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塑料加工中的VOC如何祛除?
????????在塑料制品的生產(chǎn)過(guò)程中,可能產(chǎn)生的廢棄物可分為固體、液體和氣體三大類(lèi)。其中氣體廢棄物的來(lái)源較多、危害較大。主要包括有機揮發(fā)性氣體(VOC)和無(wú)機揮發(fā)氣體兩大類(lèi)。
????????當VOC達到一定濃度時(shí),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(shuō)說(shuō)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(jiǎn)稱(chēng),在50-260℃溫度范圍內具有很強的揮發(fā)性。常見(jiàn)的揮發(fā)性有機化合物包括:
????????苯類(lèi)(如苯、甲苯、二甲苯、乙苯)
????????烷類(lèi)(十四碳烷)
????????醛類(lèi)(甲醛)
????????醇類(lèi)(乙醇)
????????醚類(lèi)、酯類(lèi)(乙酸乙酯)
????????酮類(lèi)(丙酮)
????????這些VOC氣體我們一般是看不見(jiàn)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(lái)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(lái)?
????????在塑料制品加工過(guò)程中,除了原料樹(shù)脂及改性所添加的助劑外,以下材料也會(huì )產(chǎn)生VOC氣體:
????????01、印刷油墨
????????(1)溶劑性油墨在印刷、烘干等過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生苯類(lèi)和酮類(lèi)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(guò)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(lèi)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(lèi)涂料。
????????04、脫模劑
????????常用脫模機中會(huì )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(shù)脂
????????盡可能選用殘留單體含量比較低的樹(shù)脂。例如醫用PVC樹(shù)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(chē)內飾板用PP,一定要選擇小分子揮發(fā)物含量低的樹(shù)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(huì )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(lái)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(lèi)型,具體如溴化聚苯乙烯、溴化環(huán)氧樹(shù)脂等。
????????03、添加吸附劑
????????是指利用吸附劑捕獲或吸附樹(shù)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)反應吸附和物理吸附兩大類(lèi)。常見(jiàn)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)反應吸附是指加入能與VOC反應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(huì )揮發(fā)的一種化合物或生成更易揮發(fā)的氣體進(jìn)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,可以達到3級甚至4級,將產(chǎn)生的小分子揮發(fā)物及時(shí)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(lèi)和醇類(lèi)溶劑,只能算低VOC涂料,不是無(wú)VOC涂料。
????????(2)固體粉末涂料:沒(méi)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(chē)內飾用塑料的VOC要求越加的嚴格,如何降低改性塑料在加工和使用過(guò)程中VOC的釋放,是各改性企業(yè)的研究重點(diǎn)。
????????06、高溫干蒸
????????塑料基體經(jīng)過(guò)雙螺桿擠出機、切粒機后,輸送到VOC處理系統,經(jīng)過(guò)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(lèi)物質(zhì))盡可能干蒸干凈,干蒸的時(shí)間視溫度而定,溫度高,時(shí)間少,一般是3小時(shí)左右。目前大的改性企業(yè)基本都使用這個(gè)方法。