聚丙烯VOC物质分析111203.docx

改性聚丙烯材料中乙醛、甲苯等VOC物质分析一、 材料基本组成车用改性聚丙烯材料的基本组成如下：PP基料+ （增韧剂）+（填料）+热氧稳定剂+光稳定剂+色粉其中：PP基料为主要组成部分；增韧剂视部件对材料的要求按一定比例添加，目前聚丙烯的增韧 剂通常为聚烯烃弹性体；填料视材料标准的要求按一定比例添加，目前主要为滑石粉；光稳定剂目前聚丙烯中常用的为受阻胺类稳定剂；热氧稳定剂目前通常为受阻酚抗氧剂与磷酸酯抗氧剂的复配体；色粉通常为无机色粉二、 VOC物质可能来源由于环保的要求，人们对voc问题已经持续关注，做过很多深入 探讨，通常认为改性聚丙烯材料的VOC问题从定性上来说，主要来源 以下几个方面：1、 在PP树脂基体合成过程中使用的催化剂体系或溶剂中含有一 些烷烃类的化合物2、 在PP树脂基体进行改性加工以及后续成型加工过程当中，PP 树脂由于热降解所形成的低分子化合物，如酯类、酮类、醛类、羧酸 类化合物3、改性PP材料中所添加的一些稳定剂，如抗氧剂、光照助剂，滑石粉，色粉等，它们自身所携带的一些低分子杂化物三、乙醛、甲苯等物质形成机理从上述大家所认知的聚丙烯材料VOC物质的可能来源，可以看 出，改性聚丙烯材料所使用的各组分自身并不可能含有乙醛或甲苯等 物质。

从已有聚丙烯热氧降解机理来看，乙醛的主要来源在于聚丙烯热 降解所形成的产物聚丙烯热降解的机理如下所示：自由基引发：R . H 热、氧、光 R* + H*链扩散：R* + O2 :， R . O . O*R . 0 . O*+R . H , R . O . OH+R*R . O . OH ► R . O . O*+OH*链终止：R*+ R* ►R*+ R . O . O* ►惰性物质（酯类、酮类、醛类、羧酸类化合物）R . O . O*+ R . O . O*它所生成的产物为酯类、酮类、醛类、羧酸类化合物，因此，可 以解释材料中乙醛的存在但这一过程通常不认为会有苯类物质产 生由于聚丙烯基体材料的这样一种特性，因此，在聚丙烯改性材料 中必须添加各种热氧稳定剂及光稳定剂，通过各种稳定剂的作用能有 效地抑制上述各种反应的发生然而，与聚丙烯基体材料类似，所有热氧稳定剂及光稳定剂等有 机类的添加剂在改性聚丙烯材料的热加工过程当中，在热及氧的作用 下，也有可能裂解产生各种衍生物在这方面，国内外也做过很多分 析研究通过这些研究，可以发现：受阻酚类抗氧剂热裂解产生的产物主要为：2-特丁基- 苯甲醇，甲基酚，乙基酚。

磷酸酯类抗氧剂热裂解产生的产物主要为：苯、甲苯受阻胺类光稳定剂热裂解产生的产物主要为：哌啶杂物各种稳定剂的10%的热失重温度如下：受阻酚类抗氧剂：〉350°C磷酸酯类抗氧剂：〉260C受阻胺类光稳定剂：〉260C此外，材料中的无机填料及无机色粉是否会有乙醛及甲苯的产 生，从材料的来源及加工过程来看，应该可以忽略四、 可能的定性及定量分析方法改性聚丙烯材料中VOC物质的分析，对于国内改性工厂而言， 由于条件的欠缺，要想做一全面分析比较困难但目前的分析手段比 较成熟，可以采用红外及GC-MS两种分析方法对材料中的各种VOC 组分分别进行定性及定量分析通过这种分析，对原材料中各组分的 初始状态、改性共混加工对VOC的影响以及后续成型加工对VOC 的影响均可以有一个彻底了解，从而为如何更为合理控制VOC物质 提供实践上的支持五、 控制方法从上述分析可以看出，改性聚丙烯材料VOC的控制，除了选择 低VOC含量的各组分原材料外，考虑到有机物材料的热分解风险及 倾向，更为重要的是：1、 更为合理的热稳定及光稳定助剂的复配，以最大程度地抑制 聚丙烯材料的自由基热氧化分解2、 改性共混过程当中更为严格的工艺温度的控制，以防止聚丙 烯基体、各种有机稳定剂的热分解。

3、 注塑成型过程当中更为严格的工艺温度、成型工艺条件的控 制，以防止聚丙烯基体、各种有机稳定剂的热分解当然，上述几个方面必须控制在怎样一个合理范围，这需要结 合上述VOC定性、定量分析的工作一起进行六、 结论控制改性聚丙烯材料VOC工作的重要性不言而喻，改性聚丙烯 材料VOC成分的分析对实际加工成型具有很好的指导意义，但目前 国内这一工作尚未系统整合起来，因此，有必要整合各方面的资源对 此做一系统、深入的工作。