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太阳能电池背板的进展_孟德发.pdf

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太阳能电池背板的进展_孟德发.pdf

第 4 2 卷第 1 期2 0 1 4 年 1 月化 工 新 型 材 料N E W C H E M I C A L MA T E R I A L SV o l . 4 2N o . 1 7 作者简介 孟德发 ( 1 9 8 3 - ) , 男 , 工学硕士 , 工程师 , 主要研究方向为环保新材料 。太阳能电池背板的进展孟德 发 唐 超 郭 瑞 李梓森( 太阳 能光 伏北京市 工程研究 中心有限公司 , 北京 1 0 1 1 0 2 )摘 要 首先 对 太阳 能电 池背板 的生 产 厂 家 情况 进 行了 汇总 , 同时 对 太阳 能电 池背板 的 各 种 结构 和 优缺 点 进 行了介绍 , 着 重 分析 了 背板 中 氟 材 料的 性 质 , 同时指 出 了 太阳 能电 池背板尚存 在的问题 , 提出 了 太阳 能电 池 背 板 的 改 进 方 向 , 并探讨 了 太阳 能电 池背板 的 发 展前 景 。关键词 太阳 能电 池 , 背板 , 氟薄膜 , 光 伏P r o g e s s o f s o l a r c e l l s b a c k s h e e tM e n g D e f a T a n g C h a o G u o R u i L i Z i s e n( P V E n g i n e e r i n g R e s e a r c h C e n t e r o f B e i j i n g C o . , L t d . , B e i j i n g 1 0 1 1 0 2 )A b s t r a c t A t t h e f i r s t , b a c k s h e e t m a n u f a c t u r e r i n s o l a r c e l l s w e r e s u m m a r i z e d , a t t h e s a m e t i m e t h e s t r u c t u r e , a d -v a n t a g e s a n d d i s a d v a n t a g e s o f v a r i o u s b a c k s h e e t w e r e i n t r o d u c e d .t h e n a t u r e o f f l u o r i n e m a t e r i a l s i n t h e b a c k s h e e t w a s a n a -l y z e d , a n d t h e p r o b l e m s e x i s t i n g i n t h e b a c k s h e e t w a s p o i n t e d o u t . T h e d i r e c t i o n o f b a c k s h e e t w a s i m p r o v e d , a n d t h e p r o s -p e c t f o r b a c k s h e e t w e r e p r o b e d .K e y w o r d s s o l a r c e l l s , b a c k s h e e t , f l u o r i d e f i l m , P V太阳 能 光 伏 发 电 技 术 日 益 成 熟 , 据 欧 洲 光 伏 产 业 协 会E P I A 预 测 , 太 阳 能 光 伏 发 电 在 2 1 世 纪 会 占 据 世 界 能 源 消 费的重要席位 , 不但要替代部分常规能源 , 而且将成为 世 界 能 源供应的主体 [ 1 - 2 ] 。 太阳 能 电 池 背 板 是 太 阳 能 光 伏 电 池 结 构 中的重要组成部分 , 对太阳能光伏电池起着绝缘及保护作用 。目前市场上的太 阳 能 电 池 背 板 种 类 繁 多 , 设 计 年 限 一 般为 2 5 年 [ 3 - 4 ] , 有的为 4 0 年甚至更 久 。 