在塑料制品的生產(chǎn)過程中，可能產(chǎn)生的廢棄物可分為固體、液體和氣體三大類。其中氣體廢棄物的來源較多、危害較大。主要包括有機揮發(fā)性氣體(VOC)和無機揮發(fā)氣體兩大類。
當VOC達到一定濃度時，對人體健康有巨大影響。面對政策壓力，消費者的訴求，降低塑料制品VOC含量已成為材料企業(yè)的頭等大事。今天詳細說說常用的除VOC的方法。
何為VOC氣體
VOC是可揮發(fā)性有機物的簡稱，在50-260℃溫度范圍內(nèi)具有很強的揮發(fā)性。
常見的揮發(fā)性有機化合物
苯類(如苯、甲苯、二甲苯、乙苯)
烷類(十四碳烷)
醛類(甲醛)
醇類(乙醇)
醚類、酯類(乙酸乙酯)
酮類(丙酮)
這些VOC氣體我們一般是看不見的，并且你聞到的氣味有的也不全是這些氣體本身的味道。這些有機物產(chǎn)生味道的主要來源包括：
(1)POM生產(chǎn)中分解產(chǎn)生的甲醛味;
(2)PVC生產(chǎn)中分解產(chǎn)生的HCl遇水后的酸味;
(3)乙烯-醋酸乙烯共聚物加工中單體醋酸乙烯殘留釋放的醋味等。
VOC氣體從何而來
在塑料制品加工過程中，除了原料樹脂及改性所添加的助劑外，以下材料也會產(chǎn)生VOC氣體：
01
印刷油墨
(1)溶劑性油墨在印刷、烘干等過程中會產(chǎn)生苯類和酮類以及乙酸乙酯等VOC污染。但是印刷效果加好，特別是對于塑料基材。
(2)水性油墨中有機溶劑含量較低(20%左右)，所以使用過程中(干燥)產(chǎn)生的VOC較少。
02
粘合劑
常用的丙烯酸和聚氨酯類粘合劑，仍以乙酸乙酯有機溶劑為主。
03
表面涂層
涂層可以消除塑料制品表面各種缺陷，并賦予制品以導(dǎo)電、抗靜電、耐磨等功能，還可以將深色塑料制品變成淺顏色制品。常用為的丙烯酸酯或者聚氨酯類涂料。
04
脫模劑
常用脫模機中會含有CH2Cl2、CH3CHCl等有機溶劑。
VOC氣體如何祛除
01
選用單體殘留量較低的樹脂
盡可能選用殘留單體含量比較低的樹脂。例如醫(yī)用PVC樹脂VC單體的含量就很低，VC含量可以達到1ppm(mg/kg)(正常值為5);汽車內(nèi)飾板用PP，一定要選擇小分子揮發(fā)物含量低的樹脂。
02
使用分子量較大的助劑
盡可能選用分子量大的助劑，最好是聚合物助劑，保證在加工溫度下不會揮發(fā)以及外部的遷移。
(1)如偶聯(lián)劑改用相容劑，具體如接枝聚合物或者枝化聚合物，但是馬來酸酐接枝物部分具有一定的氣味。
(2)潤滑劑用聚季戊四醇硬脂酸酯(PETS)等;分散劑選用分子量大于5000的聚乙烯蠟(PE-WAX)。
(3)阻燃劑盡可能選用高分子類型，具體如溴化聚苯乙烯、溴化環(huán)氧樹脂等。
03
添加吸附劑
是指利用吸附劑捕獲或吸附樹脂基體中殘留的有機小分子達到控制VOC含量的要求。吸附法分為化學(xué)反應(yīng)吸附和物理吸附兩大類。常見的物理吸附材料為多孔材料，如：沸石、活性炭、分子篩、硅藻泥等。
化學(xué)反應(yīng)吸附是指加入能與VOC反應(yīng)的添加劑以生成相對分子質(zhì)量較大、在正常使用環(huán)境下(如溫度低于100 ℃)不會揮發(fā)的一種化合物或生成更易揮發(fā)的氣體進而消除材料中原有VOC的方法。
04
控制加工條件
(1)低溫生產(chǎn)：在保證制品充分塑化的前提下，較低加工溫度，從而減少小分子分解物質(zhì)的產(chǎn)生。
(2)多級抽真空：增加抽真空的次數(shù)，可以達到3級甚至4級，將產(chǎn)生的小分子揮發(fā)物及時除去。
05
減少有機溶劑型材料使用
(1)水性涂料：以水為分散介質(zhì)代替有機揮發(fā)溶劑，目前技術(shù)還需要含有20%左右醚類和醇類溶劑，只能算低VOC涂料，不是無VOC涂料。
(2)固體粉末涂料：沒有任何有機溶劑，VOC排放零。
(3)光固化涂料：成膜材料靠光固化反應(yīng)成型，可以減少有機溶劑使用量，但往往需要含有30%左右的有機溶劑。
(4)水性粘合劑和水性脫模劑：目前可供的為有機溶劑低含量產(chǎn)品。
目前，消費者對汽車內(nèi)飾用塑料的VOC要求越加的嚴格，如何降低改性塑料在加工和使用過程中VOC的釋放，是各改性企業(yè)的研究重點。
06
高溫干蒸
塑料基體經(jīng)過雙螺桿擠出機、切粒機后，輸送到VOC處理系統(tǒng)，經(jīng)過80-120℃的高溫加熱，使塑料粒子吸附的VOC物質(zhì)(苯、甲苯、乙苯等烴類物質(zhì))盡可能干蒸干凈，干蒸的時間視溫度而定，溫度高，時間少，一般是3小時左右。目前大的改性企業(yè)基本都使用這個方法。返回搜狐，查看更多
 
