EVA交联度溶剂萃取测试方法-wl-reed

EVA交联度对其力学性能的影响摘要：本文以光伏行业常用EVA型号作为样本，研究交联度的变化对EVA各方面力学性能的影响。

通过调节层压工艺参数制备不同交联度的EVA 研究样本，并对样本进行各种力学性能测试，再经过对数据的统计处理得出结论：光伏组件封装用EVA，交联度在85%左右时，其各方面的力学性能，即EVA的拉伸强度、断裂伸长率、以及EVA与玻璃、背板的粘结强度等综合性能最佳。

关键词：乙烯和醋酸乙烯共聚物热熔性热固性固化反应萃取交联度（凝胶质量分数）抗拉强度剥离强度塑性1 前言由于乙烯和醋酸乙烯共聚物（EVA）存在极性的醋酸乙烯单元，这种极性单元会降低EVA的结晶能力，反映在其力学性能上，表现为EVA具有良好的韧性、柔软度和抗冲击强度。

但由于EVA为线性高分子共聚物，因而其耐热性和内聚强度较差，限制了其应用范围。

太阳能光伏行业用的EVA 是经过加入偶联剂、引发剂、抗氧化剂等进行改性的热熔、热固型胶膜，EVA胶膜经过热熔、热固后会形成交联的三维网状结构，这种交联的程度会直接影响固化后EVA的物理化学性能。

如果交联度过低，EVA的三维网状结构尚未完全生成，其材质较为疏松，难以形成致密的封装效果，具体表现为EVA材质疏松、且韧性和抗拉强度较差、与背板和玻璃的粘结强度也比较低。

但如果EVA 的交联度过高，则会造成EVA材质硬化，柔性降低，与背板和玻璃的粘结强度反而会下降，甚至容易造成EVA与背板或玻璃的开裂，EVA的耐老化性能也会降低。

由此可见，EVA的交联度将直接影响固化后EVA的物理化性性能，进而对组件的封装效果和组件的使用寿命都有着很大的影响。

由于国内太阳能行业的EVA生产厂家较多，不同厂家、不同型号的EVA其成分、配比也不尽相同，反映在EVA的性能上有一定的差异。

因此在光伏行业内，EVA的交联度到底多少为最佳，（即固化后的EVA与背板、玻璃的粘结强度和自身韧性、抗拉强度的最佳结合点）一直没有形成统一、明确的认识。

EVA检测方法1、交联度测试：由于EVA胶膜经加热固化形成交联,未交联的EVA可溶于二甲苯等溶剂，而已经交联的EVA不溶于任何溶剂，所以采用二甲苯萃取方法测试产品交联度。

EVA采用140℃，抽真空5分钟，层压15分钟工艺固化。

实验前准备设备：电热炉、真空烘箱、冷凝管、精度0.001g电子天平和三角杯。

实验前准备试剂：二甲苯、抗氧剂。

实验步骤：1、取1g左右固化后的EVA，剪成细块状。

2、将制备好的EVA放入120目不锈钢丝网制作的网袋内。

3、将制作好的网袋置入140℃的二甲苯中。

4、让网袋在二甲苯中回流4小时，回流速度保持在20滴/min左右。

5、取出网袋，在130℃真空烘箱内干燥3小时。

6、计算：交联度 = 回流后EVA重量 / 回流前EVA重量×100%2、透光率测试：取EVA 50mm×50mm,夹在两片50mm×50mm×1mm高透光率光学玻璃之间,叠合好后放入层压机内,按产品要求工艺进行固化交联,然后使用雾度测试仪进行透光率测试；为得到相对准确结果，实验样品最少4块。

取平均值。

3、剥离强度测试：EVA与背板剥离强度测试：取EVA 尺寸为：150mm×150mm，厚0.5mm。

顺序叠放时，在EVA与TPT之间在边缘处放置30mm的纸条，便于实验时拉开。

按工艺：140℃抽真空5min，层压15min，层压固化。

待冷却后；用美工刀将样品划成10mm宽的条状，划割时请将EVA、TPT划透。

用自动拉力机，以100mm/min的速度，按180度角度匀速剥离记录拉力过程中数值，取最小值。

EVA与玻璃剥离强度测试：取EVA 尺寸为：150mm×150mm，厚0.5mm。

顺序叠放时，在EVA与玻璃之间在边缘处放置30mm的纸条，便于实验时拉开。

按工艺：140℃抽真空5min，层压15min，层压固化。

待冷却后，用美工刀将样品划成10mm宽的条状，划割时请将EVA、TPT划透。

欢迎阅读一、目的：本规程为了规范EVA交联度测试的试验过程，以保证太阳能组件使用的EVA经过固化后达到要求规定的交联度。

二、适用范围：适用本公司EVA交联度测试三、使用设备及器具：容量为1000mL,24#磨口圆底三口烧瓶1个、带24#磨口的回流冷凝管1个、配温度控制仪的电加热套1台、最高量程200℃的酒精温度计、配有真空泵的真空干燥箱1台、电子天平1台。