国 际 上 的 主 流 背 板 可 以分为薄膜复合型和涂料复合型两种类型 。 目前整个 全 球 市 场的 太 阳 能 电 池 背 板 仍 是 以 氟 薄 膜 复 合 型 太 阳 能 电 池 背 板 为主 , 这也就造成了 国 内 主 要 太 阳 能 模 组 厂 家 使 用 的 背 板 绝 大部分依靠进口 , 造成市场价格高 , 技术为外国企业所 垄 断 的 现象 。 另外 , 随着环境要求的提高 , 太阳能电池背 板 的 回 收 也 受到了人们的重视 , 无氟太阳能电池背板的研究也日益活跃 。1 太阳能电池背板厂家目前太阳能电池 背 板 厂 家 主 要 还 是 以 国 外 厂 家 为 主 , 它们占据着 全 球 市 场 的 大 部 分 份 额 。 随 着 国 内 背 板 技 术 的 突破 , 国产背板在光伏市场上占据的份额越来越多 , 逐 渐 打 破 了太阳能光伏背板一直被国外垄断的模式 。 国产背板 的 综 合 性能也在增强 , 并 朝 着 样 品 多 样 化 方 向 发 展 。 背 板 的 生 产 方 式主要有两种 , 一种是复合工艺 , 一种是涂布工 艺 。 太 阳 能 电 池背板厂家日益增 多 , 而 且 大 部 分 新 增 厂 家 都 是 把 背 板 作 为 附带产品进行生产的 。 由于市场上没有对太阳能电池 背 板 名 称进行规范 , 所以在本研究中含有 T e d l a r 膜 的 背 板 称 之 为 T P T或者 T P E 背 板 , 代 表 性 厂 家 有 韩 国 S F C 、 日 本 三 菱 、 德 国D r . M u e l l e r 、 昆山台虹电子材料和贝尔卡特等 ; 用 P V D F 薄膜制备的背板称 之 为 K P K 或 者 K P E 背 板 , 代 表 性 厂 家 有 日 本东洋 铝 、 意 大 利 S o l v a y S o l e x i s 、 苏 州 赛 伍 和 H a n i t a C o a t i n g s等 ; 使用氟树脂类涂 覆 的 背 板 称 为 F P F 或 者 F P E 背 板 ; 其 它不含氟元素的那 些 背 板 称 为 统 称 为 无 氟 背 板 , 代 表 性 厂 家 有苏州中来 、 杭州 联 合 新 材 和 常 熟 冠 日 等 。 另 外 还 有 其 它 的 厂家像意大利康维 明 的 P P E 背 板 、 日 本 东 丽 的 P P 背 板 等 。 国内的背板生产厂家已成规模 , 且样品呈现多样化发展趋势 。2 太阳能电池背板的类型2 . 1 含氟背板现有背板中 , 仍 以 含 有 氟 薄 膜 的 背 板 为 主 。 对 于 氟 薄 膜来讲 , 不同的含氟单体 , 由于分子结构 、 极性 不 同 , 导 致 其 产 物具有不同的分子 结 构 、 本 体 性 能 以 及 表 面 性 能 。 薄 膜 复 合 型背板其含氟薄膜只 有 杜 邦 的 P V F 薄 膜 ( 含 1 个 氟 原 子 , 品 名T e d l a r ) 和日本电气化学的 P V D F 薄膜 ( 含 2 个氟原子 , 薄膜中混入 2 0 % 的丙烯酸树脂 ) 两 种 , 有 关 涂 料 复 合 型 背 板 , 由 于 成本低 , 在价格上受到模组厂家的欢迎 , 具有替代薄 膜 复 合 型 的潜在性 。 影响氟薄 膜 耐 候 持 久 性 的 原 因 , 主 要 是 由 于 含 氟 树脂氟原子对碳 - 碳主键 的 包 裹 作 用 , C - F 键 是 已 知 化 学 键 中 最强的一种 , 因此含 氟 聚 合 物 比 其 它 任 何 聚 合 物 具 有 更 强 的 化学结合力和结构 稳 定 性 , 具 有 优 异 的 耐 候 、 耐 腐 蚀 和 耐 热 性 ,以及优异的绝缘性能 [ 5 ] , 能对基材 P E T ( 聚对苯二甲酸乙二醇酯 ) 起到持久的 保 护 作 用 。 不 同 的 含 氟 单 体 与 非 含 氟 单 体 的共聚得到非晶态 、 无规则结构聚合物 , 其氟元素都 能 够 在 成 膜物的表面富 集 , 但 对 于 不 同 含 氟 单 体 来 说 , 由 于 含 氟 量 的 差异 , 导致其成膜物表面氟元素富集密度具有较大的差别 。