专题综述
高效光伏电池封装材料与0BB封装技术研究进展
叶安城1,李伟京2,石洪涛3,王伟民4,裴克梅1
(1.浙江理工大学化学与化工学院,浙江杭州 310018;2.广东中远海运重工有限公司,广东东莞 523146;3.浙江中聚材料有限公司,浙江嘉兴 314011;4.宁波大学材料科学与化学工程学院,浙江宁波 315211)
【摘 要】为支撑HJT、TOPCon及钙钛矿/晶硅叠层等高效光伏电池向高功率、低损耗、长寿命方向发展,本文综述了光伏组件封装材料的研究进展与分类特性。重点分析了4种封装胶膜,即乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、有机硅、聚烯烃弹性体(POE)及新兴的光转共挤一体膜(EPE)材料。深入讨论了主流封装材料的物理性能、优劣及应用场景。对比了SWCT、点胶、焊接点胶三种无主栅(0BB)封装技术主流工艺路线的流程、优势与技术瓶颈,并阐述了适配0BB技术的封装胶膜(皮肤膜+常规胶膜、一体膜等)的发展现状。0BB技术通过取消主栅,能够降低银浆消耗、减少遮光面积、提升组件功率并增强其抗隐裂能力,是高效电池封装的核心方向之一,但仍面临工艺复杂度高、材料成本上升、胶膜适配性不足等挑战。未来封装技术的发展将聚焦材料配方优化、0BB工艺简化与成本控制,推动封装技术与高效电池的深度融合,为光伏产业降本增效提供支撑。
【关键词】光伏组件;封装材料;0BB封装技术;材料失效与保护
黏合层对陶瓷复合装甲防弹性能的影响
姚易斌,张 虹,孙志皓,林文松
(浙江立泰复合材料股份有限公司,浙江湖州 313219)
【摘 要】由陶瓷面板与金属或纤维复材背板黏合固化而成的复合装甲是当代轻质防弹装甲的一种主流形式。其防弹性能不仅取决于陶瓷面板与背板,黏合层也会起关键作用。本文在阐述多层复合装甲防弹机理的基础上,系统综述了黏合层的粘接强度、力学性能、声阻抗及厚度对装甲抗弹性能的影响。通过系统梳理发现,提高粘接强度可有效抑制界面分层,改善抗多发打击能力;增大弹性模量有助于提升单次抗弹效能,但会降低材料韧性;减小黏合剂与陶瓷的声阻抗失配可延缓陶瓷早期失效;黏合层厚度对防护性能呈非线性影响,存在最优区间。本文为陶瓷复合装甲用黏合剂选型及界面结构优化提供了理论参考。
【关键词】陶瓷复合装甲;防弹机理;黏合剂;环氧树脂;聚氨酯
研究报告
低气味高强度双组分丙烯酸酯结构胶的制备及性能研究:基于自制聚丙烯酸酯弹性体
苏开禹,黄鹤
(苏州大学材料与化学化工学部,新型功能高分子材料国家地方联合工程实验室,江苏苏州 215123)
【摘 要】双组分丙烯酸酯结构胶因综合性能优异、适用面广而被广泛应用,但传统产品普遍存在气味大、成本高的问题。为兼顾低气味与高强度,同时降低原料成本,本文以价廉易得的低气味甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)为稀释单体,基于相似相溶原理,自主设计合成了两类可良好溶于HEMA的聚丙烯酸酯弹性体:一类为分子链中无双键的Ⅰ型弹性体,另一类为分子链中引入双键的Ⅱ型弹性体,并分别制备了第一代(FGA)与第二代(SGA)低气味双组分丙烯酸酯结构胶。通过溶解性测试、单因素及正交试验系统考察了弹性体组成、单体种类及配比对胶粘剂性能的影响。结果表明:两类自制弹性体在HEMA中的溶解度均超过50%,显著优于氯丁橡胶、丁腈橡胶及MBS等常规弹性体;FGA胶的拉伸剪切强度最高可达20.40 MPa,与SGA胶(21~23 MPa)基本持平;优化Ⅱ型弹性体与HEMA配比后,SGA胶的拉伸剪切强度进一步提升至23.70 MPa,优于对标参照产品(22 MPa),且气味等级低、原料成本显著降低。研究证实,采用低气味HEMA搭配自制聚丙烯酸酯弹性体,可成功制备出综合性能优异的低气味高强度双组分丙烯酸酯结构胶,为该类产品的低成本化与环保化提供了新思路。
