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　　引言

　　隨著現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展，PET材料得到了廣泛應(yīng)用，特別是在光伏行業(yè)，PET被用于背板結(jié)構(gòu)，起到水氣阻隔和電器絕緣的作用，但PET在濕熱環(huán)境中易發(fā)生降解從而導(dǎo)致脫層、龜裂、氣泡和變黃等現(xiàn)象，最終使光伏電池的輸出功率降低使用壽命下降。所以采用DSC、TGA測試PET薄膜經(jīng)濕熱老化前后的熱學(xué)性能，探討其老化失效的機(jī)理，有助于找出提高其耐熱性能的方法。

　　設(shè)備及測試原理

　　采用德國耐馳(NEZSCH)儀器公司出品的差示掃描量熱儀DSC214、熱重分析儀TG209F3。其中，DSC的測試原理是在程序溫度(升／降／恒溫及其組合)過程中，測量樣品與參考物之間的熱流差，以表征所有與熱效應(yīng)有關(guān)的物理變化和化學(xué)變化。TGA的測試原理是在程序溫度(升／降／恒溫及其組合)過程中，觀察樣品的質(zhì)量隨溫度或時(shí)間的變化過程。

　　應(yīng)用及分析

　　一、DSC測試

　　分別稱取10mg老化前及老化后的PET薄膜，采用氮?dú)猸h(huán)境，氣體流量為50ml/min。使樣品從80℃開始以20℃/min的速率升溫至290℃，在恒溫5min消除熱歷史后以20℃/min降溫至80℃，恒溫5min，再以20℃/min升溫至290℃。圖1為未老化及經(jīng)濕熱老化后的PET膜第二次升溫的測試曲線對比圖譜，從圖中可知，未經(jīng)老化的PET薄膜的Tg為84.2℃(取中點(diǎn)溫度)，熔點(diǎn)為248.2℃。經(jīng)過濕熱老化后的PET薄膜的Tg為82.8℃,熔點(diǎn)為245.4℃。老化后的PET薄膜的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度及熔點(diǎn)相對未老化時(shí)降低了1.4℃和2.8℃。分析認(rèn)為，由于PET的濕熱老化過程主要是PET分子鏈在濕熱條件下發(fā)生水解及相應(yīng)聚集態(tài)變化的過程。PET主鏈上的酯鍵是聚酯發(fā)生濕熱老化的基因，當(dāng)有水分存在時(shí)，PET分子鏈端活潑的羧基將誘發(fā)和加速酯鍵的水解過程，而溫度的升高則會進(jìn)一步的加速此過程。隨著溫度和濕度的提高，PET的非晶部分的大分子鏈中，越來越多的酯鍵水解,端羧基含量增加，促進(jìn)了PET大分子的結(jié)晶，同時(shí)PET分子量逐漸降低，導(dǎo)致其分子鏈段蠕動更加容易，更易結(jié)晶，結(jié)晶度也隨之升高。從而使得PET在經(jīng)濕熱老化后，其Tg和熔點(diǎn)都降低了。

　　二、熱失重測試

　　分別稱取15mg老化前及老化后的PET薄膜，采用氮?dú)猸h(huán)境，氣體流量為20ml/min，使樣品從常溫開始以10℃/min的速率升溫至800℃。圖2為未老化及經(jīng)濕熱老化后的PET薄膜TGA測試曲線對比圖譜，從圖中可知，該P(yáng)ET薄膜在老化前后的熱裂解溫度從423.8℃降低到413.6℃，這與老化后PET薄膜表現(xiàn)出更低的Tg及熔點(diǎn)的結(jié)果相一致。分析認(rèn)為，在老化過程中，水對PET的刻蝕和溶劑化作用，PET的結(jié)晶度逐漸升高，其表面微孔和龜裂增加，分子間作用力下降，而且無定形區(qū)域的大分子鏈隨著其分子量的降低而變得更加容易蠕動，從而降低了該P(yáng)ET薄膜的熱分解性能。

　　通過采用DSC、TGA測試經(jīng)過濕熱老化處理前后的PET薄膜的相關(guān)熱性能，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過濕熱老化處理后，該P(yáng)ET薄膜的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、熔點(diǎn)及熱裂解溫度相對老化前都降低了。分析認(rèn)為，PET分子鏈在濕熱條件下發(fā)生水解，促進(jìn)分子鏈的各種松弛行為以及分子間作用力下降可能是導(dǎo)致該現(xiàn)象的主要原因。