含氟背板中 的 氟 材 料 主 要 有 P V F ( 聚 偏 氟 乙 烯 ) 、 P V D F( 聚偏二氟乙 烯 ) 、 P T F E ( 聚 四 氟 乙 烯 ) 、 E C T F E ( 三 氟 氯 乙 烯 -化 工 新 型 材 料 第 4 2 卷乙烯共聚物 ) 、 T HV ( 四氟乙烯 - 六氟 丙 烯 - 偏 氟 乙 烯 共 聚 物 ) 这几类 。 其分子式如 图 1 所 示 , 图 中 所 标 数 值 为 分 子 中 C - F 的键长 ( P V F 、 P V D F 、 P T F E 中 n=6 , E C T F E 中 n=2 , m=3 ;T HV 中 n 、 m 、 o 都等于 2 计算得出 ) , C - F 的键长均为 1 . 3 5 埃左右 , 由图中的键长数据可知这几种物质都非常稳 定 , 因 为 分子结构相似 键 长 越 短 , 键 能 越 大 , 其 分 子 的 相 对 稳 定 性 就 越强 [ 6 ] 。 对于 P V F 、 P V D F 、 P T F E 来说 C - F 的键长逐渐变小 , 可说明 P V F 、 P V D F 、 P T F E 的 键 能 逐 渐 增 大 , 分 子 的 稳 定 性 增强 。 从理论上来 讲 , P V F 、 P V D F 、 P T F E 、 E T F E 和 T HV 这 几种物质作为背板 的 材 料 都 是 有 可 能 的 , 但 这 些 物 质 的 应 用 还应考虑绝缘性 、 阻燃性 、 成本等具体情况 。图 1 含氟元素分子结构示意图现有含氟背板中主要含有 T P T 、 T P E 、 K P K 、 K P E 、 F P F 和F P E 几种类型 。 所谓 T P T 背 板 的 结 构 是 以 P E T 为 基 材 , 两面复合 t e d l a r 膜 , t e d l a r 膜 的 成 分 为 P V F , P V F 含 有 一 个 C - F键 , C - F 具有高键能为 4 8 5 k J / m o l 。 P V F 膜的优点是阻挡紫外线强 带 来 的 耐 候 性 优 , 机 械 性 能 、 延 展 性 好 ; 缺 点 是 t e d l a r 膜一直被 D u p o n t 公司 所 垄 断 , 价 格 也 相 对 较 高 , 因 氟 聚 合 物 不含极性基团 , 与其他亲水基团结合困难 , 使得 P V F 与 E V A 的粘结力比较 低 , 需 在 内 层 P V F 面 进 行 化 学 或 物 理 方 法 的 处理 。 T P E 背 板 的 结 构 是 以 P E T 为 基 材 , 一 面 复 合 t e d l a r 膜 ,一面粘结 E V A 膜 。 该 背 板 的 优 点 是 具 有 P V F 膜 的 优 点 是 ,耐候 性 优 , 阻 挡 紫 外 线 强 , 机 械 性 能 、 延 展 性 好 , 内 层 与 E V A的粘结力高 [ 7 ] ; 缺点是 内 层 E V A 薄 膜 的 耐 紫 外 性 弱 , 受 到 长时间照射容易变黄 。 背板的总体成本较 T P T 背板要低 。K P K 背板的结 构 是 以 P E T 为 基 材 , 两 面 复 合 P V D F 薄膜 。 该背板的优点是背板的总体成本较 T P T 背 板 要 低 , 同 时由于聚四氟乙烯 的 共 聚 链 段 具 有 较 低 的 表 面 张 力 和 强 极 性 ,因此聚四氟乙烯 共 聚 链 段 之 间 相 互 作 用 力 较 小 , 使 得 氟 元 素容易迁移到表面 , 使其具有了高 U V 阻挡性带来的优 耐 候 性 ,持久的耐湿热和 粘 结 性 [ 8 ] ; 缺 点 是 内 层 与 E V A 的 粘 结 力 弱 。K P E 背板的结构是以 P E T 为 基 材 , 一 面 复 合 P V D F 薄 膜 , 一面复合 E V A 胶 膜 。 K P E 背 板 除 具 有 K P K 背 板 的 大 部 分 优点 , 另外就是在电池 组 件 中 背 板 内 层 与 E V A 的 粘 结 力 高 , 缺点同样是背板内层 E V A 薄膜的抗紫外能力弱 , 受到长时间照射容易发生黄变 。