膠合玻璃的材料科學:

PVB、EVA、SGP 與 PSA 的性能差異與耐候技術

撰稿|安格士玻璃編輯團隊

2026.10.08
實驗室研究人員以顯微鏡檢查透明材料樣品,呈現膠合玻璃材料科學

SUP_008|膠合玻璃的材料科學:PVB、EVA、SGP 與 PSA 的性能差異與耐候技術發展

01|玻璃為什麼能被黏住?四種常見膠合材料的分子原理

建築常見的鈉鈣矽玻璃,其表面在適當條件下具有矽醇基(Si–OH),可與部分高分子材料形成分子間作用,也能透過特定化學偶聯劑建立界面連結。

目前建築玻璃常見的材料包括 PVB、EVA、SGP,以及玻璃貼膜使用的壓敏膠(PSA)。

PVB:氫鍵與高分子韌性

PVB(Polyvinyl Butyral,聚乙烯醇縮丁醛)分子中保留部分羥基,可與玻璃表面的矽醇基形成氫鍵。大量分子間作用使 PVB 具有適當的玻璃界面黏著能力,而其高分子結構與增塑劑配方則影響柔韌性、延展能力及衝擊行為。

PVB 長期廣泛應用於汽車擋風玻璃、門窗及建築安全玻璃,具有成熟的製造技術與工程應用經驗。

EVA:矽烷偶聯與交聯反應

EVA(Ethylene Vinyl Acetate,乙烯-醋酸乙烯酯共聚物)由乙烯與醋酸乙烯酯共聚形成,其性能可以透過共聚比例、添加物與製程條件進行調整。

部分建築用 EVA 配方加入矽烷偶聯劑,使材料能與玻璃表面形成矽氧鍵(Si–O–Si)等界面化學連結。部分配方還會透過加熱產生交聯,使高分子鏈形成網狀結構,進一步改善熱穩定性與機械性能。

這些特性使 EVA 能適應多種裝飾性材料,例如 PET 印刷膜、織物、金屬網及不同色彩介質。

SGP:離子型高分子與結構性能

SGP 是 SentryGlas Plus 的歷史名稱,現行 SentryGlas 為 Kuraray 的離子型中間膜系列。其材料內部具有離子聚集結構,使高分子在特定溫度及荷重條件下具有較高的剛性。

離子型材料的結構特性,有助於提高玻璃層之間的剪力傳遞能力,因此適合部分對變形控制與結構安全要求較高的玻璃應用。材料內部的離子作用與玻璃界面的黏著機制屬於不同層面,實際膠合性能仍需透過試驗驗證。

PSA:壓敏型玻璃貼膜

PSA(Pressure-sensitive Adhesive)是壓敏膠的統稱,並非單一化學材料。建築隔熱膜、防飛散膜及裝飾貼膜,常採用 丙烯酸系壓敏膠(Acrylic PSA);其他用途亦可使用矽膠系或橡膠系材料。

丙烯酸系 PSA 通常透過材料對玻璃表面的潤濕、分子間作用與黏彈性形成黏著,無須經過一般膠合玻璃的高溫加工程序。因此,PSA 適合既有玻璃的功能性貼膜施工,而 PVB、EVA 與 SGP 則主要作為玻璃之間的膠合中間膜。

02|四種膠合材料差多少?鍵結強度、拉伸性能與成本比較

不同膠膜的性能差異,需要分別考慮玻璃界面黏著強度與高分子材料本身的拉伸性能。

2024 年刊登於《Polymers》的研究〈Environmental Bond Degradation of Different Laminated Glass Panels〉,利用實驗方法比較 PVB、EVA 與 SG5000 中間膜,以及玻璃膠合試樣的剪切性能。