 
為加強乘用車內(nèi)空氣質(zhì)量控制，環(huán)保部科技標準司2014年下發(fā)《乘用車內(nèi)空氣質(zhì)量評價指南》（修訂GB//T26730-2011），修訂版指南由推薦級別升級為強制級別，意味著今后所有的車企將提升生產(chǎn)標準，自2017年1月1日起，所有新定型的銷售車輛必須滿足標準要求，而對于此前已經(jīng)定型的車輛，則自2018年7月1日開始嚴格執(zhí)行。本次標準修訂，原有八項監(jiān)控物質(zhì)不變，并修訂了車內(nèi)空氣質(zhì)量污染限值。
▲中韓日標準限值的比較
在汽車的生產(chǎn)制造過程中，廣泛應(yīng)用了塑料、涂料、粘合劑、保溫材料、織物及皮革等，其中塑料材料是VOC的主要來源，面對政策壓力，消費者的訴求，降低車內(nèi)VOC含量已成為材料企業(yè)的頭等大事。上游材料供應(yīng)商—改性企業(yè)如何滿足政策要求，今天詳細說說改性企業(yè)常用的除VOC的方法。
1高溫干蒸
塑料基體經(jīng)過雙螺桿擠出機、切粒機后，輸送到VOC處理系統(tǒng)，經(jīng)過80-120℃的高溫加熱，使塑料粒子吸附的VOC物質(zhì)（苯、甲苯、乙苯等烴類物質(zhì)）盡可能干蒸干凈，干蒸的時間視溫度而定，溫度高，時間少，一般是3小時左右。目前大的改性企業(yè)基本都使用這個方法，金發(fā)科技，普利特，中廣核俊爾等等。


 
2萃取脫揮工藝
萃取脫揮除味母粒是一種以多孔聚合物為載體而負載高含量、低沸點易揮發(fā)組分的膠囊狀母粒，在材料改性過程中添加，可從源頭降低橡塑加工過程中產(chǎn)生的惡劣氣味和揮發(fā)性有機化合物。
3 吸附法
吸附法是指利用吸附劑捕獲或吸附樹脂基體中殘留的有機小分子達到控制VOC含量的要求。吸附法分為化學(xué)反應(yīng)吸附和物理吸附兩大類。常見的吸附材料為多孔材料，如：沸石、活性炭、分子篩，硅藻泥等。

▲活性炭                                     

▲沸石
化學(xué)反應(yīng)吸附是指加入能與VOC反應(yīng)的添加劑以生成相對分子質(zhì)量較大、在正常使用環(huán)境下（如溫度低于100 ℃）不會揮發(fā)的一種化合物或生成更易揮發(fā)的氣體進而消除材料中原有VOC的方法。
4聚合工藝的優(yōu)化（pp為例）
在工業(yè)生產(chǎn)中，選擇氫調(diào)法生產(chǎn)工藝代替可控流變法成為降低PP樹脂中VOC含量的主要方法之一。氫調(diào)法通過在聚合過程中添加氫氣使PP分子鏈失去活性來終止分子鏈增長，從而得到高流動性PP樹脂。該方法由于僅在聚合過程中添加氫氣，因此不存在叔丁醇等小分子有機物。研究發(fā)現(xiàn)，氫調(diào)法生產(chǎn)的抗沖共聚PP樹脂（K7726H）中的VOC含量較降解法生產(chǎn)的PP樹脂中的VOC含量降低了76.5%（wt%）。
5助劑優(yōu)化
助劑優(yōu)化應(yīng)從以下幾個方面考慮：1）低濃度下的有效性和高效能；2）與基材的相容性好，對產(chǎn)品的最終性能影響??；3）對基材的理化指標無不良影響；4）熱穩(wěn)定性高、耐熱性好；5）揮發(fā)性小，耐溶劑抽提性好，不與其他添加劑和助劑發(fā)生不良反應(yīng)；6）無毒、無害、無異味、污染性小。
為解決助劑中VOC的排放問題，目前一些知名的塑料添加劑供應(yīng)商已對其產(chǎn)品進行了改進。如：中國石化北京化工研究院采用VOC抑制劑，通過添加苯并呋喃酮類自由基捕捉劑和全硫化粉末硅橡膠復(fù)合物等方式，可大幅提高自由基捕獲劑的分散和使用效率，從而有效抑制了PP樹脂的降解，顯著降低了PP樹脂中VOC含量。



 

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