光伏胶膜材料POE产品及应用现状

POE直接改性主要应用于PP和PE的共混改性(见图1)。

图1 POE直接改性应用

POE的内聚能较小，表观黏度的温敏性和聚烯烃树脂比较接近，共混聚烯烃后更容易得到较小的颗粒粒径和较窄的粒径分布，增韧、抗冲击的效果明显。

POE被证明是PP较好的增韧剂，在PP/POE共混体系中，POE会在PP连续相中形成“海-岛”结构，可有效提高PP在低温、常温下的抗冲击强度。

POE直接改性PP是其目前最重要的市场应用，主要针对汽车零配件、家电外壳和口罩领域。

POE直接改性PE主要应用于防水卷材和管材领域。

PE刚性大、抗冲击性能差、硬度低，必须添加POE对其增韧改性，才能达到目标性能要求。

POE接枝后的应用主要是对PA和聚酯类聚合物进行增韧改性(见图2)。

图2 POE接枝改性应用

PA和PT等线性聚合物的主链均由强极性的基团构成，如酰胺键、酯键。该类聚合物具有良好的可加工性、力学性能、耐磨性、耐化学药品性、热稳定性等性能，是重要的工程塑料，广泛应用于建筑、机械、电子、汽车、日用品等领域。

POE与PA、PT共混，是改善该类聚合物冲击性能的有效手段。

由于PA、PT等线性聚合物主链带有极性很强的基团，与非极性的POE共混时相容性较差，相分离情况严重，通常在POE分子链上接枝极性单体来改善POE与该类聚合物的相容性。

POE接枝极性单体目前主要有MAH接枝POE和GMA接枝POE两种形式。

POE的发泡应用主要是对EVA进行改性，EVA共混POE发泡制作运动鞋中底(见图3)。

图3 POE发泡改性应用

中底是运动鞋的核心部分，其作用是提供稳定性、缓冲和回弹，吸收运动中产生的冲击力以提供保护，并带来比较温和的脚感。

EVA具有良好的柔软性、橡胶一样的弹性，是运动鞋中底广泛使用的材料。

POE本身可替代EVA单独发泡作为运动鞋中底，但是EVA具有价格优势(比POE价格低30%)，因此POE更多作为EVA的改性材料。

EVA共混POE发泡后的产品质量更轻，压缩回弹更好，触感良好，泡孔均匀细腻，撕裂强度高。

POE作为单一材料使用，主要应用于光伏组件的封装材料———胶膜。

在光伏组件中，胶膜放在组件钢化玻璃/背板与太阳能电池之间，用于封装并保护电池片(见图4)。

图4 光伏组件结构

由于太阳能电池的封装过程具有不可逆性，同时组件的运营寿命通常要求在25a以上，一旦运营期间胶膜的透光率下降或产生黄变等失效问题，都会造成太阳能电池的报废，使得组件无法使用，所以胶膜虽然绝对价值在组件中不高，但其质量直接决定组件与电池的产品质量与寿命。

目前光伏组件用的封装胶膜主要包括EVA胶膜和POE胶膜。EVA胶膜为热固性的胶膜，强度低、水蒸气透过率和吸水率较大、耐候性较差，在正常使用过程中也仍然会有水蒸气透过，导致胶膜雾化，影响透光率，降低组件的发电量;此外，EVA胶膜容易分解释放醋酸分子，腐蚀玻璃和背板等部件，缩短组件的使用寿命。

近年来，在光伏电站运营中还发现EVA胶膜存在严重的电势诱导衰减(PID)现象，导致电站输出功率大幅下降。

相对于EVA胶膜，POE胶膜最大的优势就是低水蒸气透过率和高体积电阻率，保证了光伏组件在高温、高湿环境下运行的安全性及长久的耐老化性，使组件能够长久高效使用。目前市场上的POE胶膜的制备主要是通过过氧化物或者硅烷2种方式使POE交联。

过氧化物交联

当温度达到过氧化物分解温度时，过氧化物就会分解成2个自由基，新产生的自由基会攻击POE分子链段，产生大分子自由基，2个大分子自由基之间就会进一步产生交联;POE分子链段中叔碳原子的氢非常不稳定，相对其他仲碳原子的氢是最容易受到自由基攻击的，是活性交联点(见图5)。

图5 POE的过氧化物交联反应

硅烷交联

在少量过氧化物的存在下，硅烷与POE发生熔融接枝形成硅烷接枝POE，然后硅烷接枝POE在催化剂作用下与水发生水解反应，形成Si—O—Si的交联结构。

目前全球范围内POE产能十分集中，产能主要集中在陶氏、埃克森美孚、三井、SK等公司，其中陶氏产能46万吨,占全球产能的42%；埃克森美孚和SK，产能均为20万吨，占比均为19%，三井化学拥有17万吨的产能，产能占比约16%。

图6 国内企业POE投产进展