Polivinil Butiral

Sejak akhir tahun 1930an, polivinil butiral (PVB), sejenis resin termoplastik, telah menjadi kunci dalam pembuatan kaca laminasi. Kaca laminasi terdiri dari satu atau lebih lapisan film PVB (lapisan tengah) di antara dua atau lebih potongan kaca, yang direkatkan menggunakan panas dan tekanan. Struktur ini memberikan kaca akhir dengan berbagai sifat unik, menjadikannya material penting yang aman dan fungsional dalam industri otomotif dan konstruksi modern. 1. Dasar Kimia dan Sifat Unik Resin PVB1.1 Struktur dan SintesisResin PVB adalah polimer sintetik yang diperoleh dari polivinil alkohol (PVA) dan butiral melalui reaksi asetalisasi. Rantai molekulnya mengandung tiga gugus fungsi utama:Kelompok butiral: Bertanggung jawab untuk menyediakan polimer dengan sifat hidrofobisitas, elastisitas, dan kelarutan.Gugus hidroksi: Mempertahankan daya rekat polimer yang kuat pada permukaan kaca, tahan panas, dan kompatibilitas dengan plasticizer.Kelompok vinil asetat:，Biasanya hadir dalam jumlah kecil, ia memiliki efek fine-tuning pada suhu transisi gelas (Tg) dan sifat pemrosesan PVB. Struktur unik ini memberikan PVB berbagai sifat ideal untuk aplikasi kaca laminasi.1.2 Sifat Fisik UtamaSebagai lapisan antara dalam kaca laminasi, film PVB harus memiliki sifat fisik inti berikut:Kekuatan Adhesi Tinggi: Daya rekat kuat pada permukaan kaca memastikan pecahan kaca melekat erat pada film saat terkena benturan.Elastisitas dan Ketangguhan yang Luar Biasa: Kemampuan untuk menyerap energi benturan dan secara efektif mencegah penetrasi, membentuk dasar fisik untuk keamanan kaca laminasi.Transparansi Optik: Transmisi cahaya yang sangat tinggi dalam rentang cahaya tampak, tanpa memengaruhi jarak pandang pengemudi atau pencahayaan gedung.Ketahanan Penuaan: Mempertahankan sifat mekanik dan optiknya bahkan dalam lingkungan yang keras seperti radiasi ultraviolet, kelembapan, dan variasi suhu.  2. Aplikasi dan Fungsi Inti pada Kaca OtomotifKaca otomotif merupakan salah satu pasar aplikasi resin PVB yang paling awal dan terpenting. PVB memainkan peran ganda pada kaca depan otomotif, yaitu memberikan keamanan dan fungsionalitas. CCP PVB B-18FS, dikombinasikan dengan plasticizer 3GO dan aditif, dapat diekstrusi untuk menghasilkan berbagai film interlayer PVB untuk aplikasi arsitektur dan otomotif.2.1 Keamanan Tabrakan dan Retensi FragmenInilah peran terpenting PVB dalam aplikasi otomotif. Saat terjadi tabrakan kendaraan, kaca depan akan pecah, tetapi lapisan interlayer PVB dapat:Mencegah Penetrasi: Kaca depan dirancang untuk menyerap energi benturan. Hal ini mencegah benda-benda seperti batu masuk melalui kaca ke dalam mobil. Selain itu, kaca depan menjaga penumpang tetap di dalam mobil dan melindungi mereka dari cedera kepala jika terbentur kaca.Retensi Fragmen: Melekat kuat pada pecahan kaca, mencegah pecahan tajam beterbangan dan menimbulkan cedera sekunder pada penumpang.2.2 Pengurangan Kebisingan dan Kinerja Isolasi SuaraMobil modern perlu lebih nyaman dikendarai. Film PVB, terutama yang dibuat dengan metode khusus, efektif meredam getaran frekuensi tinggi. Hal ini mengurangi kebisingan angin dan jalan. Misalnya, Pesawat PVB B-17HX Changchun Dibuat dengan plasticizer tertentu dan berat molekul tertentu untuk meningkatkan kemampuan peredamannya. Sangat cocok untuk jendela samping dan sunroof mobil, yang membutuhkan insulasi suara yang lebih baik. 3. Aplikasi Resin PVB pada Kaca ArsitekturKaca laminasi digunakan dalam banyak proyek konstruksi. Anda dapat menemukannya di dinding gorden, skylight, dinding interior, dan pagar. Penggunaan resin PVB harus memenuhi persyaratan yang lebih ketat untuk kekuatan struktural, daya tahan, dan mitigasi perubahan iklim.3.1 Keamanan Struktural dan Ketahanan Bencana Fungsi utama kaca laminasi dalam