20141129--汽车夹层玻璃用PVB膜的制备及性能研究

浙江科技学院

开放性实验报告

实验名称：汽车夹层玻璃用PVB膜的制备及性能研究指导教师：朱银邦

组长：洪艺军

组员：蒋民国徐燕丽张洁

姚家荣翟永强张超

提交日期：2014-05-06

夹层玻璃用PVB膜的制备及性能研究

目录：

1：引言

2：试验方法及过程

2.1实验仪器及试剂

2.2实验材料的制备及分析

2.2.1实验方案

2.2.2实验步骤及冲击试验

2.2.3 PVB膜热性能分析及讨论

3.结论

1：引言

PVB玻璃夹层膜是由聚乙烯醇缩丁醛树脂，经增塑剂塑化挤压而成型的一种高分子材料。PVB玻璃夹层膜厚度一般为0.38mm和0.76mm两种，对无机玻璃具有良好的粘结性，具有透明、耐热、耐寒、耐湿，机械强度高等特性。PVB薄膜主要用于夹层玻璃，是在两块玻璃之间夹进一层以聚乙烯醇缩丁醛为主要成分的PVB薄膜。PVB夹层玻璃由于具有安全、保温、控制噪音和隔离紫外线等多项功能，广泛应用于建筑、汽车等行业。

PVB夹层玻璃具有以下四大特点

1、安全性：在受到外来撞击时，由于弹性中间层有吸收冲击的作用，可阻止冲击物穿透，即使玻璃破损，也只产生类似蜘蛛网状的细碎裂纹，其碎片牢固地粘附在中间层上，不会脱落四散伤人，并可继续使用直到更换。

2、防盗性：PVB夹层玻璃非常坚韧，即使盗贼将玻璃敲裂，由于中间层同玻璃牢牢地粘附在一起，仍保持整体性。

3、隔音性：由于PVB薄膜具有对声波的阻尼功能，PVB夹层玻璃能有效地抑制噪音的传播，其隔音效果十分明显。

4、防紫外线性能：PVB薄膜能吸收掉99％以上的紫外线。

2：试验方法及过程

2.1实验仪器及试剂

实验仪器：差示扫描量热计（ＤＳＣ）、分析天平、烧杯、玻璃棒、药勺、5cm×5cm的玻璃片、DZF-6020型真空干燥箱、镊子、工具箱。

实验试剂：PVB粉末、PVB膜片、3GO（化学名称：三甘醇二异辛酸酯，PVB 特效增塑剂）

PVB粉末 3GO

2.2实验材料的制备及分析

2.2.1实验方案

将称好重量的PVB颗粒放入小烧杯中，按照比例加入适量的增塑剂3GO，混合均匀后静置1小时，将混合好后均匀的平铺到5cm*5cm的玻璃片中，放入160℃真空干燥箱，熔融后，再用另一块玻璃片覆盖，5分钟之后开始抽真空，抽真空持续时间为40分钟。之后干燥箱的温度调到50℃-60℃之间，20分钟左右迅速从干燥箱内拿出，在室温下冷却，贴上标签，观察其透光性，做敲击实验及热性能分析，记录现象。

2.2.2实验步骤及冲击试验

1、用分析天平在烧杯上分别称取PVB粉末及3GO，第一组0.8gPVB粉末0.4g3GO，第二组0.9gPVB粉末0.4g3GO，第三组1.0gPVB粉末0.3g3GO，第四组用PVB膜片。

2、混合均匀后静置适当时间，将混合好后均匀的平铺到5cm*5cm的玻璃片中（如下图所示），放入160℃真空干燥箱。

3、45分钟混合物有部分熔化，用另一块玻璃片覆盖，开始抽真空，抽真空持续时间为40分钟。

4、将干燥箱的温度调到55℃。

5、28分钟干燥完成后，先将真空阀关闭，关掉电源，打开真空干燥箱箱门，取出物料。（如下图所示）

6、在室温下冷却，观察其透光性，取出工具箱做敲击实验。

配比为0.8gPVB粉末0.4g3GO结果如下：

配比为0.9gPVB粉末0.4g3GO结果如下：

配比为1.0gPVB粉末0.3g3GO结果如下：

PVB膜片结果如下：

由以上结果可以看出PVB 膜片的透光性和耐冲击性能最好，前三组实验中，理论上第一组的透光性和抵抗撞击的能力和熔融的状态应该较好，而实验结果且大不一样，可能是由于PVB 粉末和3GO 没有均匀搅拌，静置的时间不够长导致的。

2.2.3 PVB 膜热性能分析

1. 将不同配比的PVB 粉末和3GO 混合物按下图程序进行DSC 测试。

2. 由DSC 测试结果（如图1—4）可得到不同组成配比的PVB 粉末及3GO 混合物的玻璃化转变温度。

图1：0.8gPVB粉末0.4g3GO混合物的DSC曲线：

如图所示，该混合物的玻璃化转变温度为55.8℃。

图2：0.9gPVB粉末和0.4g3GO混合物的DSC曲线：

如图所示，该混合物的玻璃化转变温度为13.3℃。

图3：1.0gPVB粉末和0.3g3GO混合物的DSC曲线：

如图所示，该混合物的玻璃化转变温度为22.5℃。

图4：PVB膜片的DSC曲线：

如图所示，该混合物的玻璃化转变温度为6.4℃。

3. 结论

由实验可知好的PVB夹层玻璃具有良好的安全性、透光性、耐热性等优点。3GO作为PVB常用的一种增塑剂主要作用是削弱聚合物分子之间的次价健，即范德华力，从而增加了聚合物分子链的移动性，降低了聚合物分子链的结晶性，

即增加了聚合物的塑性，表现为聚合物的硬度、模量、软化温度和脆化温度下降，而伸长率、曲挠性和柔韧性提高。

本实验只进行敲击试验和玻璃化转变温度的测定及性能分析，还不具备汽车夹层玻璃用聚乙烯醇缩丁醛(PVB)中间膜的行业标准。

夹层玻璃用聚乙烯醇缩丁醛（PVB）中间膜必须具备一定的性能。作为汽车夹层玻璃，在外观上应具备无色透明薄膜，表面平整，不存在划伤；不允许出现折皱、折痕和粘连（冷冻膜）。直径≥2.0mm的晶点不允许密集存在，无肉眼可见水纹等。适合的几何尺寸，均匀度：CD<18,MD<40。内部性能检测指标：水份含量(%) ：≤0.45 、拉伸强度(MPa) ：≥20 、断裂伸长率(%) ：≥200 、表面粗糙度Rz(λc=2.5mm ) ：20-50 、雾度(%) ：＜0.5 、透光率：≥85等。本实验由于实验条件有限，做出的夹层玻璃PVB膜，尚不具备标准要求。

目前，全球PVB薄膜市场成长潜力大，不过我国PVB夹层玻璃所采用的PVB薄膜主要依靠进口。随着汽车行业等相关领域的快速发展，对PVB夹层玻璃需求将飞速发展，中国市场前景一片光明。