Поливинилбутираль

С конца 1930-х годов, поливинилбутираль (ПВБ), тип термопластичной смолы, играет ключевую роль в производстве многослойного стекла. Многослойное стекло состоит из одного или нескольких слоев ПВБ-пленки (промежуточного слоя) между двумя или более листами стекла, склеенными под действием тепла и давления. Такая структура наделяет готовое стекло рядом уникальных свойств, делая его важнейшим материалом для обеспечения безопасности и функциональности в автомобильной промышленности и современном строительстве. 1. Химическая основа и уникальные свойства смолы ПВБ1.1 Структура и синтезПоливинилбутираль (ПВБ) — синтетический полимер, получаемый реакцией ацетализации поливинилового спирта (ПВС) и бутираля. Его молекулярная цепь содержит три основные функциональные группы:Группа бутираля: Отвечает за придание полимеру гидрофобности, эластичности и растворимости.Гидроксигруппа: Сохраняет прочную адгезию полимера к стеклянным поверхностям, термостойкость и совместимость с пластификаторами.Группа винилацетата:，Обычно присутствующий в небольших количествах, он оказывает влияние на температуру стеклования (Tg) и технологические свойства ПВБ. Эта уникальная структура наделяет ПВБ целым рядом свойств, идеально подходящих для применения в ламинированном стекле.1.2 Основные физические свойстваВ качестве промежуточного слоя в ламинированном стекле пленка ПВБ должна обладать следующими основными физическими свойствами:Высокая прочность сцепления: Прочная адгезия к поверхности стекла гарантирует, что осколки стекла надежно прилипнут к пленке при ударе.Отличная эластичность и прочность: Способность поглощать энергию удара и эффективно предотвращать проникновение составляет физическую основу безопасности многослойного стекла.Оптическая прозрачность: Чрезвычайно высокая светопропускаемость в видимом диапазоне, не влияющая на видимость для водителя или освещение здания.Устойчивость к старению: Сохранение механических и оптических свойств даже в суровых условиях, таких как ультрафиолетовое излучение, влажность и перепады температур.  2. Основные области применения и функции автомобильного стеклаАвтомобильное стекло — один из самых ранних и важных рынков применения ПВБ-смолы. ПВБ играет двойную роль в автомобильных лобовых стеклах, обеспечивая как безопасность, так и функциональность. ККП ПВБ Б-18ФСв сочетании с пластификатором 3GO и добавками может экструдироваться для производства различных межслойных пленок ПВБ для архитектурного и автомобильного применения.2.1 Безопасность при столкновении и удержание фрагментовЭто важнейшая роль ПВБ в автомобильной промышленности. При столкновении автомобиля лобовое стекло разбивается, но промежуточный слой ПВБ может:Предотвратить проникновение: Лобовое стекло предназначено для поглощения энергии удара. Это предотвращает попадание камней, например, сквозь стекло, в автомобиль. Кроме того, оно удерживает пассажиров внутри автомобиля и защищает их от травм головы при ударе о стекло.Сохранение фрагмента: Плотно прилегают к разбитому стеклу, не допуская разлета острых осколков и нанесения вторичных травм пассажирам.2.2 Снижение шума и звукоизоляцияСовременные автомобили должны быть более комфортными в управлении. ПВБ-плёнки, в основном изготовленные особым способом, хорошо гасят высокочастотные вибрации. Это снижает шум ветра и дороги. Например, Чанчунь ПВБ Б-17ХХ Изготовлен с использованием определённых пластификаторов и определённой молекулярной массы для улучшения демпфирующих свойств. Он отлично подходит для боковых стёкол и люков автомобилей, где требуется улучшенная звукоизоляция. 3. Применение ПВБ-смолы в архитектурном стеклеЛаминированное стекло используется во многих строительных проектах. Его можно встретить в фасадах, мансардных окнах, внутренних перегородках и перилах. Применение ПВБ-смолы должно соответствовать более строгим требованиям к прочности конструкции, долговечности и смягчению последствий изменения климата.3.1 Конструктивная безопасность и устойчивость к стихийным бедствиям Основная функция многослойного стекла в архитектуре — обеспечение структурной целостности и устойчивости к стихийным бедствиям.