F P F 背板结构是以 P E T 为基 材 , 两 面 涂 覆 氟 树 脂 。 这 层氟树脂可以为 P V D F 、 P T F E 、 E C T F E 和 T HV 含 氟 树 脂 中 的一种或几种 , 在 P E T 上涂覆多含氟 树 脂 可 以 最 大 限 度 的 发 挥氟树脂材料的耐 化 学 介 质 、 耐 候 、 防 腐 蚀 、 足 够 的 刚 性 和 强 度等优良的化学品特性 。 F P E 背板结构是以 P E T 为 基 材 , 一 面为氟树脂膜 , 一 面 为 E V A 膜 。 F P E 背 板 同 样 具 有 F P F 背 板的大部分优点 , 另外 一 点 就 是 由 于 背 板 内 层 E V A 层 的 存 在 ,使得背板与 E V A 粘结力增强 , 有利于保护中间电池片和整个光伏组件 , 存在的缺点就是最外层氟树脂膜含氟 量 越 多 , 薄 膜的表面张力小 , 与 E V A 的 粘 结 力 越 弱 , 本 身 成 膜 工 艺 更 为 复杂 , 还有就是背板内 层 E V A 薄 膜 的 抗 紫 外 能 力 弱 , 受 到 长 时间照射容易发生黄变 。对于上述含氟背 板 , 出 于 不 同 考 虑 不 同 厂 家 的 命 名 也 有所不同 , 例如有些厂家的 K P K 背板就是 F P F 背板 。 随着氟材料技术的不断发 展 , 新 的 氟 材 料 正 在 太 阳 能 背 板 领 域 得 到 应用 , 近日美国杜邦公司和日本旭硝子公司推出 E T F E ( F - 4 0 ) 氟薄膜 , 主要应用于防腐蚀衬里 , 但具体的使用效果 还 需 进 一 步的验证 。 在不同的 含 氟 背 板 中 , 所 使 用 的 粘 结 胶 也 起 着 非 常关键的作用 , 粘结 胶 的 性 质 直 接 影 响 背 板 的 层 间 剥 离 、 黄 变 、涂层脱落等性能 。2 . 2 P E T 背板P E T 背板是单层 P E T 、 多层 P E T 结构 、 或加之 E V A 助料层 。 这类背板的 P E T 一 般 都 经 过 了 改 性 。 P E T 背 板 最 大 的优点就是价格比 含 氟 背 板 要 便 宜 得 多 , 另 外 具 有 良 好 的 绝 缘性能 、 低热阻 、 低 水 汽 渗 透 率 、 低 收 缩 率 和 机 械 强 度 高 。 缺 点是耐紫外线能 力 差 、 抗 湿 热 能 力 差 ( 易 水 解 ) 、 阻 燃 性 差 , 经 改性后部分缺 点 得 到 了 改 善 , 但 P E T 背 板 仍 存 在 耐 候 性 差 的问题 。目前大多以 加 入 含 有 功 能 官 能 团 的 封 端 剂 来 改 进 P E T的耐水解性 , 已知专利 C N 1 0 1 3 1 1 2 1 8 A [ 9 ] 利 用 聚 酯 树 脂 和 离子 化 合 物 混 合 , 通 过 熔 融 共 混 制 备 耐 水 解 性 聚 酯 。 专 利 C N1 0 1 9 6 7 2 7 2A [ 1 0 ] 首先制备 了 改 性 聚 酯 树 脂 切 片 , 再 将 改 性 聚酯树脂切片与母料聚酯切片按进行混合 , 经 干 燥 、 熔 融 、 过 滤 、挤出 、 冷却 铸 片 、 双 轴 拉 伸 、 定 型 处 理 等 得 到 性 能 良 好 的 聚酯膜 。2 . 3 A A A ( 聚酰胺 ) 背板A A A 背板结 构 为 P A / P A / P A , P A 是 经 改 性 的 聚 酰 胺 。生产 A A A 背板最具代表性的厂家是奥地利依索沃尔塔公司 。这类背板的优点 是 背 板 成 本 比 含 氟 材 料 低 , 良 好 的 耐 水 解 性带来的优异耐候性 , 表面处理后反射率高 ( 组件功 率 较 高 ) , 绝缘性好 , 与 P E T 具 有 良 好 的 粘 合 性 , 与 E V A 的 粘 结 性 也 很强 ; 缺点是阻挡紫外线弱 , 水蒸汽透过率高 , 自 清 洁 能 力 差 , 易8第 1 期 孟德发等 太阳能电池背板的进展脏污 。2 . 