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塑料加工中的VOC从何而来,哪里而“祛”?

塑料制品的生产过程中,可能产生的废弃物可分为固体、液体和气体三大类。其中气体废弃物的来源较多、危害较大。主要包括有机挥发性气体(VOC)和无机挥发气体两大类。



其中,有机挥发气体VOC对人体健康有巨大影响。例如,当环境中的VOC达到一定浓度时,短时间内人们会感到头痛、恶心等,严重时会出现抽搐、昏迷,并会伤害到人的大脑和神经系统,造成记忆力减退等严重后果。


一、何为VOC气体?



VOC是可挥发性有机物的简称,在50-260℃温度范围内具有很强的挥发性。常见的挥发性有机化合物包括:

(1)苯类(如苯、甲苯、二甲苯、乙苯);

(2)烷类(十四碳烷);

(3)醛类(甲醛);

(4)醇类(乙醇);

(5)醚类、酯类(乙酸乙酯);

(6)酮类(丙酮)。


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这些VOC气体我们一般是看不见的,并且你闻到的气味有的也不全是这些气体本身的味道。这些有机物产生味道的主要来源包括:

(1)POM生产中分解产生的甲醛味;

(2)PVC生产中分解产生的HCl遇水后的酸味;

(3)乙烯-醋酸乙烯共聚物加工中单体醋酸乙烯残留释放的醋味等。


二、VOC气体从何而来?



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1.印刷油墨

(1)溶剂性油墨在印刷、烘干等过程中会产生苯类和酮类以及乙酸乙酯等VOC污染。但是印刷效果加好,特别是对于塑料基材。

(2)水性油墨中有机溶剂含量较低(20%左右),所以使用过程中(干燥)产生的VOC较少。

2.粘合剂

常用的丙烯酸和聚氨酯类粘合剂,仍以乙酸乙酯有机溶剂为主。

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3.表面涂层

涂层可以消除塑料制品表面各种缺陷,并赋予制品以导电、抗静电、耐磨等功能,还可以将深色塑料制品变成浅颜色制品。常用为的丙烯酸酯或者聚氨酯类涂料。

4.脱模剂

常用脱模机中会含有CH2Cl2、CH3CHCl等有机溶剂。


三、VOC气体如何祛除?



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1.选用单体残留量较低的树脂

尽可能选用残留单体含量比较低的树脂。例如医用PVC树脂VC单体的含量就很低,VC含量可以达到1ppm(mg/kg)(正常值为5);汽车内饰板用PP,一定要选择小分子挥发物含量低的树脂。

2.使用分子量较大的助剂

尽可能选用分子量大的助剂最好是聚合物助剂,保证在加工温度下不会挥发以及外部的迁移。(1)如偶联剂改用相容剂,具体如接枝聚合物或者枝化聚合物,但是马来酸酐接枝物部分具有一定的气味。

(2)润滑剂用聚季戊四醇硬脂酸酯(PETS)等;分散剂选用分子量大于5000的聚乙烯蜡(PE-WAX)。

(3)阻燃剂尽可能选用高分子类型,具体如溴化聚苯乙烯、溴化环氧树脂、PVC树脂等。

3.增加无机物吸附

将可能产生的小分子挥发物用高吸附材料进行吸附,使之正常条件下不会释放。常用无机吸附剂有活性炭、分子筛、硅藻土、合成硅酸钙等。


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4.控制加工条件

(1)低温生产:在保证制品充分塑化的前提下,较低加工温度,从而减少小分子分解物质的产生。

(2)多级抽真空:增加抽真空的次数,可以达到3级甚至4级,将产生的小分子挥发物及时除去。

5.减少有机溶剂型材料使用

(1)水性涂料:以水为分散介质代替有机挥发溶剂,目前技术还需要含有20%左右醚类和醇类溶剂,只能算低VOC涂料,不是无VOC涂料。

(2)固体粉末涂料:没有任何有机溶剂,VOC排放零。

(3)光固化涂料:成膜材料靠光固化反应成型,可以减少有机溶剂使用量,但往往需要含有30%左右的有机溶剂。

(4)水性粘合剂和水性脱模剂:目前可供的为有机溶剂低含量产品。


目前,消费者对汽车内饰用塑料的VOC要求越加的严格,如何降低改性塑料在加工和使用过程中VOC的释放,是各改性企业的研究重点。如果您知道更多关于塑料加工中减少VOC气体挥发的技术信息,可以添加小编微信polytpe555或扫描文末二维码,加入艾邦VOC讨论群,备注:公司+VOC和专业的人士共同交流。



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