Устойчивость к штормам и землетрясениям: В суровых погодных условиях, таких как ураганы, тайфуны или землетрясения, ламинированное ПВБ-стекло сохраняет свою структуру даже при разрушении. Это обеспечивает безопасность людей и имущества внутри, поскольку стекло не разрушается и не разваливается.Защита от краж и взрывов: Утолщённое многослойное ламинированное стекло из ПВБ (обычно композитная структура из нескольких слоёв ПВБ и стекла) обладает чрезвычайно высокой ударопрочностью. Оно эффективно защищает от ударов тупых предметов и выстрелов и широко используется в помещениях с повышенными требованиями к безопасности, таких как банки, ювелирные магазины и музеи. В условиях ударной волны взрыва слой ПВБ поглощает энергию, предотвращая травмирование людей осколками стекла.3.2 Энергосбережение, защита окружающей среды и эстетичный дизайнТехнологические достижения в области пленок ПВБ также сделали их частью решений по экономии энергии в строительстве.Солнцезащитная пленка PVB: Пленки ПВБ, содержащие специальные добавки или красители, могут регулировать коэффициент пропускания и отражения солнечного света, уменьшая проникновение тепла внутрь помещения (снижая коэффициент U и коэффициент SC), тем самым уменьшая потребление энергии на кондиционирование воздуха.Цвета и узоры: Пленки ПВБ можно изготавливать в различных цветах, а также в них можно встраивать узоры или текстиль, что дает архитекторам богатство вариантов дизайна фасада и эстетических решений для удовлетворения сложных потребностей современной архитектуры в освещении, конфиденциальности и внешнем виде.3.3 Долговечность и долгосрочная эффективностьАрхитектурное стекло должно выдерживать десятилетия воздействия окружающей среды. Смола ПВБ обладает превосходной прочностью:Устойчивость к старению: Высококачественные пленки ПВБ обладают хорошей устойчивостью к ультрафиолетовому излучению и влаге, гарантируя, что ламинированное стекло не пожелтеет и не расслаивается при длительной эксплуатации.Герметизация кромок: Прочность соединения кромок ПВБ и стекла имеет решающее значение для предотвращения проникновения влаги и воздуха, что необходимо для сохранения прозрачности ламинированного стекла и предотвращения внутреннего запотевания. Поскольку автомобильная и строительная отрасли предъявляют все более высокие требования к стандартам безопасности, защиты окружающей среды и функциональности, технология производства смол ПВБ постоянно развивается:♦ Конкуренция и интеграция инновационных материаловХотя ПВБ остаётся основным материалом, новые межслойные материалы, такие как ионные полимеры (например, SGP/Surlyn), конкурируют с ними в приложениях, требующих высокой структурной прочности и жёсткости, особенно в высотных зданиях. В будущем, возможно, тенденцией станет композитное использование ПВБ с другими полимерами для достижения превосходного баланса характеристик.♦ Интеллектуализация и интеграцияАвтомобильное и архитектурное стекло будущего станет более интеллектуальным, а пленки ПВБ будут служить носителями для функциональных материалов:Терморегулирование и электроотопление: В слои ПВБ можно встраивать микропровода или прозрачные проводящие материалы для предотвращения запотевания, размораживания или интеллектуального затемнения стекла.Интегрированные антенны и датчики: Интеграция антенн транспортных средств или различных датчиков окружающей среды в слой пленки ПВБ обеспечивает высокую функциональную интеграцию и эстетическую оптимизацию.♦ Устойчивое развитиеВ условиях давления на окружающую среду разработка ПВБ-смол, синтезированных из возобновляемых ресурсов или биологического сырья, а также совершенствование технологий переработки ПВБ станут серьезными вызовами и направлениями развития для отрасли. Веб-сайт: www.elephchem.comВотсап: (+)86 13851435272Электронная почта: admin@elephchem.com 

