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太阳能电池背膜的制备

作　者: 冯刚
导　师: 苑会林
学　校: 北京化工大学
专　业: 材料科学与工程
关键词: 聚偏氟乙烯 聚甲基丙烯酸甲酯 薄膜 共混 钛白粉 共挤出复合膜
分类号: TQ320.721
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 351次
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内容摘要


太阳能电池背膜要具有优异的耐候性、抗紫外线性能和良好的力学性能。而PVDF本身的特性决定了它是最佳的制备材料。但是PVDF的亲水性较差,限制了它的使用,因此要对其进行改性。实验先通过PMMA和PVDF共混的方式来提高共混薄膜的亲水性。通过X射线衍射(XRD)、差示扫描量热(DSC)、原子力显微镜(AFM)、X射线光电子能谱仪(XPS)和扫描电镜(SEM)等方法研究了PMMA对共混膜的性能的影响。结果表明,PMMA与PVDF具有很好的相容性,但PMMA同时也降低了PVDF的结晶能力、熔融温度和分解温度。接着实验研究了TiO2对PVDF/PMMA/TiO2复合膜性能的影响,通过X射线衍射(XRD),差示扫描量热(DSC),扫描电子显微镜(SEM)和热重分析(TG)进行分析。研究表明,TiO2虽然起到了遮光作用、提高了复合膜的亲水性、降低了成本。但是TiO2也抑制了PVDF的结晶,降低了它的分解温度和加工性能。最后,结合以上的研究成果,实验研制了既具有优异的化学稳定性、耐候性、抗紫外线性能,又易于与其它材料相粘接的共挤出复合膜。而且研制出了共挤出复合膜生产的最佳配方及相应的工艺参数。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-13
第一章 绪论  13-33
  1.1 太阳能电池及其背膜介绍  13-14
  1.2 氟塑料介绍  14-15
  1.3 聚偏氟乙烯树脂介绍  15-20
    1.3.1 聚偏氟乙烯(PVDF)的结构  16
    1.3.2 聚偏氟乙烯的结晶形态  16-17
    1.3.3 聚偏氟乙烯的特性  17-19
    1.3.4 聚偏氟乙烯的应用  19-20
  1.4 聚偏氟乙烯薄膜  20-23
    1.4.1 流延薄膜  20-21
    1.4.2 薄膜吹塑的机组的结构与吹膜工艺流程  21-23
  1.5 PVDF薄膜的改性  23-27
    1.5.1 共混改性  23-24
    1.5.2 PVDF薄膜表面改性  24-27
  1.6 二氧化钛在共混膜中的应用  27-32
    1.6.1 二氧化钛简介及应用  27-28
    1.6.2 纳米二氧化钛的结构性能  28-29
    1.6.3 二氧化钛的改性  29-32
  1.7 本课题的研究目的和内容  32-33
第二章 PVDF/PMMA共混改性膜的制备及研究  33-46
  2.1 引言  33
  2.2 原料及设备  33-34
    2.2.1 原料及试剂  33-34
    2.2.2 试验设备  34
  2.3 PVDF/PMMA共混膜的制备  34-35
  2.4 测试仪器及测试条件  35-36
  2.5 结果与讨论  36-45
    2.5.1 PVDF/PMMA共混膜的表面接触角测试  36-37
    2.5.2 PVDF/PMMA共混膜的X射线衍射测试  37-39
    2.5.3 PVDF/PMMA共混膜的SEM结果  39-41
    2.5.4 PVDF/PMMA共混膜的热分析  41
    2.5.5 PVDF/PMMA共混膜的表面形貌分析  41-43
    2.5.6 PVDF/PMMA共混膜的XPS分析  43-44
    2.5.7 PVDF/PMMA共混膜的熔融指数  44-45
  2.6 本章小结  45-46
第三章 钛白粉对PVDF/PMMA/TiO_2复合膜性能的影响  46-58
  3.1 引言  46
  3.2 原料及设备  46-47
    3.2.1 原料及试剂  46-47
    3.2.2 试验设备  47
  3.3 PVDF/PMMA/TiO_2共混膜的制备  47-48
  3.4 测试仪器及测试条件  48-49
  3.5 结果与讨论  49-57
    3.5.1 PVDF/PMMA/TiO_2复合膜的X射线衍射测试  49-50
    3.5.2 PVDF/PMMA/TiO_2复合膜的热分析  50-52
    3.5.3 PVDF/PMMA/TiO_2复合膜的热重分析  52
    3.5.4 不同TiO_2含量下PVDF/PMMA/TiO_2复合膜的熔融指数  52-53
    3.5.5 PVDF/PMMA/TiO_2复合膜的SEM结果  53-55
    3.5.6 PVDF/PMMA/TiO_2复合膜的表面接触角测试  55-56
    3.5.7 PVDF/PMMA/TiO_2复合膜的力学性能的测试  56-57
  3.6 本章小结  57-58
第四章 共挤出流延复合膜  58-73
  4.1 引言  58-59
  4.2 原料及设备  59-60
    4.2.1 原料及试剂  59-60
    4.2.2 实验设备  60
  4.3 共挤出设备及复合模头的设计  60-66
    4.3.1 共挤出复合模头的设计  60-66
    4.3.2 共挤出冷却成型及收卷装置  66
  4.4 共挤出复合制品的结构设计  66-67
  4.5 共挤出复合膜的制备  67-68
  4.6 测试仪器及测试条件  68-69
  4.7 结果与讨论  69-72
    4.7.1 共挤出复合膜的表面接触角测试  69-70
    4.7.2 共挤出复合膜的SEM测试结果  70-71
    4.7.3 共挤出复合膜的DSC测试结果  71-72
    4.7.4 共挤出复合膜的力学性能测试  72
  4.8 本章小结  72-73
第五章 结论  73-74
参考文献  74-78
研究成果及发表的学术论文  78-79
致谢  79-80
作者和导师简介  80-81
北京化工大学硕士研究生学位论文答辩委员会决议书  81-82

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 合成树脂与塑料工业 > 一般性问题 > 产品及检验 > 各种形状制品 > 薄膜
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