至於 PSA,由於常被製成極薄的塗佈膠層,其工程性能通常以剝離強度、初黏力與剪切保持力表示,也可利用動態剪切與拉伸試驗評估材料特性。

PVB、EVA、SGP、PSA 的材料性能比較

比較項目PVBEVASGP/SG5000丙烯酸系 PSA
主要鍵結/材料機制氫鍵、分子間作用矽烷偶聯、交聯反應界面分子作用、離子型高分子結構表面潤濕、分子間作用、黏彈性
代表性最大剪切應力4.93 MPa8.44 MPa9.05 MPa約 0.05–0.25 MPa
剪切試驗類型膠合玻璃剪切膠合玻璃剪切膠合玻璃剪切動態剪切
材料拉伸強度26.53 MPa26.31 MPa48.05 MPa約 2–8 MPa
斷裂伸長率約 210%約 624%約 314%約 180–900%
指定水浸試驗吸水率5.1%0.2%1.6%—
相對成本定位標準型、經濟高性能藝術級、中高階結構級、高階依功能膜及施工條件
主要用途安全玻璃、門窗、隔間藝術玻璃、異材質膠合結構玻璃、欄杆、玻璃肋隔熱膜、防飛散膜、裝飾貼膜

數據說明:PVB、EVA、SG5000 的剪切、拉伸、伸長率與吸水率數據,來自 2024 年《Polymers》的指定研究樣品。PSA 的剪切數值則參考 2021 年丙烯酸壓敏膠研究,拉伸強度與伸長率採用公開丙烯酸膠層技術資料的代表範圍。

四種材料的剪切數據皆以 MPa 表示,但 PSA 採用不同的試樣配置與測試方法,因此這些數字只能比較材料性能的量級,無法直接用於判定四種膠膜的玻璃界面黏著力排名。

這些數字代表什麼?

從玻璃界面剪切試驗來看,研究中的 EVA 為 8.44 MPa,約為 PVB 4.93 MPa 的 1.71 倍。SG5000 則為 9.05 MPa,約為 EVA 的 1.07 倍。

另一方面,SG5000 的材料拉伸強度達 48.05 MPa,約為 PVB 的 1.81 倍;EVA 的破裂伸長率則約為 PVB 的 2.97 倍。

在指定水浸試驗中,EVA 的吸水率僅為 0.2%,相較 PVB 的 5.1%,顯示該 EVA 試樣具有較低的吸水特性。

這些差異說明,中間膜的性能需要由多項指標共同評估。對一般安全玻璃而言,適當的黏著與延展能力有助於控制碎片;對結構玻璃而言,材料剛性與破裂後承載性能更加重要;對藝術玻璃而言,異材質相容性與長期光學穩定性則是重要的品質判斷依據。

材料價格與應用定位

一般透明 PVB 因供應量大、加工技術成熟,具有良好的成本競爭力。

EVA 的價格受到配方與產品用途影響。基礎透明 EVA 可以具有經濟性的材料成本;針對異材質膠合、特殊色彩及耐候性開發的高性能 EVA,通常屬於較高技術要求的產品。

SentryGlas 等高階離子型中間膜,則以結構性能為主要價值,通常具有較高的材料單價。PSA 的材料層通常較薄,其最終產品成本往往取決於 PET 基材、鍍膜、隔熱與防護功能,以及現場施工費用。

因此,不同材料的價格需要以相同厚度、功能及用途比較,才能反映實際工程成本。

03|從太陽能封裝到藝術玻璃:EVA 的異材質膠合與耐候技術

目前市面上的太陽能模組,依品牌與產品系列不同,常見提供約 12–25 年的產品保固,以及 25–30 年的功率保固。例如,天合光能部分 Vertex S+ 雙玻璃模組提供最高 25 年產品保固與 30 年功率保固。

這些長期戶外使用的產品,需要經過完整的環境與可靠性驗證。其中,IEC 61215 系列是太陽能模組設計鑑定的重要國際標準,包含高溫高濕、溫度循環與其他環境測試。

值得注意的是,太陽能模組長期使用的主要封裝材料之一,正是 EVA(乙烯-醋酸乙烯酯共聚物)。根據國際能源總署光電系統計畫(IEA PVPS)2025 年報告,EVA 系封裝材料在 2024 年全球市場仍占約 54%,顯示其在光電產業具有成熟的應用基礎。

為什麼太陽能板大量採用 EVA?