四、使用材料：120目不锈钢丝网、二甲苯试剂、细钢丝五、试验步骤：12W1b.制作试样包。

准确称取剪碎的EVA试样0.5g放入不锈钢网袋，称出重量W2，同时将式样封口后，称出重量W3，一W2（W3）3、加热萃取a.戴好乳胶手套和防毒面罩，检查试验装置的各部件是否完好，装配是否符合要求。

先把球形回流冷凝管插在三口烧瓶的顶端出口处，冷凝管冷凝水接法为侧边下端的接口用橡皮管接在自来水龙头上，上端的接口用橡皮管接上，用来排水，烧瓶两侧端口之一插入电加热套的温度探头和温度计（两者从橡皮塞的中心孔中穿过）。

b.将二甲苯从三口烧瓶侧面端口加入烧瓶中，加入液体量为烧瓶容积的1/2。

打开电加热套预热，设置温度140℃。

c.待温度计读数达到140摄氏度，将试样包从侧面端口放入三口瓶烧瓶中，并把试样包封口细钢丝从橡皮塞中穿过，固定细钢丝确保试样完全浸入二甲苯溶液中且不与瓶壁接触。

保持140℃，沸腾回流5h，回流速度保持20滴/分～40滴/分。

d.加热过程完成后，先切断加热套的电源，待烧瓶内溶液不再沸腾后，切断冷凝水，取出试样包。

并将试样包悬挂在凉干，时间30分钟。

4、试样烘干a.将凉干后的试样包放入真空干燥箱的上面一层，关闭排气阀。

打开真空泵，打开真空阀抽真空到-0.085MPa后，先关闭真空阀，再关闭真空泵。

欢迎阅读b.打开真空干燥箱电源，设置温度140℃。

待温度达到140℃开始计时，烘干2小时，关闭电源，打开排气阀排气，取出试样包放入干燥器中冷却至室温。

操作必须注意安全，避免烫伤。

EVA交联度操作说明EVA交联度操作说明一．原理EVA具有优良的柔韧性、耐冲击性、弹性、光学透明性、低温绕曲性、黏着性、耐环境应力开裂性、耐候性、耐化学药品性、热密封性。

EVA的性能主要取决于分子量（用熔融指数MI表示）和醋酸乙烯脂（以VA表示）的含量。

当MI一定时，VA的含量升高，弹性、柔韧性、粘结性、相溶性和透明性提高，VA的含量降低，则接近聚乙烯的性能。

当VA含量一定时，MI降低则软化点下降，而加工性和表面光泽改善，但是强度降低，分子量增大，可提高耐冲击性和应力开裂性。

不同的温度对EVA的交联度有比较大的影响，EVA的交联度直接影响到组件的性能以及使用寿命。

在熔融状态下，EVA与晶体硅太阳能电池片，玻璃，TPT产生粘合，在这过程中既有物理也有化学的结合。

未经改性的EVA透明，柔软，有热熔粘合性，熔融温度低，熔融流动性好。

但是其耐热性较差，易延伸而低弹性，内聚强度低而抗蠕变性差，易产生热胀冷缩导致晶片碎裂使得粘接脱层。

因此通过采取化学交联的方式对EVA进行改性，其方法就是在EVA中添加有机过氧化物交联剂，当EVA加热到一定温度时，交联剂分解产生自由基，引发EVA分子之间的结合，形成三维网状结构，导致EVA胶层交联固化，当交联度达到60%以上时能承受大气的变化，不再发生热胀冷缩。

测定交联度原理：通过二甲苯萃取样品中未交联的EVA，剩下的未溶物就是已经交联的EVA，假设样品总量为W1，未溶物的重量为W2，那么EVA的交联度就为W2/W1*100%。

