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漂浮式水上光伏电站用耐候改性HDPE浮体材料的快速老化方法

2021-09-30陈争艳

太阳能 2021年9期

邓 盾,陈争艳,刘 毅

(1.阳光浮体科技有限公司,合肥 230088;2.国家太阳能光伏产品质量监督检验中心,无锡 214028)

0 引言

近年来,漂浮式水上光伏电站在全球范围内得到了快速发展。对于此类光伏电站而言,浮体是其重要组成部分,承载着光伏组件和各类电器件,浮体的寿命决定了该类光伏电站能否安全运行25年,而浮体材料的长效耐候性是浮体寿命的决定因素。

浮体材料一般采用高密度聚乙烯(HDPE),其具有优异的化学稳定性和良好的强度和韧性,但其长期在户外使用过程中会因受到紫外辐照而造成其老化,因此需要进一步提高HDPE的耐紫外老化性能,即提高其长效耐候性。由于长效耐候性是技术难点,改性塑料行业对此方面的相关研究较多,有大量经验积累和数据支撑,而对于通过老化试验在短时间内评价HDPE性能的方法却无系统而深入的研究。

HDPE在受到太阳照射时,紫外线会使该聚合物内部发生反应[1-2],生成烷基自由基和烷氧基自由基等不稳定基团,并造成分子链断裂和生成更多的自由基,加速HDPE的老化。在紫外辐照初期,由于HDPE中光稳剂的存在,其内部生成的自由基、氢过氧化物等迅速被捕捉和消灭,使HDPE材料性能可以保持稳定;当紫外辐照进行到后期,HDPE中的光稳剂被消耗完毕后,由于紫外老化反应不受控,HDPE中的不稳定基团迅速累积和分解,生成的自由基成倍增加并诱导更多的分子链发生降解反应,出现反应自动加速的现象,该阶段HDPE的力学性能快速衰减,导致由其制成的产品会在短时间内丧失使用价值[3-4]。……

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