4 其它类型背板除上述类型 背 板 外 , 最 近 又 有 厂 家 推 出 P P ( 聚 丙 烯 ) 背板 、 P E ( 聚乙烯 ) 背板 、 无胶背板 、 以 及 金 属 箔 背 板 等 , P P ( 聚 丙烯 ) 和 P E ( 聚乙 烯 ) 这 些 背 板 价 格 相 对 较 低 , 但 部 分 存 在 耐 老化性弱 、 电绝缘性差等缺点 , 因此没有占据一定的市场 。 S o l a rG a r d [ 1 1 ] 公司推出了一款新型无胶光伏背板 P V F C 1 0 f , 其表面具有独特的耐刮 擦 设 计 , 与 接 线 盒 之 间 的 粘 接 也 能 够 达 到 理想的黏附效果 , 而且该背板有一个功能性涂层 , 可以 增 强 与 醋酸乙烯酯的附着力 , 提高光的反射率 , 从而提高整个 组 件 的 工作效率 。 另外贝卡 尔 特 推 出 “ 金 属 喷 溅 背 板 技 术 ” , 背 板 内 层喷溅金属并蚀刻线路 , 以代替电池片正面栅线 , 使电 池 可 以 接收更多光能 , 提高了整个组件的效率 , 让人们更加深 刻 认 识 到背板新的作用 。3 太阳能电池背板的测试目前 , 国家还没有公布关于背板的相应国 标 , 但 有 关 部 门正在研究制定背板产品的相应标准 。 对于太阳能电 池 背 板 的测试 , 不同的组件 厂 家 要 求 不 完 全 相 同 , 通 过 整 理 汇 总 , 本 文制定了一般性背板技术要求测试表 , 见表 1 。表 1 太阳能电池背板测试表序号 检测项目 单位 检测方法 技术要求1 外观 - 目测 无异物 、 气泡 、 划痕 、 皱痕2 厚度 μ m 电子数显千分尺测量 3 5 0 2 03 P E T 厚度 μ m 电子数显千分尺测量 2 5 0 1 04 P V F 厚度 μ m 电子数显千分尺测量 5 0 55 拉伸强度纵向 N / c m A S TM D - 8 8 2 - 2 0 0 9 ≥ 3 0 0横向 N / c m A S TM D - 8 8 2 - 2 0 0 9 ≥ 3 0 06 断裂伸长率纵向 % A S TM D - 8 8 2 - 2 0 0 2 ≥ 1 0 0横向 % A S TM D - 8 8 2 - 2 0 0 2 ≥ 9 07 热收缩率 ( 1 5 0 ℃ , 3 0 m i n )纵向 % A S TM D - 1 2 0 4 - 2 0 0 2 ≤ 1 . 0横向 % A S TM D - 1 2 0 4 - 2 0 0 2 ≤ 1 . 08 层间剥离力 ( 1 8 0 , p e e l ) N / c m A S TM D - 1 8 7 6 1 8 0 , p e e l ≥ 59 8 5 ℃ , 8 5 %R H 后层间剥离力 N / c m A S TM D - 1 8 7 6 1 8 0 , p e e l ≥ 51 0 与 E V A 剥离力 ( 1 8 0 ℃ , p e e l ) N / c m A S TM D - 1 8 7 6 1 8 0 , p e e l ≥ 4 01 1 与硅胶粘接力 N / c m 2 G B / T 2 7 9 0 - 1 9 9 5 ≥ 21 2 击穿电压 k V A S TM D - 1 4 9 ≥ 1 81 3 局部放电 V D C I E C 6 0 6 6 4 - 1 ≥ 1 0 0 01 4 水汽透过率 3 8 ℃ 1 0 0 %R H g m 2 / d A S TM F 1 2 4 9 ≤ 3 . 01 5 冷热循环后层间剥离力 N / c m A S TM D - 8 8 2 - 2 0 0 2 ≥ 51 6 湿冻试验后层间剥离力 N / c m A S TM D - 8 8 2 - 2 0 0 2 ≥ 51 7 紫外老化 N / c m A S TM F 3 1 3 - 0 6 无黄变 、 无脆裂 、 无脱层4 太阳能电池背板存在的问题太阳能电池背板 正 朝 着 多 样 性 方 向 发 展 , 背 板 成 本 不 断降低 , 推动了整 个 太 阳 能 光 伏 产 业 的 发 展 。 但 在 太 阳 能 电 池背板迅猛发展的同时 , 整个背板行业也存在以下几 点 问 题 第一 , 部分厂家盲目跟随 , 使得太阳能背板产能 相 对 过 剩 ; 第 二 ,由于一些背板厂家的专业性差 , 使得产品的质量也 参 差 不 齐 ;第三 , 各组件厂家对背板的要求也存在一定的差异 性 , 没 有 一个统一的标准 进 行 规 范 。 