arsitektur adalah untuk memberikan integritas struktural dan ketahanan terhadap bencana.Tahan terhadap Badai dan Gempa Bumi: Dalam cuaca ekstrem, seperti badai, topan, atau gempa bumi, kaca laminasi PVB tetap dapat mempertahankan strukturnya meskipun pecah. Hal ini membantu menjaga keselamatan orang dan properti di dalamnya, karena kaca tidak runtuh atau hancur.Perlindungan Pencurian dan Ledakan: Kaca laminasi PVB multi-lapis yang menebal (biasanya merupakan struktur komposit dari beberapa lapisan PVB dan kaca) memiliki ketahanan benturan yang sangat tinggi. Kaca ini dapat secara efektif menahan benturan benda tumpul atau tembakan dan banyak digunakan di lokasi-lokasi dengan keamanan tinggi seperti bank, toko perhiasan, dan museum. Saat terjadi gelombang kejut ledakan, lapisan PVB dapat menyerap energi, mencegah pecahan kaca melukai orang.3.2 Penghematan Energi, Perlindungan Lingkungan, dan Desain EstetikaKemajuan teknologi dalam film PVB juga menjadikannya bagian dari solusi penghematan energi bangunan.Kontrol Surya PVB: Film PVB yang mengandung aditif atau pewarna khusus dapat mengatur transmitansi dan reflektansi sinar matahari, mengurangi panas yang masuk ke interior (menurunkan nilai U dan nilai SC), sehingga mengurangi konsumsi energi AC.Warna dan Pola: Film PVB dapat disesuaikan dalam berbagai warna dan bahkan dapat disematkan dengan pola atau tekstil, memberikan para arsitek banyak pilihan desain fasad dan estetika untuk memenuhi kebutuhan kompleks arsitektur modern akan cahaya, privasi, dan penampilan.3.3 Daya Tahan dan Kinerja Jangka PanjangKaca arsitektur harus tahan terhadap paparan luar ruangan selama puluhan tahun. Resin PVB memiliki daya tahan yang sangat baik:Ketahanan Penuaan: Film PVB berkualitas tinggi memiliki ketahanan yang baik terhadap sinar ultraviolet dan kelembapan, memastikan bahwa kaca laminasi tidak akan menguning atau terkelupas selama penggunaan jangka panjang.Penyegelan Tepi: Kekuatan ikatan tepi antara PVB dan kaca merupakan kunci untuk mencegah masuknya kelembapan dan udara, yang sangat penting untuk menjaga transparansi kaca laminasi dan mencegah pengembunan internal. Seiring dengan meningkatnya tuntutan industri otomotif dan konstruksi terhadap standar keselamatan, perlindungan lingkungan, dan fungsionalitas yang lebih tinggi, teknologi resin PVB terus berkembang:♦ Kompetisi dan Integrasi Material InovatifMeskipun PVB masih menjadi material utama, material interlayer baru seperti polimer ionik (misalnya, SGP/Surlyn) bersaing dalam aplikasi yang membutuhkan kekuatan dan kekakuan struktural tinggi, terutama pada bangunan bertingkat tinggi. Tren ke depan mungkin melibatkan penggunaan komposit PVB dengan polimer lain untuk mencapai keseimbangan kinerja yang unggul.♦ Intelijensi dan IntegrasiKaca otomotif dan arsitektur masa depan akan lebih cerdas, dengan film PVB berfungsi sebagai pembawa material fungsional:Manajemen Termal dan Pemanas Listrik: Lapisan PVB dapat mengintegrasikan kabel mikro atau bahan konduktif transparan untuk menghilangkan kabut, mencairkan es, atau meredupkan kaca secara cerdas.Antena dan Sensor Terintegrasi: Mengintegrasikan antena kendaraan atau berbagai sensor lingkungan ke dalam lapisan film PVB mencapai integrasi fungsional yang tinggi dan optimalisasi estetika.♦ Pembangunan BerkelanjutanDi bawah tekanan lingkungan, pengembangan resin PVB yang disintesis dari sumber daya terbarukan atau bahan baku berbasis bio, dan peningkatan teknologi daur ulang PVB, akan menjadi tantangan dan arah pengembangan yang signifikan bagi industri. Situs web: www.elephchem.comWhatsApp: (+)86 13851435272Surel: admin@elephchem.com 

