VOC,Volatile Organic Compounds,是指易挥发性有机物,在如车内、室内等密闭环境中,吸入一定量的VOC容易引起人的头晕、恶心、呕吐等不良反应,其中一些物质还会诱发癌症。所以VOC量在汽车材料、建筑材料等领域中一直是一个重要的性能指标。VOC是指一类物质,是除一氧化碳、二氧化碳、碳酸、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。在汽车、建筑材料中常见的VOC有:甲苯、甲醛、乙醛、苯乙烯、丙烯醛等。少人熟知的还有一些酮类、胺类物质。
在汽车轻量化的进程中,车身部件不断被塑料材料取代,专家估测,2020年汽车中塑料的用量达到500kg/辆,占整车用料的1/3以上。汽车中的门板、座椅、仪表盘、密封圈、皮带等都是由高分子有机物制造,包括:发泡塑料、普通塑料、人造皮革、橡胶、弹性体、涂料等。这些有机物中常常含有VOC。以汽车中用量比较高的聚氨酯PU塑料举例:PU硬段原料为异氰酸酯,是易挥发的,对眼、肺黏膜有刺激性的物质。在PU的聚合过程中,异氰酸酯单体未能全部反应,剩余的单体将在使用过程中持续释放出来,给使用者带来长久的健康风险。PU软段原料为聚醚多元醇、聚酯多元醇等,在合成的过程中会产生一些VOC副产物。汽车用塑料往往有许多性能要求,单纯的PU已无法满足所有的性能指标,所以在加工过程中,常常会添加许多助剂,如:增塑剂、抗老化剂、发泡剂、脱模剂等。这些助剂在汽车使用过程中,被高温、光照等因素激发,很容易从PU中挥发出来,产生有有刺激性的气味。PU容易热氧老化,PU在老化时,链端会产生一些酮、醛类物质,产生相应的异味,同时对人的健康有不良影响。
VOC问题最令人头疼的地方就在于,VOC是在使用过程中不断缓慢释放的,意味着在使用者在使用过程中有很长一段时间都要受到异味的困扰和承担健康的风险。现在市面上有一些专门为新房新车除甲醛的团队出现,经过他们的除甲醛操作后,空间内甲醛的含量确实有所减少,但实际上,这种减少只是因为空间内的甲醛在这短暂的时间内被吸收了一些。而经过一段时间后,空间内的甲醛水平又会重新提升,因为甲醛又从材料中释放出来了。要解决VOC问题,最好还是从材料制作的源头开始做起。使用催化剂可以让聚合物单体反应得更完全,减少残余的单体,减少副反应的发生,从而减少VOC。选用环境友好型或低VOC的原料和助剂,如使用改性MDI代替TDI作为PU硬段的材料,使用水性脱模剂。这些手段能有效减少VOC含量。往材料中加入VOC吸附剂,如无机吸附剂、水母粒等,可以吸附材料中的VOC。还可以往材料加除醛剂、催化剂,使材料中的VOC转化成其他无害物质。在加工过程中,使用特殊制作的挤出机、注塑机可以从塑料熔体中抽取VOC。其实,不只是汽车和建筑行业中存在VOC问题,工业、炼油、餐饮、印刷等行业均会产生大量的VOC,而民众对于VOC一词还知之甚少。对VOC进行防治,还需从推动立法,增强民众环保意识,使用科学创新的清洁技术等方面一同入手。减少VOC污染,受益的终将是人类自身。原创编辑:新材料研习社
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