《光伏組件用封裝膠膜中酸含量的測試方法》-編制說明

光伏行業(yè)協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)《光伏組件用封裝膠膜中酸含量的測試方法》（征求意見稿）編制說明一、工作簡況1、任務(wù)來源 根據(jù)中國光伏行業(yè)協(xié)會2022年1月17日下發(fā)的中光伏協(xié)【2022】4號《關(guān)于印發(fā)2022年第一批光伏協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)制修訂計劃的通知》的相關(guān)要求，《光伏組件用封裝膠膜酸值測試方法》（計劃號2022008-CPIA）由杭州福斯特應(yīng)用材料股份有限公司牽頭編寫，由中國光伏行業(yè)協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會負(fù)責(zé)技術(shù)歸口和管理。2、協(xié)作單位及任務(wù)分工杭州福斯特應(yīng)用材料股份有限公司負(fù)責(zé)組織起草單位，牽頭標(biāo)準(zhǔn)的起草，負(fù)責(zé)立項申請、方法的技術(shù)和試驗研究，組織方法驗證試驗和數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，標(biāo)準(zhǔn)起草各階段文本的編寫。國家太陽能光伏產(chǎn)品質(zhì)量檢驗檢測中心負(fù)責(zé)參與標(biāo)準(zhǔn)的編制，參加方法的技術(shù)討論和方法驗證試驗，參加標(biāo)準(zhǔn)的起草和修改工作，提出標(biāo)準(zhǔn)修改意見和建議；增加高效液相色譜測定光伏組件用封裝膠膜中的醋酸/醋酸根含量的方法起草及滴定法測定酸值的實驗室間比對；阿特斯陽光電力集團(tuán)股份有限公司負(fù)責(zé)參與標(biāo)準(zhǔn)討論，提出修改意見和建議及參加實驗室間比對的工作。3、編制過程2022年1月，經(jīng)中國光伏行業(yè)協(xié)會批準(zhǔn)立項。2022年2月，成立標(biāo)準(zhǔn)編制組，制定了工作計劃和方案。2022年3月，根據(jù)試驗驗證分析，參照多項標(biāo)準(zhǔn)，完成了標(biāo)準(zhǔn)草案討論稿。2022年4月，按照協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)制修訂程序，召開啟動會暨討論會。會議是由中國光伏行業(yè)協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會組件工作組組織的在線視頻會議。與會人員聽取了標(biāo)準(zhǔn)草案編制情況，并逐條對標(biāo)準(zhǔn)文本進(jìn)行了討論，形成討論意見。其中，會上由無錫檢驗檢測認(rèn)證研究院/國家太陽能光伏產(chǎn)品質(zhì)量檢驗檢測中心（CPVT）提出增加高效液相色譜測定光伏組件用封裝膠膜中的醋酸/醋酸根含量的方法，經(jīng)與會專家討論后同意在本標(biāo)準(zhǔn)中增加相應(yīng)內(nèi)容，并修改本標(biāo)準(zhǔn)名稱。會后，編制組根據(jù)討論意見及專家提出的建議對標(biāo)準(zhǔn)草案進(jìn)行了修改。2022年5月-2023年8月，標(biāo)準(zhǔn)編制組組織杭州福斯特與CPVT對本標(biāo)準(zhǔn)中兩種測試方法進(jìn)行了實驗室間比對，并對試驗要求和過程進(jìn)一步優(yōu)化。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)啟動會討論意見，以及兩種測試方法的比對情況和優(yōu)化內(nèi)容，對標(biāo)準(zhǔn)草案討論稿及標(biāo)準(zhǔn)編制說明進(jìn)行修改，形成了本標(biāo)準(zhǔn)的征求意見稿。二、標(biāo)準(zhǔn)編制原則和主要內(nèi)容的論據(jù)1、編制原則本標(biāo)準(zhǔn)文件編寫格式符合GB/T1.1-2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和編寫》的規(guī)定；本標(biāo)準(zhǔn)文件規(guī)定的技術(shù)內(nèi)容及要求應(yīng)科學(xué)、合理，具有適用性和可操作性；本標(biāo)準(zhǔn)文件的水平應(yīng)達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平。2.2主要內(nèi)容2.2.1