二．功能介绍1）封装电池片，防止外界环境对电池片的电性能造成影响2）增强组件的透光性3）将电池片，钢化玻璃，TPT粘接在一起，具有一定的粘接强度三．材料介绍用作光伏组件封装的EVA，主要对以下几点性能提出要求1）熔融指数：影响EVA的融化速度2）软化点：影响EVA开始软化的温度点3）透光性：对于不同的光谱分布有不同的透过率，这里主要指的是在AM1.5的光谱分布条件下的透过率4）密度：交联后的密度5）比热：交联后的比热，反映胶联后的EVA吸收相同热量的情况下温度升高数值的大小6）热导率：交联后的热导率，反映胶联后的EVA的热导性能7）玻璃化温度：反映EVA的抗低温性能8）断裂张力强度：胶联后的EVA断裂张力强度，反映了EVA胶联后的抗断裂机械强度9）断裂延长率：胶联后的EVA断裂延长率，反映了EVA胶联后的延伸性能10)张力系数：胶联后的EVA张力系数，反映了EVA胶联后的张力大小11)吸水性：直接影响其对电池片的密封性能12)胶联率：EVA的胶联度直接影响到它的抗渗水性13)玻璃强度：反映了EVA与玻璃的粘接强度14)耐紫外光老化：影响到组件户外使用寿命15)耐热老化：影响到组件户外使用寿命16)耐低温环境老化：影响到组件户外使用寿命四．质量要求及来料检验1．外观检验：EVA表面无折痕、无污点、平整、半透明、无污迹、压花清晰2．用精度0.01mm测厚仪测定，在幅度方向至少测五点，取平均值，厚度符合协定厚度，允许公差为±0.03mm用精度1mm的钢尺测定，幅度符合协定厚度，允许公差为±3.0mm3．透光率检验1）取胶膜尺寸为50mmX50MM,用50mmX50mmX1mm的载玻玻璃，以玻璃/胶膜/玻璃三层叠合2）将上述样品置于层压机内，加热到100℃，抽真空5min，然后加压0.5Mpa，保持5min，再放入固化箱中，按产品要求的固话温度和时间进行胶联固化，然后取出冷却至室温3）按GB2410规定进行检测4．交联度检验1）仪器装置及器具容量为500ml~1000ml,24”磨口圆底烧瓶；带24”磨口的回流冷凝管；配温度控制仪的电加热套或电加热油浴；真空烘箱；用0.125mm（120目）不锈钢丝网，剪取80mmX40mm，对折成40mm正方形，两侧对折进6mm后固定，制成顶端开口的袋2）试剂二甲苯A.R级3）试样制备取胶膜一块，将TPT/胶膜/玻璃叠合后，按平时一次固化工艺固化交联（或者按厂家工艺要求固化交联），将已交联好的胶膜剪成小碎片待用4）检验步骤将不锈钢丝网袋洗净，烘干，称重为W1（精确到0.01g）取试样0.5g±0.01g，放入不锈钢丝网袋中，称重为W2（精确到0.01g）封住袋口制作成试样包，称重为W3（精确到0.01g）试样包用细铁丝悬吊在回流冷凝管下的烧瓶中，烧瓶内加入1/2二甲苯溶剂，加热到140℃左右，溶剂沸腾回流5h~6h时，回流速度保持20滴/分~40滴/分冷却取出试样包，悬挂除去溶剂液滴，然后放入真空烘箱内，温度控制在140℃，真空度为0.08Mpa，干燥3h，完全除去溶剂将试样包从真空烘箱中取出，放置干燥器中冷却20min后，取出称重为W4（精确到0.01g）结果计算：C=[1-(W3-W4)/(W2-W1)]x100式中：C—胶联度（%）W1—空袋重量（g）W2—装有试样的袋重（g）W3—试样包重（g）W4—经溶剂萃取和干燥后的试样包重（g）5.玻璃强度检验1）取两块尺寸为300mmX20mm胶膜作为试样，分别按TPT/胶膜/胶膜/玻璃叠合2）按平时一次固化工艺进行固化3）按GB/T2790规定进行检验6.耐紫外光老化检验将胶膜放置于紫外老化箱内连续照射100h后，目测对比7.均匀度检测取相同尺寸的10张胶膜进行称重，然后对比每张胶膜的重量，最大与最小之间不得超过1.5%。