【关键词】低气味;高强度;丙烯酸酯结构胶;弹性体
生物基环氧树脂导热结构胶的制备与性能研究
李自奇,吴梓邦,艾娇艳,宋丽娜,刘保华
(广东工业大学材料与能源学院,广东广州 510006)
【摘 要】针对传统石油基环氧树脂导热系数低、生物基环氧树脂导热复合材料研究不足的问题,以自制衣康酸基环氧树脂为基体,聚酰胺650为固化剂,引入球形氧化铝(单粒径/双粒径)与改性短切碳纤维(CF),制备了系列生物基环氧树脂导热结构胶。系统研究了填料粒径、填充量、双粒径级配及CF/Al2O3杂化比例对导热、力学和热机械性能的影响。研究结果表明:在单一粒径填充体系中,10 μm球形Al2O3在75%填充量下可实现最高导热系数[1.06 W/(m·K)],但韧性偏低;在双粒径级配体系中,5和10 μm组合在导热系数[1.09 W/(m·K)]与冲击强度(12.32 kJ/m²)上实现了相对最优平衡,同时剪切强度(15.14 MPa)处于中等水平,综合性能优异;5和20 μm组合则展现了最高的导热系数[1.11 W/(m·K)],为基体环氧树脂[0.22 W/(m·K)]的504.55%;在碳纤维/氧化铝杂化填料体系中,添加5%CF的配方在保持高导热[1.02 W/(m·K)]的同时,剪切强度升至17.28 MPa,冲击强度升至14.83 kJ/m²,玻璃化转变温度最高(87.3 ℃),固化网络完整性最好。本文揭示了多尺度填料堆积与纤维增强协同导热/增韧机制,为高性能、环保型生物基导热结构胶开发提供理论依据。
【关键词】衣康酸;生物基;环氧树脂;导热胶
TGTHEIC多官能环氧-BMI胶粘剂的研制与性能研究
杨 红,虞鑫海
(东华大学化学与化工学院,上海 201620)
【摘 要】为提高环氧树脂的韧性、耐热性及介电综合性能,拓宽其在电子封装与航空航天等领域的应用,本文以多官能团含氮杂环环氧树脂三缩水甘油基三(2-羟基乙基)异氰尿酸酯(TGTHEIC)为基体,复配环氧树脂、端羧基液体丁腈橡胶及4,4'-二氨基二苯砜,引入4种不同分子结构的双马来酰亚胺(BMI)树脂(BAPP-BMI、DDM-BMI、DETDA-BMI、ODA-BMI),制备了一系列多官能环氧-BMI胶粘剂(JTH-1~JTH-4),并对各项性能进行检测分析。研究结果表明:固化动力学分析显示,加入2,2-双[4-(4-马来酰亚胺基苯氧基)苯基]丙烷(BAPP-BMI)的JTH-1环氧胶粘剂表观活化能(Ea)为63.74 kJ/mol,固化反应级数(n)为0.9。加入4,4'-双马来酰亚胺二苯醚(ODA-BMI)的JTH-4在粘接方面更有优势,拉伸剪切强度在大部分温度下高于其他3种配方,在-20 ℃时拉伸剪切强度可达到19.244 MPa。JTH-1较其他3种配方在冲击强度、拉伸强度方面更加优异,分别为14.413 kJ/m2、53.337 MPa。4种配方整体介电稳定性良好,电容波动均≤0.2 pF,具有电容稳定性,且介电性能优异,疏水能力好。本研究为高性能环氧-BMI胶粘剂的分子结构设计与工程化应用提供了试验依据与数据支撑。
【关键词】环氧树脂;双马来酰亚胺;胶粘剂;研制;性能研究
工艺与应用
高性能环氧结构胶粘剂粘接性能及应用工艺研究
景君怡1,李 黎1,潘建东1,薛 刚2,袁志刚2,薛双乐2,孙明明2,张 斌2
(1.中国航空工业集团成都飞机设计研究所,四川成都 610091;2.黑龙江省科学院石油化学研究院,黑龙江哈尔滨 150040)
