塑料加工中的VOC如何祛除？
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(jī)揮發(fā)性氣體(VOC)和無機(jī)揮發(fā)氣體兩大類。
當(dāng)VOC達(dá)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(fèi)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(xì)說說常用的除VOC的方法。
何為VOC氣體
VOC是可揮發(fā)性有機(jī)物的簡稱，在50-260℃溫度范圍內(nèi)具有很強(qiáng)的揮發(fā)性。
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(jī)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(huì)產(chǎn)生VOC氣體：
01 印刷油墨
(1)溶劑性油墨在印刷、烘干等過程中會(huì)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(jī)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(jī)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(jī)中會(huì)含有CH2Cl2、CH3CHCl等有機(jī)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(dá)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(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(jī)小分子達(dá)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(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(jí)抽真空：增加抽真空的次數(shù)，可以達(dá)到3級(jí)甚至4級(jí)，將產(chǎn)生的小分子揮發(fā)物及時(shí)除去。
05 減少有機(jī)溶劑型材料使用
(1)水性涂料：以水為分散介質(zhì)代替有機(jī)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(jī)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(jī)溶劑使用量，但往往需要含有30%左右的有機(jī)溶劑。
(4)水性粘合劑和水性脫模劑：目前可供的為有機(jī)溶劑低含量產(chǎn)品。
目前，消費(fèi)者對汽車內(nèi)飾用塑料的VOC要求越加的嚴(yán)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(diǎn)。
06 高溫干蒸
塑料基體經(jīng)過雙螺桿擠出機(jī)、切粒機(jī)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(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。