典型太陽能模組由玻璃、封裝膠膜、太陽能電池片及背板,或前後兩片玻璃共同組成。封裝材料需要同時結合玻璃與太陽能電池片等不同介質,並在長期戶外使用下維持透明性、機械保護、電氣絕緣及環境可靠性。

EVA 的材料特性使其適合這類應用。首先,EVA 可以透過化學配方調整柔韌性、透明度及加工特性,使膠膜在加熱過程中貼合不同材料表面。其次,部分 EVA 系統可以透過矽烷偶聯劑與交聯反應,改善玻璃界面黏著能力與特定環境下的穩定性。

此外,EVA 能夠結合不同材料與功能性添加物,透過配方設計調整光學及機械性能。這些特性使 EVA 成為一種具有高度加工與功能開發彈性的高分子材料。

隨著光電技術發展,產業也持續導入 POE 及 EVA/POE/EVA 複合封裝材料,以滿足不同電池技術對水氣阻隔、電氣可靠性及使用環境的要求。

從太陽能封裝理解膠膜的功能改質

高分子膠膜的功能,可以透過不同添加物與化學配方進行調整,常見的發展方向包括:

UV Cut|紫外線阻隔:利用紫外線吸收劑或其他功能性添加物,控制特定波長的紫外線透過率,降低紫外線對室內材料或夾層介質的影響。

IR Control|紅外線與太陽熱控制:透過紅外線吸收材料或其他光譜控制介質,調整不同波長的透射特性,使膠膜參與玻璃的太陽熱控制設計。

Photochromic|光致變色:利用光致變色材料在特定波長照射下產生光學變化,使玻璃具備隨光照改變顏色或透光特性的可能性。

特殊色彩與異材質膠合:透過顏料、染料、印刷介質及不同裝飾材料的整合,使玻璃呈現多樣化的色彩、透明度與材質層次。

對這些功能而言,EVA 具有配方與加工調整的彈性,尤其適合需要整合不同夾層介質的藝術玻璃。不過,功能性添加物也可能影響膠膜的透明性、固化反應及長期穩定性,因此仍需要配合材料相容性及耐候試驗,確認最終產品的性能。

雙85測試:太陽能產業的重要耐候性驗證

太陽能模組需要長時間承受日照、溫差、雨水及高濕環境,因此光電產業建立了完整的可靠性測試制度。

其中,雙85測試(85/85)是具有代表性的高溫高濕加速試驗,將試樣置於 85°C、85% 相對濕度的環境中,持續指定時間,觀察材料或產品的性能變化。

在 IEC 61215-2:2021 中,太陽能模組濕熱測試(Damp Heat Test,MQT 13)的典型條件為 85°C、85% 相對濕度,持續 1,000 小時。這項測試主要評估完整模組在高溫高濕環境中的可靠性,並與其他電氣、機械及環境試驗共同構成產品驗證制度。

對建築膠合玻璃而言,也可以利用相同的高溫高濕環境進行材料評估,觀察膠合界面、色彩與光學品質的變化。例如,200、250 或 500 小時的雙85曝露,可以作為產品開發或品質管理所採用的階段性測試條件。

此外,建築膠合玻璃也可參考 ISO 12543-4 所規定的高溫、濕度及輻射耐久性試驗,評估膠合材料在指定環境下的完整性。

太陽能產業長期使用 EVA 的經驗,顯示適當的封裝材料、化學配方與製程控制,可以支持玻璃與異材質在戶外環境中的長期應用。對藝術膠合玻璃而言,這些技術發展同樣具有參考價值,尤其是在色彩穩定性、膠合完整性及不同材料的相容性方面。