【摘 要】针对航空航天结构粘接对室温固化环氧胶粘剂“高强度-高韧性-工艺可靠”的协同需求,本文以自制高性能双组分环氧结构胶为研究对象,系统探究了固化工艺、基材适配性及施工工艺对粘接性能的影响规律。通过DSC、力学测试及楔子试验,分析了25~70 ℃温度区间内固化度与力学性能的构效关系,并评价了其对铝合金、钛合金及复合材料体系的粘接耐久性与破坏机理。研究结果表明:该胶粘剂在25 ℃/7 d、50 ℃/5 h及70 ℃/3 h三种工艺下均表现出优异的综合性能,室温剪切强度>30 MPa,100 ℃高温下仍保持>10 MPa,满足航空结构对宽温域性能的要求。该胶粘剂对铝合金、多种钛合金及复合材料均表现出优异的粘接性能,破坏模式多为混合破坏或复合材料层间内聚破坏,证明该胶粘剂对异质材料界面的润湿性与粘接力已达到较高水平。经湿热环境处理后,试样裂纹扩展长度仅为0.1 cm,证实了该胶粘剂具有优异的抗湿热老化能力与长期结构稳定性。针对施工中的气泡缺陷,本研究创新性地提出了基于双组分静态混合与“中心堆胶”相结合的无气泡施胶工艺,并根据被粘件几何特征优化了“工字形”与“米字形”堆胶策略,显著提升了胶层致密性与工艺可控性。本研究为航空结构胶的工程化应用提供了重要的工艺参数与理论支撑。
【关键词】环氧结构胶粘剂;室温固化;剪切强度;应用工艺;耐久性
植物油基聚氨酯弹性体用于汽车中控屏反应型聚氨酯热熔胶的制备
梁浩忠1,2,黄西桐2,宋 骏2,陈建军2,3,黄恒超2,朱克龙1
(1.中山大学化学学院,广东广州 510275;2.广州白云科技股份有限公司,广东广州 510540;3.广东白云科技有限公司,广东佛山 528143)
【摘 要】针对传统石油基反应型聚氨酯(PUR)热熔胶在汽车中控屏粘接应用中面临的环保压力及植物油基多元醇直接应用存在的相容性差、内聚强度低、热塑性不佳及反应活性偏低等问题,本文提出以蓖麻油为原料,通过分段聚合策略合成蓖麻油基热塑性聚氨酯弹性体(TPU-CO),并将其作为功能添加剂引入PUR体系。采用FT-IR、TMA等表征手段分析了产物的结构及热机械性能,并系统考察了多元醇复配比例、R值及TPU-CO添加量对PUR熔融黏度、开放时间、初粘与终粘强度的影响规律。研究结果表明:合成的TPU-CO20与多元醇体系相容性良好,能显著增强PUR的力学性能和耐候性。选择R值为1.9,m(Dynacoll 7380)∶m(Dynacoll 7360)∶m(PN-110)∶m(PPG-2000)=25∶40∶17∶13,TPU-CO20含量为20%,得到汽车中控屏PUR优化配方(PUR-12)。性能测试表明,PUR-12的110℃熔融黏度为11 200 mPa·s,开放时间为130 s,初粘强度为1.78 MPa,终粘强度为10.04 MPa;经耐湿性、耐水性、耐热性及耐寒性测试后,各项性能衰减均控制在15%以内。PUR-12的综合性能优于国产同类产品并媲美进口竞品,可满足汽车中控屏用PUR热熔胶的技术要求,为实现高性能生物基PUR热熔胶的国产化替代提供了理论依据与技术支撑。
【关键词】反应型聚氨酯热熔胶;蓖麻油基聚氨酯弹性体;汽车中控屏;生物基材料;粘接性能
材料科学
低共熔溶剂-漆酶协同改性木质素制备酚醛树脂胶粘剂
庄军平,王子帅
(华南理工大学轻工科学与工程学院,广东广州 510641)