Срок службы солнечных панелей во многом зависит от материалов, используемых для их герметизации. Именно поэтому исследователи уделяют много времени изучению этих материалов. Сравнительный анализ стойкости к старению четырёх основных инкапсулирующих плёнок, представленных в настоящее время на рынке: Этиленвинилацетат (ЭВА), POE, EPE и PVB. Поливинилбутиральная пленка (пленка ПВБ) демонстрирует отличную стойкость к старению, в то время как пленка EVA демонстрирует хорошие начальные характеристики, но относительно низкую стойкость к старению. 1. Четыре основных инкапсуляционных пленкиФильм EVA: Изготовленный из сополимера этилена и винилацетата, этот материал занимает лидирующие позиции на рынке инкапсуляционных материалов для фотоэлектрических модулей. Винилацетатные группы вводятся методом полимеризации под высоким давлением. Содержание винилацетата влияет на эксплуатационные характеристики пленки и обычно составляет от 28% до 33%. Технология производства пленок EVA является отработанной и относительно недорогой. В качестве инкапсуляционной пленки для фотоэлектрических модулей она обладает следующими преимуществами:Сильная адгезия к фотоэлектрическому стеклу, солнечным элементам и подложкамХорошая текучесть расплава и низкая температура плавленияВысокая светопропускаемостьОтличная гибкость, сводящая к минимуму повреждение солнечных элементов во время ламинированияОтличная устойчивость к погодным условиям Фильм POE: Статистический сополимерный эластомер, образованный из этилена и 1-октена, отличается низкой температурой плавления, узким молекулярно-массовым распределением и длинноцепочечными разветвлениями. В системе сополимера этилена и октена октеновые звенья могут быть случайным образом присоединены к этиленовой цепи, что обеспечивает превосходные механические свойства и светопропускание.Отличные влагопароизоляционные свойства: его паропроницаемость составляет примерно 1/8 от показателя ЭВА. Стабильная структура молекулярной цепи обеспечивает замедление процесса старения, обеспечивая лучшую защиту солнечных элементов от коррозии под воздействием влаги в условиях высоких температур и влажности, а также повышая устойчивость солнечных модулей к ПИ-излучению.Отличная устойчивость к атмосферным воздействиям: молекулярная цепь не содержит гидролизуемых эфирных связей, что предотвращает образование кислотных веществ в процессе старения. Коэкструдированная пленка EPE: Эта инкапсулирующая пленка была разработана для решения задач, связанных с применением пленок POE. Пленки POE склонны к осаждению присадок при ламинировании, что приводит к проскальзыванию при использовании и снижению выхода готовой продукции. Поэтому ЭВА и ПОЭ совместно экструдируются в несколько слоев для создания многослойных соэкструдированных пленок ЭВА/ПОЭ/ЭВА.Эта пленка сочетает в себе преимущества обоих материалов: она обладает водонепроницаемостью и стойкостью к ПИДА ПОЭ с высокой адгезией ЭВА.Контроль процесса представляет собой сложную задачу: полиолефиновые эластомеры представляют собой неполярные молекулы, в то время как сополимеры этилена и винилацетата – полярные. Эти две смолы существенно различаются по реакционной способности к образованию поперечных связей, вязкости расплава и скорости нагрева расплава при сдвиге, что затрудняет эффективный контроль качества в рамках простого процесса соэкструзии. Пленка ПВБ: Эта плёнка обеспечивает значительные преимущества при инкапсуляции фотоэлектрических модулей, особенно для фотоэлектрических модулей, интегрированных в здания (BIPV). Этот термопластичный полимер образуется путём кислотно-катализируемой конденсации поливинилового спирта (ПВС), получаемого путём гидролиза или алкоголиза поливинилацетата и н-бутиральдегида. Она пригодна для вторичной переработки и не требует реакции сшивания.Сильная адгезия и механические свойства: обладает сильной адгезией к стеклу и высокой механической прочностью.Превосходная стойкость к старению: обладает исключительной стойкостью к старению под воздействием окружающей среды, что делает его более прочным для использования на открытом воздухе и может прослужить до четырёх лет без потери эксплуатационных характеристик. Его адгезия к стеклу и ударопрочность превосходят показатели плёнки ЭВА, а его стойкость к старению также превосходит показатели плёнки ЭВА. 2. Устойчивость к старению – испытание на старение под воздействием УФ-излученияИспытание на ускоренное старение под воздействием УФ-излучения проверяет стойкость к старению под воздействием атмосферного света. После ламинирования подготовленные материалы помещаются в камеру для УФ-старения в контролируемых условиях. После старения измеряются прочность на отслаивание и индекс пожелтения пленки на стекле.