04|從光電封裝到藝術玻璃:安格士的 EVA 材料整合技術

隨著建築玻璃應用逐漸延伸至色彩、織物、金屬及印刷材料,膠合技術已成為整合不同介質的重要基礎。

對藝術膠合玻璃而言,除了玻璃本身的安全性,也需要考慮夾層材料的相容性、色彩表現與長期環境穩定性。

EVA 的配方與加工彈性,使其適合整合多種裝飾性介質,而適當的材料選擇、界面設計及製程控制,則有助於改善膠合品質及環境可靠性。

安格士科技採用 EVA 膠合系統,整合 PET 印刷、絹絲紗、金屬網與不同色彩材料,發展多樣化的藝術膠合玻璃。

在產品品質驗證方面,安格士已針對相關膠合系統進行 雙85、500 小時 測試,電控玻璃亦進行 雙85、250 小時 測試,以評估產品在高溫高濕條件下的膠合完整性與性能穩定性。實際檢測結果及適用產品範圍,以正式檢測報告為準。

隨著材料科學持續發展,高分子膠合技術也逐漸拓展玻璃的安全性、光學表現與材料設計可能。透過材料整合、加工經驗及品質驗證,安格士持續發展兼顧藝術表現、膠合可靠性與建築應用需求的玻璃產品。

參考資料

El-Sisi, A., Mahmoud, M. E., El-Emam, H., Elbelbisi, A., & Salim, H. (2024). Environmental bond degradation of different laminated glass panels. Polymers, 16(14), 2040. DOI

Márquez, I., Paredes, N., Alarcia, F., & Velasco, J. I. (2021). Adhesive performance of acrylic pressure-sensitive adhesives from different preparation processes. Polymers, 13(16), 2627. DOI

International Electrotechnical Commission. (2021). IEC 61215-2:2021: Terrestrial photovoltaic (PV) modules—Design qualification and type approval—Part 2: Test procedures.

International Energy Agency Photovoltaic Power Systems Programme. (2025). Trends in photovoltaic applications 2025. IEA PVPS

International Organization for Standardization. (2021). ISO 12543-4: Glass in building—Laminated glass and laminated safety glass—Part 4: Test methods for durability.

Pern, F. J., & Jorgensen, G. J. (2005). Enhanced adhesion of EVA laminates to primed glass substrates subjected to damp-heat exposure. 31st IEEE Photovoltaic Specialists Conference. NREL

Trina Solar. (2025). Vertex S+ dual-glass photovoltaic module: TSM-NEG9R.25 product datasheet.

常見問題
FAQ
PVB、EVA、SGP 與 PSA,哪一種比較適合建築玻璃?
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一般安全玻璃可以評估標準 PVB;具有金屬網、織物或特殊印刷的藝術玻璃,可以考慮相容的 EVA 系統;結構欄杆與玻璃肋等用途,可進一步評估 SGP;既有玻璃隔熱與防飛散改造,則可考慮 PSA 功能貼膜。實際選擇仍須依產品性能、安裝方式與安全要求確認。

EVA 為什麼適合藝術玻璃?它是否比 PVB 更耐候?
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EVA 具有可調整的配方及加工特性,適合多種異材質膠合。例如 2024 年研究中,EVA 的吸水率約為 0.2%,低於所測試 PVB 的 5.1%,顯示該 EVA 配方對水分具有較低的吸收特性。EVA 也長期應用於太陽能模組的戶外封裝,具有成熟的產業經驗。不同品牌與配方的長期表現仍可能存在差異,實際品質應以產品測試結果判斷。

雙85測試與太陽能板的長期保固有什麼關係?
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太陽能產業廣泛使用雙85及其他環境試驗,驗證材料與完整模組的可靠性。IEC 61215 光電模組濕熱測試的典型條件為 1,000 小時,而部分商業化太陽能模組提供 25 年產品保固及 30 年功率保固。這些制度反映高分子封裝材料、國際測試與完整品質管理的成熟發展。建築膠合玻璃也可以利用相關耐候測試方法,評估材料在高溫高濕環境中的使用品質。