【摘 要】为突破木质素致密结构对酶解反应的阻碍,解决单纯漆酶改性效率低及酶在溶剂中稳定性差的问题,本研究构建了一种低共熔溶剂(DES)-漆酶协同改性木质素制备酚醛树脂胶粘剂的新策略。以乙酸/甲酸混合酸为氢键供体,氯化胆碱为氢键受体,调控多元醇种类及物质的量之比制备了系列DES。系统考察了DES组分及浓度对漆酶活性与热稳定性的影响机制,采用一步法实现了DES-漆酶协同活化木质素,并制备了木质素基酚醛树脂(CMLPF)胶粘剂。研究结果表明:⑴适量DES的添加对漆酶酶解反应具有一定的促进作用,在10%浓度下活性保持最佳,20%时开始显著下降;DES各组分(混合酸、氯化胆碱、多元醇)的最佳物质的量之比为1∶1∶3时,漆酶活性最高。⑵随着DES在体系中的含量上升至30%,DES的存在严重破坏酶的结构而使其失活,故10%的DES水溶液最有利于保持酶的活性和热稳定性。⑶DES-漆酶协同改性木质素经一步法制备的CMLPF的胶合强度为2.10 MPa,胶合板横截面和断裂面的扫描电镜表明所制备的酚醛树脂胶粘剂粘接性能良好。⑷DES作为一种新型的绿色环保溶剂,能够突破木质素致密的结构,增强酶的活性和稳定性,同时通过DES组分的调控可以增强酶的协同催化作用。该研究为DES-酶协同改性木质素制备胶粘剂提供了研究方向和技术路径。
【关键词】木质素;低共熔溶剂(DES);漆酶;热稳定性;协同改性;酚醛树脂胶粘剂
防水PU材料助剂复配优化与性能调控研究
王 伟
(中交二公局第四工程有限公司,河南 洛阳 471013)
【摘 要】针对地下工程防水对聚氨酯(PU)胶粘剂“高密度、高力学强度”的核心需求,以及现有助剂调控机制不明、复配体系缺乏工程适配性的瓶颈问题,本文选取交联剂三羟甲基丙烷(TMP)、扩链剂1,4-丁二醇(BDO)及泡沫稳定剂三类关键助剂,通过单因素变量试验与复配验证试验,系统探究了助剂单一用量及复配比例对防水PU胶粘剂密度、抗折强度、压缩强度的调控规律,并揭示多助剂协同作用机制。研究结果表明:三类助剂对材料性能的影响均呈现显著阈值效应,随用量增加,密度及力学性能均呈“先升后降”趋势;当TMP用量为4.0份、BDO为8.0份、泡沫稳定剂为1.5份时,单一体系性能最优。复配试验进一步证实,三者存在显著协同效应,最优复配方案(TMP 4.0份+BDO 8.0份+泡沫稳定剂 1.5份)下,材料密度达1.28 g/cm³,抗折强度为4.2 MPa,压缩强度为12.5 MPa,性能变异系数≤2.1%,且泡孔结构均匀致密(平均孔径248.72 μm,孔隙率14.2%,200~300 μm孔径占比89%)。该研究明确了面向地下工程需求的助剂最优复配体系,揭示了“交联-扩链-稳泡”速率匹配与“网络致密化-分子规整化-泡孔稳定化”微观调控机制,为防水PU胶粘剂的精准配方设计与工程应用提供了理论支撑与技术路径。
【关键词】助剂复配;防水PU材料;力学性能;密度;性能调控
参考文献索引
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[3] 苏开禹,黄鹤.低气味高强度双组分丙烯酸酯结构胶的制备及性能研究:基于自制聚丙烯酸酯弹性体[J].中国胶粘剂,2026,35(9):17-27.
[4] 李自奇,吴梓邦,艾娇艳,等.生物基环氧树脂导热结构胶的制备与性能研究[J].中国胶粘剂,2026,35(9):28-35.
[5] 杨红,虞鑫海.TGTHEIC多官能环氧-BMI胶粘剂的研制与性能研究[J].中国胶粘剂,2026,35(9):36-42,48.
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[7] 梁浩忠,黄西桐,宋骏,等.植物油基聚氨酯弹性体用于汽车中控屏反应型聚氨酯热熔胶的制备[J].中国胶粘剂,2026,35(9):49-55.
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[9] 王伟. 防水PU材料助剂复配优化与性能调控研究[J].中国胶粘剂,2026,35(9):64-71.