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北京11选5开奖结果沸石粉对VOC散发性能的影响

发布时间:2020-01-15     浏览次数:146

聚丙烯(PP)由于其密度低、易降解、物理性能好和易加工等特点,成为世界上发展最快的塑料。但随着人们对挥发性有机化合物(VOC)的危害逐渐重视,PP的VOC散发性能对人体健康的影响逐渐被关注。越来越多的产品都被要求有可以接受的VOC散发性能,开发具有低VOC散发性能的PP具有一定的现实意义。

不同的VOC种类对人体影响有所不同,有的容易产生令人不适的气味,如醛酮和卤代烃等;有的还能够对人体呼吸系统和粘膜产生刺激作用,如甲苯、苯乙烯等;甚至有的有致癌或致畸作用,如甲醛、苯、二氯联苯胺等。研究认为,4~5岁学龄前儿童暴露在VOC环境中会导致明显心理问题。因此,笔者不仅关注某一种有机物,而且关注VOC总量(即TVOC,是指一定温度、时间挥发出的总的有机物,通常是指C1~C20的挥发性和半挥发性有机物的总量)。

沸石粉是常用的聚烯烃化合物除味剂,具有良好的除味效果,有关专利多有报道。但对沸石粉挤出工艺研究较少。利用PPK9026为基体,以人造沸石粉为除味剂,研究了挤出前的烘烤工艺、挤出工艺和沸石粉用量对沸石粉改性PP中VOC散发性能的影响。

沸石粉对VOC散发性能的影响分别考察了常压和真空挤出条件下沸石粉对PP的VOC散发性能的影响,在110℃下烘烤18h的PP料在210℃下与沸石粉共混挤出,常压挤出下TVOC散发浓度随沸石粉用量变化关系如图5所示,真空挤出下TVOC散发浓度随沸石粉用量的变化关系如图6所示。


从图5可以看出,在常压挤出下,VOC散发性能会随着沸石粉用量的升高而变差。TVOC散发浓度从添加1份沸石粉的52686μg/m3上升至添加4份沸石粉的56954μg/m3,上升了约8%。说明通常认为的吸附作用在沸石粉对PP中VOC控制机理中作用不明显。导致VOC散发性能变差的原因可能有两点:首先是由于挤出后沸石粉在PP表面形成大量孔隙,这些孔隙起到了增大PP表面积的作用,增加了PP中VOC的散发;其次是挤出后VOC被吸附到沸石粉孔隙内,由于吸附力主要依靠物理吸附,在测试中可能脱附到空气相中而导致VOC散发性能变差。


从图6可以看出,相比于常压挤出,真空下沸石粉能够有效优化PP中VOC的散发性能,在添加2份沸石粉后,PP中TVOC散发浓度从20819μg/m3降至10307μg/m3,下降了约50%,继续添加沸石粉,TVOC散发浓度仍然可以继续下降但是降幅不明显。说明沸石粉只有在与真空挤出工艺相结合的情况下才能起到减少PP中VOC散发的作用,沸石粉作用机理可能是:沸石粉在PP熔体中形成了大量空腔,这些空腔增大了PP与空气相的接触面积,使VOC能够更快地从PP基体中逃逸到空气中来,当逃逸到PP表面后,在真空作用下被抽走;二是沸石粉在PP熔体中包裹了部分VOC分子,在螺杆表面更新作用下,这些沸石粉孔穴迁移到了熔体表面,在真空抽取下将VOC分子抽至空气相中。综合看,在真空挤出下添加2份沸石粉是控制PP中VOC散发性能的最适条件。

结论

(1)通过筛选烘烤工艺、挤出工艺、沸石粉用量等因素,得到VOC散发性能最优的PP材料:在110℃下烘烤18h,每100份PP添加2份沸石粉后,在210℃下真空挤出,PP中TVOC散发浓度从94570μg/m3降至10307μg/m3,降低了89%左右。

(2)常压挤出下沸石粉无法优化PP中VOC散发性能,反而会导致其散发性能变差;只有在真空的条件下沸石粉才能明显减少PP中VOC的散发。

(3)通过添加沸石粉并在真空条件下挤出造粒从而减少PP中VOC散发的方法具有成本低、效果好、使用方便等优势,随着我国对塑料有害气体排放限制的逐渐落实,该方法有望得到广泛应用。

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