Masa pakai panel surya sangat bergantung pada bahan yang digunakan untuk menyegelnya. Itulah sebabnya para peneliti menghabiskan banyak waktu mempelajari bahan-bahan ini. Berikut analisis komparatif ketahanan penuaan dari empat film enkapsulasi utama yang saat ini beredar di pasaran: Etilen Vinil Asetat (EVA), POE, EPE, dan PVB. Film Polivinil Butiral (film PVB) menunjukkan ketahanan penuaan yang sangat baik, sedangkan film EVA menunjukkan kinerja awal yang baik tetapi ketahanan penuaan yang relatif buruk. 1. Empat Film Enkapsulasi UtamaFilm EVA: Terbuat dari resin kopolimer etilena-vinil asetat, film ini merupakan material enkapsulasi modul fotovoltaik dengan pangsa pasar terbesar. Gugus vinil asetat dimasukkan melalui polimerisasi bertekanan tinggi. Kandungan vinil asetat memengaruhi kinerja film dan biasanya berkisar antara 28% hingga 33%. Teknologi film EVA sudah matang dan relatif murah. Sebagai film enkapsulasi modul fotovoltaik, film ini menawarkan keunggulan berikut:Daya rekat kuat pada kaca fotovoltaik, sel surya, dan lembaran belakangKemampuan aliran leleh yang baik dan suhu leleh yang rendahTransmisi cahaya tinggiFleksibilitas yang sangat baik, meminimalkan kerusakan sel surya selama laminasiKetahanan cuaca yang sangat baik Film POE: Elastomer kopolimer acak yang terbentuk dari etilena dan 1-oktena ini memiliki titik leleh rendah, distribusi berat molekul yang sempit, dan cabang rantai yang panjang. Dalam sistem kopolimer etilena-oktena, unit-unit oktena dapat dilekatkan secara acak pada kerangka etilena, menghasilkan sifat mekanis dan transmisi cahaya yang sangat baik.Sifat penghalang uap air yang sangat baik: Laju transmisi uap airnya sekitar 1/8 dari EVA. Struktur rantai molekulnya yang stabil menghasilkan proses penuaan yang lambat, memberikan perlindungan yang lebih baik bagi sel surya dari korosi air di lingkungan bersuhu dan kelembapan tinggi, serta meningkatkan ketahanan PID pada modul surya.Ketahanan cuaca yang sangat baik: Rantai molekul tidak mengandung ikatan ester yang dapat dihidrolisis, mencegah terbentuknya zat asam selama penuaan. Film EPE Co-ekstrusi: Film enkapsulasi ini dikembangkan untuk mengatasi tantangan aplikasi film POE. Film POE rentan terhadap presipitasi aditif selama laminasi, yang mengakibatkan selip saat digunakan dan memengaruhi hasil produk. Oleh karena itu, EVA dan POE diekstrusi bersama dalam beberapa lapisan untuk menghasilkan film multilapis EVA/POE/EVA yang diekstrusi bersama.Film ini menggabungkan keunggulan kedua bahan: memiliki penghalang air dan ketahanan PID dari POE dengan daya rekat tinggi EVA.Pengendalian proses ini menantang: Elastomer poliolefin merupakan molekul non-polar, sementara kopolimer etilena-vinil asetat merupakan molekul polar. Kedua resin menunjukkan perbedaan yang signifikan dalam reaktivitas ikatan silang, viskositas lelehan, dan laju pemanasan geser lelehan, sehingga sulit untuk mengendalikan kualitas secara efektif melalui proses ko-ekstrusi sederhana. Film PVB: Film ini menawarkan keunggulan signifikan dalam enkapsulasi modul fotovoltaik, terutama untuk modul fotovoltaik terintegrasi bangunan (BIPV). Polimer termoplastik ini dibentuk melalui kondensasi polivinil alkohol (PVA) yang dikatalisis asam melalui hidrolisis atau alkoholisis polivinil asetat dan n-butiraldehida. Film ini dapat didaur ulang dan diproses ulang, serta tidak memerlukan reaksi ikatan silang.Daya Rekat dan Sifat Mekanis yang Kuat: Memiliki daya rekat yang kuat pada kaca dan kekuatan mekanis yang tinggi.Ketahanan Penuaan yang Luar Biasa: Produk ini menunjukkan ketahanan penuaan lingkungan yang luar biasa, membuatnya lebih tangguh untuk penggunaan di luar ruangan dan mampu bertahan hingga empat tahun tanpa mengurangi kinerjanya. Daya rekatnya pada kaca dan ketahanan benturannya lebih unggul daripada film EVA, dan ketahanan penuaannya juga lebih unggul daripada film EVA. 2. Ketahanan Penuaan - Uji Penuaan Dipercepat UVUji penuaan