摘要：随着塑料在汽车领域中的广泛应用，为人们带来便利之余，也带来一定的困扰。其中，最大的困扰便是，塑料在生产和加工过程中，不免会引入一些金属催化剂或是挥发性的助剂，而使用过程中这些催化剂的残留或是助剂的挥发会使得汽车内部空间的气味较为刺鼻，挥发性有机物含量较高，从而
随着塑料在汽车领域中的广泛应用，为人们带来便利之余，也带来一定的困扰。其中，最大的困扰便是，塑料在生产和加工过程中，不免会引入一些金属催化剂或是挥发性的助剂，而使用过程中这些催化剂的残留或是助剂的挥发会使得汽车内部空间的气味较为刺鼻，挥发性有机物含量较高，从而造成驾驶人员和乘坐人员的不适。
聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、丙烯腈– 丁二烯– 苯乙烯塑料(ABS) 等通用塑料，以及聚碳酸酯(PC)、聚氨酯等工程塑料均在汽车工程领域有广泛的应用。这些塑料不仅大大降低了汽车的生产成本，也在很大程度上推进了汽车轻量化的进程。另外，一些具有记忆性、自修复性能的塑料还赋予了相应汽车零部件一定的功能性，提高了驾驶人员和乘坐人员的舒适度。
然而，随着塑料在汽车领域中的广泛应用，为人们带来便利之余，也带来一定的困扰。其中，最大的困扰便是，塑料在生产和加工过程中，不免会引入一些金属催化剂或是挥发性的助剂，而使用过程中这些催化剂的残留或是助剂的挥发会使得汽车内部空间的气味较为刺鼻，挥发性有机物含量较高，从而造成驾驶人员和乘坐人员的不适。更为严重的是，这些挥发性物质中含有大量具有致癌性的醛酮类和芳香烃类物质，例如甲醛、乙醛、苯、甲苯、二甲苯等。
在塑料制品的生产过程中，可能产生的废弃物可分为固体、液体和气体三大类。其中气体废弃物的来源较多、危害较大。主要包括有机挥发性气体(VOC)和无机挥发气体两大类。当VOC达到一定浓度时，对人体健康有巨大影响。面对政策压力，消费者的诉求，降低塑料制品VOC含量已成为材料企业的头等大事。
VOC是挥发性有机化合物(volatile organic compounds）的英文缩写。普通意义上的VOC就是指挥发性有机物；但是环保意义上的定义是指活泼的一类挥发性有机物，即会产生危害的那一类挥发性有机物。
美国ASTM D3960-98标准将VOC定义为任何能参加大气光化学反应的有机化合物。美国联邦环保署(EPA）的定义：挥发性有机化合物是除CO、CO2、H2CO3、金属碳化物、金属碳酸盐和碳酸铵外，任何参加大气光化学反应的碳化合物。世界卫生组织(WHO，1989）对总挥发性有机化合物（TVOC）的定义为，熔点低于室温而沸点在50～260℃之间的挥发性有机化合物的总称。
VOC对人体健康有巨大影响。当居室中的VOC达到一定浓度时，短时间内人们会感到头痛、恶心、呕吐、乏力等，严重时会出现抽搐、昏迷，并会伤害到人的肝脏、肾脏、大脑和神经系统，造成记忆力减退等严重后果。
在塑料制品加工过程中，原料树脂及改性所添加的助剂都可能产生VOC，包括：
POM生产中分解产生的甲醛味;
PVC生产中分解产生的HCl遇水后的酸味;
乙烯-醋酸乙烯共聚物加工中单体醋酸乙烯残留释放的醋味等。
此外，以下材料也会产生VOC气体：
印刷油墨
溶剂性油墨在印刷、烘干等过程中会产生苯类和酮类以及乙酸乙酯等VOC污染。但是印刷效果较好，特别是对于塑料基材。(2)水性油墨中有机溶剂含量较低(20%左右)，所以使用过程中(干燥)产生的VOC较少。
粘合剂
常用的丙烯酸和聚氨酯类粘合剂，仍以乙酸乙酯有机溶剂为主。
表面涂层
涂层可以消除塑料制品表面各种缺陷，并赋予制品以导电、抗静电、耐磨等功能，还可以将深色塑料制品变成浅颜色制品。常用为丙烯酸酯或者聚氨酯类涂料。
脱模剂
常用脱模剂中会含有CH2Cl2、CH3CHCl等有机溶剂。
苏州维本工程塑料Wintone Z63塑胶弹簧专用料是一款与PP、PE属于同一类的聚烯烃类半结晶性塑料，在塑胶弹簧的应用上，Z63材料主要的优势在以下四点：
第一点：Z63材料回弹力度大（我们有些客户原来要用2到3克左右重量的普通弹簧料来达到需要的回弹力度，Z63材料只需要非常简单的弹簧结构和0.5克左右的料重就能达到同样的回弹力；
第二点：Z63材料注塑的塑胶弹簧，回弹速度比较快；
第三点：Z63材料注塑的塑胶弹簧，耐疲劳性比较好；
