) ， 它具有良好的透光性粘结性 操作性价格便宜， 但是该材料自身化学结构不稳定， 在紫外环境下容易降解， 并且分子结构中存在叔氢和醋酸酯， 容易被氧化和水解， 虽然 EVA 在组件内部， 但是氧气、水汽仍会透过组件的背板进入封装材料， 对封装材料造成氧化腐蚀， 尤其在高温环境下， 这种氧化腐蚀会进行得更快，从而导致EVA 在使用过程中常出现黄变脱层气泡腐蚀电极等现象，严重影响组件的性能和使用寿命。
有人对国内国外两种EVA进行了热空气老化研究，发现：两种EVA胶膜随着老化的进行， EVA的抗拉强度均有明显的下降， 并且老化温度越高， 抗拉强度下降速度越快。国内EVA抗老化性能较差，130℃下，仅12h，胶膜就发粘、失去弹性，120℃下也仅52 h就失去
弹性。对比之下，国外EVA胶膜抗老化性能较好， 在130℃下老化100小时，抗拉强度仍然保持原有的70%。造成这种结果的原因，经分析可能是因为EVA分子量的差别，国内EVA分子量为131668，国外EVA分子量为231956，是国内EVA分子量的1.76倍。EVA 的分子量较大，分子链段的运动能力会受到阻碍而下降，从而降低自由基形成链转移等反应活性，所以高分子量的EVA 具有较好的耐热老化性能，光伏组件长期在高温环境下使用应选用分子量较大的 EVA 胶膜。同时，分子量大的胶膜老化后，黄变值和透光率变化也小。
对老化前后的EVA胶膜经过红外分析，图谱显示并无明显差异，说明官能团没有发生明显变化。对老化前后的VA含量测试也证明了没有明显变化。经过仔细研究发现，老化前后性能的变化原因是EVA 老化降解， 交联网状结构被破坏， 并产生较多的低分子量物质， 使得分子量降低，分子量分布明显变宽，胶膜具有可溶解性，并发粘 失去弹性。
对其机理研究，EVA 中存在活性较大的叔氢，叔碳氢键能为381KJ/mol，很容易被空气中的氧分子残留引发剂自由基进攻， 产生初始自由基，随后会发生自由基降解。如下图所示：
EVA老化之（一） <wbr>热氧老化

来源：论文
阿特斯阳光电力科技有限公司



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