EVA交联度化学法测试误差及影响因素探讨杨杰;周盛永;王仕鹏;黄海燕;陆川【摘要】主要研究使用化学法测试EVA交联度的测试误差,讨论了萃取时间、颗粒度、二甲苯沸点和气压等因素对测试结果的影响,并运用单一变量法设计实验逐一进行验证和分析.研究表明:萃取时间、样品颗粒度、气压和沸点等因素,以及各因素的交互作用都会影响二甲苯萃取法的测试误差,其中绝大部分误差归结于试样的不完全萃取.最后,从人员、机器、原料、方法、环境角度出发提出建议,为减小测试误差提供参考依据.【期刊名称】《太阳能》【年(卷),期】2016(000)011【总页数】4页(P56-59)【关键词】EVA;交联度;萃取;测试误差【作者】杨杰;周盛永;王仕鹏;黄海燕;陆川【作者单位】浙江正泰太阳能科技有限公司;浙江正泰太阳能科技有限公司;浙江正泰太阳能科技有限公司;浙江正泰太阳能科技有限公司;浙江正泰太阳能科技有限公司【正文语种】中文EVA胶膜是光伏行业普遍使用的一种热固型封装材料，由EVA树脂(乙烯和醋酸乙烯酯的共聚物)添加偶联剂、引发剂、抗氧化剂等各类添加剂制作而成[1]。

当EVA 胶膜被加热到一定温度，交联剂会分解产生自由基，引发EVA分子之间结合，发生交联反应，形成三维网状结构，使EVA胶膜交联固化。

交联度是用来表征EVA交联程度的物理量，它的大小不仅决定EVA胶膜固化后的剥离强度和抗拉强度等力学性能，还影响组件环境老化性能，对光伏组件的质量和寿命起着至关重要的作用。

准确测量交联度，显得尤其重要。

目前，光伏行业中测试EVA交联度最常用的化学法为二甲苯萃取法。

由于化学法萃取涉及一系列的不确定因素，为了尽可能地减小这些因素带来的误差，需结合化学法萃取实验原理和过往经验，对这些影响因素及其之间的关系进行分析研究。

化学法测试EVA交联度是指利用有机高分子共聚物溶解原理，使用沸腾的二甲苯溶剂萃取试样中未交联共聚物高分子链和各种非活性添加剂小分子，烘干并称量剩余三维网状高聚物，计算三维网状高聚物在样品中的质量占比。

EVA交联度测试方法一、前言太阳电池封装用胶膜是以EVA为基料，辅以数种改性剂，经成膜设备热轧成薄膜型产品。

该产品在太阳电池封装过程中受热，产生交联反应，属热固性的热熔胶膜。

固化后的胶膜有相当高的透光率、粘接强度、热稳定性、气密性及耐老化性能。

线形或轻度支链形的聚合物，通过交联剂的作用，转化为三维网状结构。

它可显著提高聚合物的内聚强度、热稳定性等。

为了掌握EVA类胶粘剂的物性与交联度的关系，交联度与交联剂用量的关系，必须正确测定交联度。

交联度的测定对于生产工艺的控制，原材料的选择，产品质量的控制非常重要。

二、实验部分（一）原理EVA类胶粘剂,在应用工艺中由于加热粘接固化,部分EVA交联成凝胶。

用溶剂二甲苯来萃取样品中未交联部分，从而得以进行交联度的测定。

（二）仪器与试剂1.仪器（1）大口圆底烧瓶及塞子。

用磨口或软木塞连接。

如进行1~2只样品测定以500ml为宜；如进行2~3只样品测定以1000ml为宜；如进行数只但不超过6只则以2000ml的烧瓶较为适用。

（2）加热套或恒温油槽。

要求热容量足以加沸二甲苯（沸点为138~144℃）。

（3）回流冷凝管。

带磨口或以软木塞和烧瓶连接，冷凝管磨口尺寸与圆底烧瓶的磨口尺寸一致，长度适当。

（4）支架和夹子。

用于固定烧瓶和冷凝管。

（5）真空烘箱（或普通烘箱），附带能产生0.87Mpa真空度的真空源和装有能测150℃的热电偶。

（6）120目不锈钢网。

（7）精度为1/10000的托盘电子分析天平（实验室一般检测，用精度为1/1000的分析天平也可，如要获得很精确的数据，则必须用精度为1/10000的分析天平）。

（8）干燥器。

萃取装置如图1A—标签和吊试样的铜丝B—回流冷凝管C—环形夹子D—进水管E—磨口式软木塞F—大口圆底烧瓶G—变压器H—出水管I—支架J—二甲苯K—加热套L—120目不锈钢网试样袋2.试剂（1）二甲苯A.R，分析纯或化学纯均可。

（2）2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚（即抗氧剂264）。