塑料加工中的VOC如何祛除？

在塑料制品的生產過程中，可能產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。主要包括有機揮發性氣體(VOC)和無機揮發氣體兩大類。

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是可揮發性有機物的簡稱，在50-260℃溫度范圍內具有很強的揮發性。

常見的揮發性有機化合物

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。這些有機物產生味道的主要來源包括：

(1)POM生產中分解產生的甲醛味;

(2)PVC生產中分解產生的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);汽車內飾板用PP，一定要選擇小分子揮發物含量低的樹脂。

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以及外部的遷移。

(1)如偶聯劑改用相容劑，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。吸附法分為化學反應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量較大、在正常使用環境下(如溫度低于100 ℃)不會揮發的一種化合物或生成更易揮發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：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的產生。

(2)多級抽真空：增加抽真空的次數，可以達到3級甚至4級，將產生的小分子揮發物及時除去。

05 減少有機溶劑型材料使用

(1)水性涂料：以水為分散介質代替有機揮發溶劑，目前技術還需要含有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品。

目前，消費者對汽車內飾用塑料的VOC要求越加的嚴格，如何降低改性塑料在加工和使用過程中VOC的釋放，是各改性企業的研究重點。

06 高溫干蒸

塑料基體經過雙螺桿擠出機、切粒機后，輸送到VOC處理系統，經過80-120℃的高溫加熱，使塑料粒子吸附的VOC物質(苯、甲苯、乙苯等烴類物質)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。目前大的改性企業基本都使用這個方法。