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车用PC/ABS合金塑料中,VOC到底从哪儿来?

在汽车内饰塑料中,PC/ABS所占比例不小。特别是豪华级车,PC/ABS所用料可达5-10KG/车。PC/ABS中可挥发性小分子(VOC)不容小觑,那让我们一起来了解下PC/ABS中VOC来源。

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首先,原料中残留单体及乳化剂等;
 PC无论是光气法或酯交换法,残留单体比较少。PC一般纯度比较高,这与先进的生产工艺及自身聚合方式密不可分。但酯交换法PC生产过程中会产生苯酚物质,不可避免残留有苯酚物质。
 
ABS生产过程中,会残留苯乙烯及丙烯腈单体。另外乳液法生产ABS中,80%的乳化剂——十二烷基苯磺酸会残留在橡胶粉中,不易脱除。还有一部分AS分子量调节剂,如十二烷基硫醇或雕白粉会留下来,但其易溶于水,故而较易脱除。


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其次,原料生产过程中的溶剂;
PC中经常使用溶剂是CH2Cl2,本体法ABS中溶剂是甲苯或乙苯,而因甲苯毒性较大,现以乙苯溶剂居多。最后脱灰装置不完善,溶剂都会滞留在产品中,成为VOC物质。值得一提的是,苯类物质是VOC重点管控对象。


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第三,助剂、如相容剂、润滑剂及脱模剂;
PC与ABS中SAN相部分相容,而与PB相不相容,故而会加入相容剂来改善两者相容性。某些低分子相容剂可能会影响VOC散发水平。另外,为了增加物质间的内润滑,配方中会引入润滑剂,这些小分子也是VOC物质。最后,在加工中为改善脱模性,外喷的一些脱模剂都是含苯物质,都是VOC物质。


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最后,降解副产物。
较之ABS物质,PC较易分解。在PC/ABS体系中,一般不会发生酸碱降解或亲和试剂降解。在不添加助剂时,PC/ABS主要会发生水解及醇解。
 
PC的吸水率一般在0.2%左右,PC分子链上的酯基对水十分敏感,尤其是高温下易发生水解形成小分子,故一般要求PC加工时含水率不超过0.02%。


图1. PC水解过程


在高温下,羟基会进攻酯基发生反应,PC分子链发生断裂形成小分子。光气法PC的端羟基含量约为5%,酯交换法PC的端羟基含量约为20%,所以酯交换法PC比光气法PC更容易发生醇解,更易生成更多的小分子。


图2. PC醇解过程


了解PC/ABS中VOC来源后,对症下药,在原材料源头及材料加工上双管齐下,可有效管控好VOC物质,打造出超低散发塑料。


来源微信号:PCABS锦湖日丽论坛


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