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气质百川丨GCMS为材料寿命评价加速

2024年07月16日 16:06 来源:岛津企业管理(中国)有限公司
 

 

 

近年来各种新型材料蓬勃发展,生活的各个领域都能看到新材料带来的便利。材料的用途越来越广,人们对于材料性能要求越来越高,使用的环境要求也越来越苛刻。比如太阳能电池板上使用的材料,需要耐受高温,紫外线照射等恶劣的使用环境,同时要保证几十年的长寿命。这对材料的加工制造提出了高要求,同时也对材料的寿命检测提出了高要求。

 

本文以乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)为例介绍采用UV-Py/GC-MS经UV降解后,材料溢出气体以及材料结构的变化。

 

img2 

如图所示为Py-GCMS搭载微型UV发射器,相比于传统的测试方法,此系统可以快速地对EVA薄膜进行紫外线降解。

 

一、UV-Py/GC-MS分析EVA膜UV降解过程中产生的挥发性有机物

分析步骤如下图所示

 

img3 

设置裂解炉温度为60℃,紫外照射时间(0,1,2,5小时)获得气体产物变化。从下图可以推测出,随着UV照射时间的增加,挥发性气体物质的种类和含量都有增加。由于EVA一般很少含添加剂,所以认为挥发性气体来自于EVA材料本身,从而可以推导出EVA的光降解反应过程。

图示

描述已自动生成 

 

二、通过溢出气体分析(EGA-MS)检测不同UV照射时间 EVA的变化

设置裂解炉升温程序40.0℃(2min)→20℃/min→750.0℃(2.5min)检测不同照射时间EGA谱图变化。

 

图表

描述已自动生成 

 

从上图可以看出,随着UV照射时间的延长,热分解温度有所降低(峰2),这意味着分子量减小了,说明EVA膜的主链结果发生光降解。此外,不同UV照射时间的主链(峰2)热分解的绝对强度差异不大,说明光降解只发生在EVA膜的表面,而不是整个薄膜。

 

通过UV-Py/GC-MS可以揭示紫外照射下材料挥发性降解产物的信息。通过溢出气体EGA-MS可以获得材料主链、子链的分解行为。通过这些实验数据可以对材料的光分解行为进行阐释,也为材料寿命的快速评价提出可能。

 

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