第四点：Z63材料属于和PP、PE同一大类的聚烯烃类半结晶性塑料，非常环保，不含甲醛。
在乳液泵、粉泵、泡沫泵、喷雾泵的各类塑胶弹簧的应用上，苏州维本工程塑料Wintone Z63强韧型、高回弹、耐腐蚀性工程塑料，可以帮助解决传统的PP、尼龙、POM等塑胶材料回弹性和抗形变能力不够、回弹力不够强、复原速度不够快、耐疲劳性和耐腐蚀性不够等问题，与金属弹簧相比，Z63塑胶弹簧具有更好的耐腐蚀性，重量轻，不污染乳液，同时便于回收利用。
苏州维本工程塑料Wintone Z63材料在塑胶弹簧应用上的特点是：强韧且不受水份影响、优异的回弹性和抗形变能力、回弹力强并且复原速度快、耐腐蚀（包括耐酸碱、耐盐、耐水解等各类化学物质）、优异的耐疲劳性、环保可回收。可以帮助您大幅提升塑胶弹簧的使用寿命和可靠性。
1.选用单体残留量较低的树脂
尽可能选用残留单体含量比较低的树脂。例如医用PVC树脂VC单体的含量就很低，VC含量可以达到1ppm(mg/kg)(正常值为5);汽车内饰板用PP，一定要选择小分子挥发物含量低的树脂。
2.使用分子量较大的助剂
尽可能选用分子量大的助剂，最好是聚合物助剂，保证在加工温度下不会挥发以及外部的迁移。如偶联剂改用相容剂，具体如接枝聚合物或者枝化聚合物，但是马来酸酐接枝物部分具有一定的气味。润滑剂用聚季戊四醇硬脂酸酯(PETS)等;分散剂选用分子量大于5000的聚乙烯蜡(PE-WAX)。阻燃剂尽可能选用高分子类型，具体如溴化聚苯乙烯、溴化环氧树脂等。
3.添加VOC吸附剂
利用吸附剂捕获或吸附树脂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。常见的物理吸附材料为多孔材料，如：沸石、活性炭、分子筛、硅藻泥等。
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。
4.控制注塑工艺条件
(1)低温生产：在保证制品充分塑化的前提下，较低加工温度，从而减少小分子分解物质的产生。
(2)多级抽真空：增加抽真空的次数，可以达到3级甚至4级，将产生的小分子挥发物及时除去。
5.减少有机溶剂型材料使用
(1)水性涂料：以水为分散介质代替有机挥发溶剂，目前技术还需要含有20%左右醚类和醇类溶剂，只能算低VOC涂料，不是无VOC涂料。
(2)固体粉末涂料：没有任何有机溶剂，VOC排放零。
(3)光固化涂料：成膜材料靠光固化反应成型，可以减少有机溶剂使用量，但往往需要含有30%左右的有机溶剂。
(4)水性粘合剂和水性脱模剂：目前可供的为有机溶剂低含量产品。
目前，消费者对汽车内饰用塑料的VOC要求越加的严格，如何降低改性塑料在加工和使用过程中VOC的释放，是各改性企业的研究重点。
6.高温干蒸
塑料基体经过双螺杆挤出机、切粒机后，输送到VOC处理系统，经过80-120℃的高温加热，使塑料粒子吸附的VOC物质(苯、甲苯、乙苯等烃类物质)尽可能干蒸干净，干蒸的时间视温度而定，温度高，时间少，一般是3小时左右。目前大的改性塑料企业基本都使用这个方法。
低VOC含量塑料对车用塑料的挥发性有机化合物(VOC)含量和气味等级进行严格控制已经成为了汽车工程领域和材料制备和加工领域亟待解决的问题。近年来，国内外的研究学者对此报道了大量的基础研究工作，也得到了一系列的具有较低VOC 含量的车用塑料。这些研究工作中的研究手段通常是由材料制备和材料加工两个角度出发。
最常用于汽车工程领域的通用塑料便是聚烯烃塑料，主要包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、ABS 等。其中，聚丙烯是在汽车工程领域中应用最为广泛的通用塑料，约占所有车用塑料的60%～70%。
材料的制备在很大程度上决定了材料结构、组成以及各方面的性能，因此从材料制备的方面对车用塑料的VOC 含量及气味等级进行控制，是一种从源头出发的手段，其中包括了单体的精制，催化剂、溶剂、聚合方法的选择等各个方面。在制备聚烯烃的过程中，所选用的单体的纯度和硫化物含量、催化剂类型、所用的共聚单体类型、溶液聚合时选用的溶剂均会影响聚合物的等规度、分子量、低聚物含量、催化剂和溶剂残留量等，而这些物质难以通过后续的加工或纯化手段进行去除，所以只能在材料的制备阶段进行优化。