dipercepat UV memverifikasi ketahanan penuaan akibat cahaya atmosfer. Setelah laminasi, material yang telah disiapkan ditempatkan dalam ruang penuaan UV di bawah kondisi uji yang terkontrol. Setelah penuaan, kekuatan pengelupasan dan indeks kekuningan film terhadap kaca diukur.Radiasi UV merusak sifat perekat film, tetapi efeknya tidak separah di lingkungan bersuhu tinggi dan lembap tinggi. EVA menunjukkan warna kuning yang signifikan setelah penyinaran UV. Perubahan Kekuatan Kupas: Penyinaran UV memang memengaruhi kekuatan kupas antara film dan kaca sampai batas tertentu, tetapi efeknya kurang terasa dibandingkan di lingkungan bersuhu tinggi dan lembap tinggi. Film yang berbeda menunjukkan tren perubahan kekuatan kupas yang berbeda setelah penyinaran UV. Misalnya, sampel 1# (EVA), 2# (POE), 3# (EPE), dan 4# Polivinil Butiral (PVB) semuanya menunjukkan penurunan kekuatan pengelupasan setelah penyinaran UV, tetapi tingkat penurunannya bervariasi.Perubahan Indeks Kekuningan: EVA menunjukkan perubahan kekuningan yang signifikan setelah penyinaran UV. Hal ini disebabkan oleh terurainya ikatan silang residu dalam EVA di bawah pengaruh cahaya, menghasilkan radikal bebas reaktif yang bereaksi dengan antioksidan (penyerap UV) membentuk kromofor. Indeks kekuningan film lain juga berubah setelah penyinaran UV, tetapi pada tingkat yang lebih rendah dibandingkan EVA. 3. Ketahanan Penuaan - Uji Penuaan Suhu Tinggi dan Kelembapan TinggiSampel laminasi ditempatkan dalam ruang suhu dan kelembaban konstan pada suhu (85±2)°C dan kelembaban relatif 85%±5% selama 1000 jam.Kekuatan kupas keempat sampel terhadap kaca menurun setelah penuaan higrotermal. PVB menunjukkan ketahanan penuaan higrotermal yang superior, sementara EPE berada di antara EVA dan POE. EVA lebih rentan menguning dalam kondisi suhu dan kelembapan tinggi.Perubahan Kekuatan Kupas: Kekuatan kupas sampel 1#, 2#, 3#, dan 4# terhadap kaca menurun setelah penuaan higrotermal, dan ini terus menurun seiring bertambahnya waktu penuaan higrotermal.Perubahan Indeks Menguning: Indeks menguning pada semua sampel meningkat seiring dengan bertambahnya waktu penuaan higrotermal, dengan EVA menunjukkan peningkatan terbesar, yang mengindikasikan bahwa EVA lebih rentan terhadap menguning dalam kondisi suhu tinggi dan kelembapan tinggi. 4. Ketahanan Penuaan - Uji Penuaan Kelembaban-BekuSpesimen laminasi ditempatkan dalam ruang uji siklus suhu-kelembapan. Kondisi siklus dicirikan oleh variasi suhu dan kelembapan tertentu, seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Jumlah siklus adalah 20.Perubahan Kekuatan Kupas: Seperti yang ditunjukkan pada gambar, siklus kelembapan-beku hanya sedikit memengaruhi kekuatan kupas antara film 1#, 2#, 3#, dan 4 dengan kaca. Kekuatan kupas keempat film relatif stabil selama siklus kelembapan-beku, tanpa penurunan yang signifikan.Perubahan Indeks Penguningan: Keempat film menunjukkan tingkat kekuningan yang rendah setelah siklus kelembapan-beku, menunjukkan bahwa film tersebut mempertahankan kinerja tinggi meskipun terjadi fluktuasi suhu yang sering dan menunjukkan ketahanan yang baik terhadap penguningan. Sifat optiknya tetap relatif stabil di lingkungan dengan kelembapan tinggi dan fluktuasi suhu yang besar. Uji mekanis menunjukkan bahwa PVB memiliki sifat terbaik, sementara EVA secara mekanis lebih kuat daripada POE, dengan EPE di antara keduanya. Secara keseluruhan, film PVB paling tahan terhadap penuaan, sementara EVA bagus pada awalnya tetapi lebih cepat menua. EVA masih populer karena harganya terjangkau. Seiring dengan perkembangan teknologi, POE dan EPE kemungkinan akan semakin umum digunakan bersama EVA, memberikan lebih banyak pilihan untuk menyegel panel surya. Situs web: www.elephchem.comWhatsApp: (+)86 13851435272Surel: admin@elephchem.com