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氣質百川丨GCMS為材料壽命評價加速

閱讀:227        發布時間:2024-7-16
 

 

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近年來各種新型材料蓬勃發展,生活的各個領域都能看到新材料帶來的便利。材料的用途越來越廣,人們對于材料性能要求越來越高,使用的環境要求也越來越苛刻。比如太陽能電池板上使用的材料,需要耐受高溫,紫外線照射等惡劣的使用環境,同時要保證幾十年的長壽命。這對材料的加工制造提出了高要求,同時也對材料的壽命檢測提出了高要求。

 

本文以乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)為例介紹采用UV-Py/GC-MS經UV降解后,材料溢出氣體以及材料結構的變化。

 

img2 

如圖所示為Py-GCMS搭載微型UV發射器,相比于傳統的測試方法,此系統可以快速地對EVA薄膜進行紫外線降解。

 

一、UV-Py/GC-MS分析EVA膜UV降解過程中產生的揮發性有機物

分析步驟如下圖所示

 

img3 

設置裂解爐溫度為60℃,紫外照射時間(0,1,2,5小時)獲得氣體產物變化。從下圖可以推測出,隨著UV照射時間的增加,揮發性氣體物質的種類和含量都有增加。由于EVA一般很少含添加劑,所以認為揮發性氣體來自于EVA材料本身,從而可以推導出EVA的光降解反應過程。

圖示

描述已自動生成 

 

二、通過溢出氣體分析(EGA-MS)檢測不同UV照射時間 EVA的變化

設置裂解爐升溫程序40.0℃(2min)→20℃/min→750.0℃(2.5min)檢測不同照射時間EGA譜圖變化。

 

圖表

描述已自動生成 

 

從上圖可以看出,隨著UV照射時間的延長,熱分解溫度有所降低(峰2),這意味著分子量減小了,說明EVA膜的主鏈結果發生光降解。此外,不同UV照射時間的主鏈(峰2)熱分解的絕對強度差異不大,說明光降解只發生在EVA膜的表面,而不是整個薄膜。

 

通過UV-Py/GC-MS可以揭示紫外照射下材料揮發性降解產物的信息。通過溢出氣體EGA-MS可以獲得材料主鏈、子鏈的分解行為。通過這些實驗數據可以對材料的光分解行為進行闡釋,也為材料壽命的快速評價提出可能。

 

本文內容非商業廣告,僅供專業人士參考。

 

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