УФ-излучение ухудшает адгезионные свойства плёнки, но эффект менее выражен, чем в условиях высокой температуры и влажности. ЭВА значительно желтеет после УФ-облучения. Изменение прочности на отрыв: УФ-облучение в некоторой степени влияет на прочность на отрыв между плёнкой и стеклом, но этот эффект менее выражен, чем в условиях высокой температуры и влажности. Различные плёнки демонстрируют различные тенденции изменения прочности на отрыв после УФ-облучения. Например, образцы 1# (ЭВА), 2# (ПОЭ), 3# (ЭПЭ) и 4#. Поливинилбутираль (ПВБ) все демонстрируют снижение прочности на отслаивание после УФ-облучения, но степень снижения различна.Изменение индекса пожелтения: ЭВА демонстрирует значительное пожелтение после УФ-облучения. Это связано с тем, что остаточные сшивающие агенты в ЭВА разлагаются под воздействием света, образуя активные свободные радикалы, которые реагируют с антиоксидантом (поглотителем УФ-излучения) с образованием хромофоров. Индекс пожелтения других плёнок также изменяется после УФ-облучения, но в меньшей степени, чем у ЭВА. 3. Стойкость к старению – испытание на старение при высоких температурах и высокой влажностиЛаминированные образцы помещали в камеру постоянной температуры и влажности при температуре (85±2)°С и относительной влажности 85%±5% на 1000 часов.Прочность отслаивания всех четырёх образцов от стекла снизилась после гигротермического старения. PVB продемонстрировал превосходную устойчивость к гигротермическому старению, в то время как EPE занял промежуточное положение между EVA и POE. EVA оказался более подвержен пожелтению в условиях высокой температуры и влажности.Изменение прочности на отрыв: прочность на отрыв образцов 1#, 2#, 3# и 4# по отношению к стеклу снизилась после гигротермического старения, и она продолжала снижаться с увеличением времени гигротермического старения.Изменение индекса пожелтения: Индекс пожелтения всех образцов увеличивался с увеличением времени гигротермической выдержки, причем наибольший рост был зафиксирован у ЭВА, что свидетельствует о том, что ЭВА более подвержен пожелтению в условиях высокой температуры и высокой влажности. 4. Устойчивость к старению – испытание на старение в условиях влажности и замораживанияЛаминированные образцы были помещены в испытательную камеру для циклического изменения температуры и влажности. Условия циклирования характеризовались определёнными колебаниями температуры и влажности, как показано на рисунке ниже. Количество циклов составило 20.Изменение прочности на отрыв: Как показано на рисунке, цикл «влажность-замораживание» практически не повлиял на прочность на отрыв между плёнками 1#, 2#, 3# и 4 и стеклом. Прочность на отрыв всех четырёх плёнок оставалась относительно стабильной в течение цикла «влажность-замораживание», без существенного снижения.Изменение индекса пожелтения: Все четыре плёнки продемонстрировали слабое пожелтение после цикла «влажность-замораживание», что свидетельствует об их высокой эффективности при частых колебаниях температуры и хорошей стойкости к пожелтению. Их оптические свойства оставались относительно стабильными в условиях высокой влажности и значительных колебаний температуры. Механические испытания показали, что лучшими свойствами обладает ПВБ, в то время как ЭВА механически прочнее ПОЭ, а ЭПЭ занимает промежуточное положение. В целом, плёнка ПВБ лучше всего противостоит старению, тогда как ЭВА сначала хорошо себя проявляет, но со временем стареет быстрее. ЭВА по-прежнему популярен благодаря своей доступной цене. По мере развития технологий ПОЭ и ЭПЭ, вероятно, будут получать всё большее распространение наряду с ЭВА, что расширит возможности герметизации солнечных панелей. Веб-сайт: www.elephchem.comВотсап: (+)86 13851435272Электронная почта: admin@elephchem.com