例如，工业上生产聚丙烯蜡或是进行聚丙烯分子量调控时，常用到常规降解法。这一方法是利用过氧化物对聚丙烯进行化学降解，从而实现生产目的。然而在这一生产过程中，过氧化物的残留会使得聚丙烯在后续的使用过程中持续发生不同程度的降解，进而产生并散发出烃类、醛类和酮类等有害性VOC 物质。而且常规降解法生产的聚丙烯中残留的过氧化物很难去除，因此相应材料的VOC 含量也无法进一步降低，通常利用常规降解法制备的聚丙烯材料中的总VOC 含量要超过45～67 μg／g。
如果在制备聚丙烯材料的过程中则摒弃常规降解法这一手段，利用加氢法对聚丙烯材料的分子量进行了调控，这样会在VOC改善方面大大提高。由于在聚丙烯制备过程中未引入过氧化物，所以相应改性聚丙烯材料在后续使用过程中未出现明显的降解和VOC 的释放。
在改性聚丙烯中，加氢法制备的聚丙烯材料含量为80% 时，相应材料的VOC 含量仅为22 μg／g，还不到常规降解法聚丙烯的30%。研究结果表明，当改性聚丙烯中含有60%～80%的聚丙烯母料时，相应材料的力学性能较好，拉伸强度和断裂伸长率可分别达到23～26 MPa 和75%～128% ；而且其具有较好的流动性，熔体流动速率(MFR) 为15～29 g／(10 min)。最重要的是VOC 含量仅为22～23 μg／g，完全满足汽车工业领域对高分子材料的使用标准。
除了对聚合手段进行优化外，选用合适的母料和助剂也是降低材料VOC 含量的有效手段。在塑料制备过程中，为了进一步改善材料的强度、韧性、抗老化性等性能，通常会在母料中添加不同的助剂，而助剂的类型会对VOC 含量产生很大程度的影响。有研究人员在制备改性聚丙烯过程中，分别对不同聚丙烯母料、滑石粉、增韧剂、共混增容剂等进行正交试验评价。实验结果表明，当聚丙烯母料为EA5074S，滑石粉为WF–D6.5，增韧剂为POE8200，共混增容剂为硅烷偶联剂KH550 时，相应改性聚丙烯的VOC 含量最低。其中EA5074S，WF–D6.5，POE8200 和KH550 的质量分数分别为71.8%，20.0%，8.0% 和0.2% 时，相应材料的总VOC 含量仅为98 μg／g。
在塑料改性过程中加入气味吸附剂和气味萃取剂是控制VOC 含量的有效手段。其中，气味吸附剂主要是一些多孔材料，能够将VOC 物质束缚在材料内部，不致释放出来；气味萃取剂则是利用低沸点物质的共沸特性将VOC 从材料内部萃取出来。气味萃取剂可降低材料的VOC 含量，气味吸附剂可降低材料的气味等级。例如，在制备增韧聚丙烯的过程中，除了在聚丙烯基体中加入滑石粉外，还在其中加入了一种具有分解VOC 物质能力的气味吸附剂和一种气味萃取剂。实验结果表明，当吸附剂质量分数为0.5%，萃取剂质量分数为1% 时，相应改性聚丙烯的总VOC含量为1 060 μg／m3，气味等级为2.5 级，是一种适用于汽车内饰件生产的聚丙烯材料。
另外，改性聚丙烯的防潮性和力学性能均未受到影响，反而加入了气味吸附剂还使得其拉伸强度和弯曲强度有所提高，分别提高了38.1% 和38.9%。除此之外，学者还发现，聚丙烯基体中添加活性炭和凹凸棒土等多孔类材料，也能有效降低改性聚丙烯的VOC 含量。其中添加活性炭的聚丙烯的总VOC 含量为1 293 μg／m3 ；添加凹凸棒土的聚丙烯的总VOC 含量为1 233 μg／m3。
在制备玻璃纤维增强聚丙烯时，在基体内添加ZnO／TiO2 作为气味吸附剂。实验结果表明，与未添加气味吸附剂的聚丙烯／玻璃纤维复合材料相比，所制备的聚丙烯／玻璃纤维复合材料的总VOC 含量由495.85 μg／L 降低至41.69 μg／L。
综上所述，在材料制备过程中，采用新型的聚合手段能够有效降低材料内部杂质的残留，进而降低VOC 含量；在材料改性过程中，进行母料、助剂的筛选，有利于材料VOC 含量和气味的有效调控。另外，开发新型气味吸附剂和萃取剂，是进一步降低材料VOC 含量和气味等级的有效手段。
在快速接头、快接单向阀阀体的应用上，苏州维本工程塑料耐高温高压、强韧耐磨、高光洁度、耐腐蚀性工程塑料Wintone Z63，可以帮助解决传统的POM材料不耐高温高压的问题。另外，Z63材料不含甲醛，非常环保，与常规的POM相比，Z63材料除了耐高温高压的性能之外，还具有更优异的韧性、耐磨性和表面光洁度。
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来源：汽车玩玩玩