随 着 太 阳 能 背 板 行 业 的 快 速 发 展 ,肯定还会出现其 他 一 些 问 题 , 这 就 要 求 太 阳 能 电 池 背 板 行 业自律性要强 , 建 立 统 一 性 的 规 范 , 同 时 要 不 断 的 进 行 产 品 的创新 。5 前景展望近期内 , 含氟背 板 仍 将 占 据 着 市 场 的 大 部 分 份 额 。 若 考虑到太阳能电池 背 板 用 后 不 对 环 境 产 生 危 害 , 达 到 使 用 年 限的背板能够很好 的 回 收 利 用 , 这 样 的 太 阳 能 电 池 背 板 将 备 受人们的欢迎 。 将来 , 太 阳 能 电 池 背 板 必 定 朝 着 完 全 国 产 化 方向发展 , 背板的设计年限也会越来越长 , 背板材料 多 样 性 发 展的同时也越来越廉价 , 性价比也越来越高 。参考文献[ 1 ] H u n g Q J , L i n J P , W e i C H , e t a l . [ J ] . D e v e l o p m e n t a n d A p p l i -c a t i o n o f M a t e r i a l s , 2 0 0 9 , 6 2 2 - 2 4 .[ 2 ] C a n c u n ( M e x i c o ) . E u r o p e a n i n d u s t r y c a l l s u p o n w o r l d g o v e r n -m e n t s t o s u p p o r t p h o t o v o l t a i c e l e c t r i c i t y a s k e y s o l u t i o n t ob r i d g e t h e g l o b a l e n e r g y g a p a n d r e d u c e e m i s s i o n s . h t t p / /w w w. e p i a . o r g .[ 3 ] L i H u a , K i k u c h i R y o e i , K u m a g a i M a s a n o r i , e t a l . [ J ] . S o l a r E n -e r g y M a t e r i a l s & S o l a r C e l l s , 2 0 1 2 , 1 0 1 1 6 6 - 1 6 9 .( 下 转 第 3 9 页 )9第 1 期 李 珊等 P D M S / P V D F 优先透有机物渗透汽化复合膜的制备图 8 为不同固化温度对膜渗透汽化性 能 的 性 能 影 响 。 由图 8 可知随着固化温度的升高 , 膜的性能增强 , 但 当 温 度 高 于1 3 0 ℃ 后 , 随着固化温度升高 , 膜的 性 能 变 差 。 可 能 的 原 因 是 一方面 P V D F 膜在高温时发生严重形变 , 破坏原有的膜结构 ,影响膜 性 能 ; 另 一 方 面 是 由 于 催 化 剂 在 高 温 下 失 活 , 降 低P D M S 的数均分子量 , 交 联 程 度 降 低 , 从 而 影 响 膜 的 性 能 [ 1 3 ] 。所以 , 由实验可知 , 交联反应应该在 1 3 0 ℃ 以下进行 , 以制备性能优越的复合膜 。图 8 固化温度对膜渗透汽化性能的影响图 9 固化时间对膜渗透汽化性能的影响2 . 2 . 5 固 化 时 间 对 膜 的 渗透 汽 化 性能 的影响将复合膜在 1 1 0 ℃ 下固化不同时间 , 不同固化时间对膜性能的影响如图 9 所示 。 由图 9 可知固化时间短 固 化 反 应 不 完全 , 形成的复合膜分离层不致密 , 对乙醇水溶液的渗 透 汽 化 性能差 ; 随着交联固 化 时 间 的 增 加 , 膜 固 化 反 应 完 全 , 性 能 逐 渐稳定 。 故交联固化时间应大于 3 h 。2 . 3 复合膜的溶胀性将所制得的复合 膜 进 行 溶 胀 性 实 验 , 在 不 同 浓 度 的 乙 醇水溶液中其溶胀性如表 2 所示 。表 2 膜在不同浓度乙醇水溶液中的溶胀性乙醇浓度 / % 5 1 0 1 5 2 0 2 5溶胀度 η / % 0 . 