汽车专用PP改性塑料的VOC含量已成为衡量汽车安全、环保的重要指标。通过PP树脂聚合工艺和助剂优化、吸附法、聚合物脱挥等技术是目前有效控制VOC含量的主要方法。若能从VOC释放来源入手,通过在各个阶段协同控制PP改性塑料中VOC含量的方法将成为今后的发展趋势。
聚合工艺的优化:利用可控流变法生产的PP树脂中VOC含量较高,故在工业生产中,选择氢调法生产工艺代替可控流变法成为降低PP树脂中VOC含量的主要方法之一。氢调法通过在聚合过程中添加氢气使PP分子链失去活性来终止分子链增长,从而得到高流动性PP树脂。该方法由于仅在聚合过程中添加氢气,因此不存在叔丁醇等小分子有机物。研究发现,氢调法生产的抗冲共聚PP树脂(K7726H)中的VOC含量较降解法生产的PP树脂中的VOC含量降低了76.5%(wt%)。
助剂优化:助剂优化应从以下几个方面考虑:低浓度下的有效性和高效能;与基材的相容性好,对产品的最终性能影响小;对基材的理化指标无不良影响;热稳定性高、耐热性好;挥发性小,耐溶剂抽提性好,不与其他添加剂和助剂发生不良反应;无毒、无害、无异味、污染性小。
聚合物脱挥:从聚合物本体中脱除挥发性成分的方法称为脱挥。PP脱挥主要有聚合后期粉料的闪蒸脱挥和熔体脱挥。在加工过程中,挤出机脱挥是熔体脱挥最常用的方法。挤出机脱挥是利用双螺杆挤出机优良的输送、传热、混合和界面更新等特性配合多阶排气装置在合成、混炼、造粒的过程中完成对副产物的脱除,从而促进残留物的脱除。
吸附法:采用吸附法也可对PP中的VOC进行有效脱除。吸附法是指利用吸附剂捕获或吸附PP基体中残留的有机小分子达到控制VOC含量的要求。吸附法分为化学反应吸附和物理吸附两大类。化学反应吸附是指加入能与VOC反应的添加剂以生成相对分子质量较大、在正常使用环境下(如温度低于100℃)不会挥发的一种化合物或生成更易挥发的气体进而消除材料中原有VOC的方法。理论上物理吸附可对任何VOC进行吸附。因此,物理吸附方法适用于VOC含量较高的PP树脂。随着物理吸附剂的不断发展,现已出现了较多的物理吸附体系,包括活性炭、硅胶、金属氧化物、植物纤维、凹凸棒土等矿物土、分子筛和纳米粉末硅橡胶等。
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