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　　引言

　　隨著現代工業的快速發展，PET材料得到了廣泛應用，特別是在光伏行業，PET被用于背板結構，起到水氣阻隔和電器絕緣的作用，但PET在濕熱環境中易發生降解從而導致脫層、龜裂、氣泡和變黃等現象，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薄膜經濕熱老化前后的熱學性能，探討其老化失效的機理，有助于找出提高其耐熱性能的方法。

　　設備及測試原理

　　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有關的物理變化和化學變化。TGA的測試原理是在程序溫度(升／降／恒溫及其組合)過程中，觀察樣品的質量隨溫度或時間的變化過程。

　　應用及分析

　　一、DSC測試

　　分別稱取10mg老化前及老化后的PET薄膜，采用氮氣環境，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，未經老化的PET薄膜的Tg為84.2℃(取中點溫度)，熔點為248.2℃。經過濕熱老化后的PET薄膜的Tg為82.8℃,熔點為245.4℃。老化后的PET薄膜的玻璃化轉變溫度及熔點相對未老化時降低了1.4℃和2.8℃。分析認為，由于PET的濕熱老化過程主要是PET分子鏈在濕熱條件下發生水解及相應聚集態變化的過程。PET主鏈上的酯鍵是聚酯發生濕熱老化的基因，當有水分存在時，PET分子鏈端活潑的羧基將誘發和加速酯鍵的水解過程，而溫度的升高則會進一步的加速此過程。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，促進了PET大分子的結晶，同時PET分子量逐漸降低，導致其分子鏈段蠕動更加容易，更易結晶，結晶度也隨之升高。從而使得PET在經濕熱老化后，其Tg和熔點都降低了。

　　二、熱失重測試

　　分別稱取15mg老化前及老化后的PET薄膜，采用氮氣環境，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為未老化及經濕熱老化后的PET薄膜TGA測試曲線對比圖譜，從圖中可知，該PET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薄膜表現出更低的Tg及熔點的結果相一致。分析認為，在老化過程中，水對PET的刻蝕和溶劑化作用，PET的結晶度逐漸升高，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PET薄膜的熱分解性能。

　　通過采用DSC、TGA測試經過濕熱老化處理前后的PET薄膜的相關熱性能，發現經過濕熱老化處理后，該PET薄膜的玻璃化轉變溫度、熔點及熱裂解溫度相對老化前都降低了。分析認為，PET分子鏈在濕熱條件下發生水解，促進分子鏈的各種松弛行為以及分子間作用力下降可能是導致該現象的主要原因。