6 7 1 . 0 6 1 . 2 6 1 . 4 2 4 . 6 4由以上结果可知 , 随着乙醇浓度的增大 , 膜 的 溶 胀 性 逐 渐增大 , 将会影响膜 的 使 用 , 所 以 , 该 复 合 膜 在 低 浓 度 乙 醇 水 溶液中使用 , 性能优越 。3 结论本研究通 过 改 变 涂 敷 方 法 、 基 膜 热 处 理 温 度 、 P D M S 浓度 、 固化温度及固化时间等制膜条件 , 制备出 P D M S / P V D F 优先透有机物中空纤维复合膜 。 通过渗透汽化实验发现 , P V D F基膜在 1 2 0 ℃ 下热处 理 , 用 1 0 % 的 硅 橡 胶 溶 液 采 用 浸 涂 加 真空涂覆 , 在 1 1 0 ℃ 下交 联 固 化 6 h 制 备 的 复 合 膜 , 在 6 0 ℃ 下 分离浓度为 5 % 的 乙 醇 水 溶 液 时 , 复 合 膜 的 分 离 因 子 可 达 到2 1 . 3 5 , 通量 为 3 3 1 . 2 1 g / ( m 2 h ) , 较 文 献 报 道 有 了 明 显 提高 [ 1 4 - 1 6 ] 。 乙醇水溶液经 复 合 膜 渗 透 汽 化 分 离 后 , 乙 醇 浓 度 大大提高 。 因此 , 本研究具有很大的潜在工业应用前景 。参考文献[ 1 ] 陈龙祥 , 由涛 , 洪厚 胜 , 等 . 硅 橡 胶 渗 透 汽 化 膜 的 制 备 与 改 性 技术研究 [ J ] . 现代化工 , 2 0 0 9 , 2 9 ( 6 ) 2 3 - 2 9 .[ 2 ] 展侠 , 李继定 , 黄军 其 , 等 . 渗 透 气 化 优 先 透 醇 分 离 膜 [ J ] . 化 工进展 , 2 0 0 8 , 2 0 ( 9 ) 1 4 1 6 - 1 4 2 6 .[ 3 ] 李光亮编著 . 有机硅高分子化学 [ M ] . 北 京 科 学 出 版 社 , 1 9 9 8 ,1 2 2 - 1 4 4 .[ 4 ] S h i E r , H u a n g W e i x i n g , X i a o Z e y i , e t a l . [ J ] . J o u r n a l o f A p p l i e dP o l y m e r S c i e n c e , 2 0 0 7 , 1 0 4 ( 4 ) 2 4 6 8 - 2 4 7 7 .[ 5 ] S a l e h i S h a h r a b i S , M o r t a h e b H R , B a r z i n J , e t a l . [ J ] . D e s a l i n a -t i o n , 2 0 1 2 , 2 8 7 ( S I ) 2 8 1 - 2 8 9 .[ 6 ] L e e H o n g j o o , C h o E u n j i n , K i m Y o u n g g y u , e t a l . [ J ] . B i o r e -s o u r c e T e c h n o l o g y , 2 0 1 2 , 1 0 9 1 1 0 - 1 1 5 .[ 7 ] C h a n g C h e n g l i a n g , C h a n g M i n g s h i h . [ J ] . J o u r n a l o f M e m b r a n eS c i e n c e , 2 0 0 4 , 2 3 8 ( 1 - 2 ) 1 1 7 - 1 2 2 .[ 8 ] L i u G o n g p i n g , H o u D a n , J i n W a n q i n , e t a l . [ J ] . C h i n e s e J o u r n a lo f C h e m i c a l E n g i n e e r i n g , 2 0 1 1 , 1 9 ( 1 ) 4 0 - 4 4 .[ 9 ] G a l e s l L , M e n d e s A , C o s t a C . [ J ] . J o u r n a l o f M e m b r a n e S c i -e n c e , 2 0 0 2 , 1 9 7 ( 1 - 2 ) 2 1 1 - 2 2 2 .