適用范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了光伏組件用封裝膠膜酸值及醋酸/醋酸根含量的測試方法。本標(biāo)準(zhǔn)適用于光伏組件用封裝膠膜，其中醋酸/醋酸根含量測試僅適用于原料中包含乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）的封裝膠膜。2.2.2術(shù)語和定義為方便標(biāo)準(zhǔn)的使用和理解，本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了2條術(shù)語和定義：酸含量和酸值。2.2.3試驗與儀器要求的確定本標(biāo)準(zhǔn)采取比色滴定法測量封裝膠膜中的酸值，所選用試劑為無水乙醇、二甲苯、KOH、鄰苯二甲酸氫鉀、溴百里香酚藍(lán)、酚酞等，所選用儀器為酸堿式兩用滴定管、移液管、容量瓶等玻璃儀器，以及分析天平和超聲儀。本標(biāo)準(zhǔn)采取高效液相色譜法測量封裝膠膜中的醋酸/醋酸根含量，所選用試劑為磷酸、磷酸氫二銨、乙酸鈉、甲醇等，所使用儀器為高效液相色譜（HPLC）儀、超聲儀、分析天平、pH計，以及單標(biāo)移液管、容量瓶、西林瓶或頂空氣相瓶等玻璃儀器。2.2.4試驗步驟試驗包括酸值測定和醋酸/醋酸根含量測定。酸值測定試驗步驟包括溶液配制、滴定試樣制備、標(biāo)定與測試（用鄰苯二甲酸氫鉀水溶液對KOH乙醇溶液進(jìn)行標(biāo)定）、待測樣品酸值的滴定（用KOH乙醇溶液對待測樣品的浸出液進(jìn)行滴定）、酸值結(jié)果的表示。醋酸/醋酸根含量測定試驗步驟包括標(biāo)準(zhǔn)溶液配制、制樣、測試（標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制、空白樣、試樣溶液的測定）、結(jié)果計算、重復(fù)性、檢測限和定量限。2.2.5結(jié)果的表示同一塊層壓件取樣測試2個重復(fù)樣，分別取兩個結(jié)果的算術(shù)平均值作為所測樣品的酸值和醋酸/醋酸根含量，結(jié)果保留整數(shù)。2.2.6質(zhì)量保證和控制。2.2.7報告試驗報告應(yīng)包括的內(nèi)容樣品來源；樣品編號、名稱、規(guī)格，試樣所經(jīng)歷的老化過程，注明老化結(jié)束到取樣的時間；測試環(huán)境；所使用的標(biāo)準(zhǔn)編號和所使用的方法；測試儀器名稱、型號；酸值測試所用的KOH乙醇溶液的濃度；醋酸及醋酸根含量測試采用的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)或工作基準(zhǔn)試劑的名稱、編號；測試結(jié)果，報告兩個有效測試結(jié)果（重復(fù)測試）及其平均值，結(jié)果保留到整數(shù)；酸值測試報告酸值結(jié)果，醋酸及醋酸根含量測試報告以醋酸鈉計或者以醋酸計的結(jié)果；測試過程中觀察到的異?，F(xiàn)象；測試者姓名、測試單位、測試日期。三、主要試驗（或驗證）情況分析酸值測試結(jié)果杭州福斯特應(yīng)用材料股份有限公司前期對本標(biāo)準(zhǔn)草案中滴定法測定酸值的可操作性、準(zhǔn)確性和重復(fù)性進(jìn)行了一系列的試驗與測試，重點明確了試樣的前處理程序、指示劑的選擇與用量、浸泡溶液體系和膠膜取樣量的優(yōu)化、不同老化條件對酸值結(jié)果的影響，同時有了一定的數(shù)據(jù)積累。2022年5月-9月，杭州福斯特與國家太陽能光伏產(chǎn)品質(zhì)量檢驗檢測中心于完成了對本標(biāo)準(zhǔn)草案中比色滴定法測試試樣酸值的實驗室間比對試驗工作，進(jìn)一步完善了測試的操作流程及驗證了測試結(jié)果的可靠性。本次實驗時間比對試驗共測試了兩款樣品125℃-95%RH條件老化48h、96h和192h后酸值含量。其中A#、B#分別為常規(guī)高透EVA和抗腐蝕高透EVA樣品。對比實驗結(jié)果如下：表1.0.005mol/L的KOH乙醇溶液的標(biāo)定結(jié)果（兩人八平行測試）樣品編號福斯特標(biāo)定結(jié)果（mol/L）操作人員1操作人員210.00565000.005657520.00568500.005640230.00569910.005588840.00561370.0056229平均值0.00566200.0056274個人相對極差（%）1.51.2總平均值0.005645總相對極差（%）2.0樣品編號CPVT標(biāo)定結(jié)果（mol/L）操作人員1操作人員210.00526360.005294720.00521250.005304430.00521460.005228240.00516490.0053016平均值0.00521390.0052822個人相對極差（%）1.91.6總平均值0.005250總相對極差（%）2.8表1對KOH乙醇溶液的標(biāo)定滿足單人四平行測定結(jié)果個人極差<3%，雙人八平行測定結(jié)果總極差<5%，操作的準(zhǔn)確性和重復(fù)性均較高。表2.試樣酸值測試結(jié)果樣品編號125℃-95%RH老化時間待測試樣消耗KOH體積/空白樣消耗KOH體積酸值測試結(jié)果（ppm）杭州福斯特CPVT杭州福斯特CPVTA#48h1.71.3低于檢測限低于檢測限1.81.4低于檢測限低于檢測限平均值----相對極差（%）----B#1.71.2低于檢測限低于檢測限1.71.2低于檢測限低于檢測限平均值----相對極差（%）----A#96h7.35.27196727.15.1706656平均值--713664相對極差（%）--1.82.4B#2.62.71833372.42.5168306平均值--176322相對極差（%）--8.59.6A#192h57.046.26470716958.148.064307510平均值--64507340相對極差（%）--0.64.6B#50.026.05740491950.825.759754934平均值--58584927相對極差（%）--4.00.3注：酸值測定試驗中，若待測試樣消耗KOH體積/空白樣消耗KOH體積<2，則報告結(jié)果不寫具體數(shù)據(jù)，表示為“低于檢測限”。