[ 1 0 ] 马立 群 . 难 粘 高 分 子 材 料 的 表 面 处 理 技 术 [ J ] . 化 学 与 粘 合 ,1 9 9 9 , ( 1 ) 2 3 - 2 6 .[ 1 1 ] C a m p b e l l D J , B e c k m a n K J , C a l d e r o n C E , e t a l . [ J ] . J o u r n a l O fC h e m i c a l E d u c a t i o n , 1 9 9 9 , 7 6 ( 4 ) 5 3 7 - 5 4 1 .[ 1 2 ] 何春红 . 基膜热处理对复合膜气体分离性能的影响 [ J ] . 天 然 气化工 , 2 0 0 6 , 3 1 ( 2 ) 2 9 - 3 3 .[ 1 3 ] 顾瑾 , 邓利容 , 白云翔 . V T E S 交联 P D M S 渗透汽化 膜分离水中乙醇性能的研究 [ J ] . 膜科学与技术 , 2 0 1 0 , 3 0 ( 2 ) 1 9 - 2 4 .[ 1 4 ] Z h a n X i a , L i J i d i n g , H u a n g J u n q i , e t a l . [ J ] . A p p l i e d B i o c h e m i s -t r y B i o t e c h n o l o g y , 2 0 1 0 , 1 6 0 ( 2 ) 6 3 2 - 6 4 2 .[ 1 5 ] H a n X i a o l o n g , W a n g L e i , L i J i d i n g , e t a l . [ J ] . J o u r n a l o f A p p l i e dP o l y m e r S c i e n c e , 2 0 1 1 , 1 1 9 ( 6 ) 3 4 1 3 - 3 4 2 1 .[ 1 6 ] C h a n g C h e n g l i a n g , C h a n g P o y e n . [ J ] . D e s a l i n a t i o n , 2 0 0 6 , 1 9 2( 1 - 3 ) 2 4 1 - 2 4 5 .收稿日期 檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨2 0 1 2 - 1 1 - 1 2( 上 接 第 9 页 )[ 4 ] S h a h A V , S c h a d e H , V a n e c e k M , e t a l . [ J ] . P r o g r e s s i n P h o t o -v o l t a i c s R e s e a r c h a n d A p p l i c a t i o n s , 2 0 0 4 , 1 2 ( 2 - 3 ) 1 1 3 - 1 4 2 .[ 5 ] 张艳中 , 蒋争光 . 一种聚氟乙烯的制备方法 中国 , 1 8 3 4 1 2 4 [ P ] .2 0 0 6 - 0 9 - 2 0 .[ 6 ] 夏少武 , 夏树 伟 . 量 子 化 学 基 础 [ M ] . 北 京 科 学 出 版 社 , 2 0 1 0 ,2 1 - 7 8 .[ 7 ] W i k i p e d i a , P o l y v i n y l f l u o r i d e . h t t p / / e n . w i k i p e d i a . o r g / w i k i /P o l y v i n y l _ f l u o r i d e .[ 8 ] W i k i p e d i a , P o l y v i n y l i d e n e f l u o r i d e . h t t p / / e n . w i k i p e d i a . o r g /w i k i / P o l y v i n y l i d e n e _ f l

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