表2中兩個實驗室分別對常規(guī)透明EVA和抗腐蝕透明EVA不同老化時間后的試樣進(jìn)行滴定試驗，測試結(jié)果相對極差均滿足<15%，且本標(biāo)準(zhǔn)中的酸值滴定方法可以有效的區(qū)分出膠膜老化后酸值的差異?？傮w而言，滴定法測試膠膜酸值的方法可操作性較強(qiáng)，準(zhǔn)確性和重復(fù)性較高，可以為產(chǎn)商產(chǎn)品控制提供一定的評判依據(jù)，滿足日常檢測的需求。醋酸/醋酸根含量測試結(jié)果國家太陽能光伏產(chǎn)品質(zhì)量檢驗檢測中心前期對醋酸/醋酸根含量進(jìn)行精密度、線性范圍、檢測限、加標(biāo)回收率等試驗，并對一批EVA樣品進(jìn)行了測試。國家光伏太陽能電池產(chǎn)品質(zhì)量檢驗檢測中心（實驗室１）及無錫市檢驗檢測認(rèn)證研究院咨詢服務(wù)部（實驗室２）兩個實驗室于2022年6月-7月完成了對《光伏組件用封裝膠膜中酸含量的測試方法》標(biāo)準(zhǔn)草案中液相色譜法測定醋酸/醋酸根含量試驗驗證工作。本次驗證共對三款樣品分別層壓后，測定PCT48h老化前及老化后剝離的EVA膠膜中醋酸及醋酸鹽含量。1#-00、2#-00、3#-00分別是高透EPE、高透EVA、白色EVA樣品層壓后未經(jīng)老化的樣品，1#-1、2#-1、3#-1分別是高透EPE、高透EVA、白色EVA樣品層壓后經(jīng)PCT老化48h后的樣品。實驗室１以醋酸鈉標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)配制標(biāo)準(zhǔn)溶液，實驗室２以1000μg/mL乙酸根標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋配制。最終試驗結(jié)果以醋酸鈉含量計如下：表3.不同實驗室測試結(jié)果樣品編號實驗室1結(jié)果極差％實驗室２結(jié)果極差％1#-00-1未檢出－－未檢出－－2未檢出－－未檢出－－2#-001未檢出－－未檢出－－2未檢出－－未檢出－－3#-001未檢出－－未檢出－－2未檢出－－未檢出－－1#-1132.1318.434.3343.0229.533.32#-1144.4436.744.3437.2241.541.33#-11131.41297.8134.012913.22133.0139.43123.0132.54130.7123.25124.6124.56129.3127.67125.7122.48130.7/表4.３#-1樣品在不同加標(biāo)水平下的回收率結(jié)果樣品編號加標(biāo)回收率%加標(biāo)濃度級別（醋酸鈉標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)配制）實驗室１加標(biāo)濃度級別（醋酸根標(biāo)準(zhǔn)溶液配制）實驗室２實驗值平均值RSD％實驗值平均值RSD％13.0μg/mL92.6094.256.853.0μg/mL106.69103.682.562101.37101.69388.78102.67410.0μg/mL100.4099.101.1510.0μg/mL100.69104.072.84598.34106.12698.54105.41715.0μg/mL98.1598.060.2815.0μg/mL99.6999.550.13897.7599.44998.2899.53根據(jù)表４兩個不同實驗室驗證結(jié)果，樣品測定結(jié)果平行性、重現(xiàn)性、重復(fù)性都較好，加標(biāo)回收率都在80-120％之間，準(zhǔn)確度良好。四、知識產(chǎn)權(quán)情況說明本文件不涉及專利。五、產(chǎn)業(yè)化情況、推廣應(yīng)用論證和預(yù)期達(dá)到的經(jīng)濟(jì)效果等情況本文件為光伏組件用封裝膠膜中酸含量的測試方法標(biāo)準(zhǔn)，適用于光伏組件用封裝膠膜，光伏封裝膠膜作為光伏組件封裝必不可少的材料，年需求量在45億平米左右，酸含量作為衡量光伏封裝膠膜重要的性能之一直接影響著組件的戶外使用效率，尤其是在高溫高濕環(huán)境地區(qū)，酸含量的測試對評估封裝膠膜性能具有很好的指導(dǎo)意義。六、與國際、國外有關(guān)法律法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)水平的對比分析當(dāng)前光伏行業(yè)內(nèi)沒有專門針對封裝膠膜酸含量測定的標(biāo)準(zhǔn)方法。IEC62788系列光伏材料標(biāo)準(zhǔn)中未提及酸含量的測試。國內(nèi)外有文獻(xiàn)對EVA進(jìn)行游離醋酸含量測試方法和數(shù)據(jù)的介紹，例如離子色譜、比色滴定等方法，但沒有形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)方