聚丙烯颗粒料挥发份脱除方法的研究
聚乙烯或聚丙烯挥发份的测定
聚乙烯或聚丙烯挥发份的测定1、范围
本方法适用于聚乙烯或聚丙烯颗粒和粉末的挥发份的测定
2、原理
聚乙烯或聚丙烯颗粒和粉末均有少量挥发成分，本法是将样品在105℃±2℃的恒温烘箱中干燥1h，然后测定样品的挥发损失的量3、仪器
烘箱：温度可控制在105℃±2℃，
化学天平，
干燥器。
4、分析步骤
1）将洗净的烧杯放在105℃±2℃的恒温烘箱中干燥1h，然后在干燥器中冷却1h。
2）称重称量瓶，精确到0.1mg,然后取约10g样品放入称量瓶中,称出装有样品的称量瓶的质量,记为A,精确到0.1mg。
3）在105℃±2℃的恒温烘箱中干燥1h.
4）从烘箱中取称量瓶,在干燥器中冷却1h,称重,记为B,精确到
0.1 mg。
5、计算
样品中挥发分X，数值以%表示，按式（1）计算：
X=100×（A-B）/A
式中：
A——加热前样品质量，单位为克（g）；
B——加热后样品质量，单位为（g）；
计算结果表示到小数后二位。
高效脱除聚丙烯熔喷专用料中VOC的工艺技术
【编者按】新冠肺炎疫情发生以来，国内一大批相关企业积极行动，参与到疫情防控中"天华化工机械及自动化研究设计院有限公司（文中简称“天华院”）履行责任担当，及时复工复产，为生产防护口罩所需聚丙烯专用熔喷料快速脱除VOC研发了新的工艺设备，并迅速推广应用"高效脱除聚丙烯熔喷专用料中VOC的工艺技术高妍1赵泽昊（杜皓蕾1窦岩1（1.天华化工机械及自动化研究设计院有限公司；2.中国科学院上海有机化学研究所）摘要随着新冠肺炎疫情在全球爆发，医疗物资匮乏，特别是生产防护口罩所需的聚丙烯熔喷专用料供不应求，但受产品生产工艺的限制，专用料存在VOC含量高、气味触感明显的问题。
介绍了一种采用以双锥回转汽蒸反应器作为关键设备的脱VOC技术，运行结果表明：经过115!处理2h后的聚丙烯熔喷专用料VOC含量降低至50ppm,总挥发分小于0.15%，黄色指数小于2,气味等级3.5-4.0,产品质量接近甚至优于进口原料，该工艺流程简单、技术可靠且可操作性强&关键词双锥回转汽蒸反应器口罩聚丙烯熔喷布VOC脱VOC汽蒸干燥一体化新冠肺炎中图分类号TQ052.5文献标识码A文章编号0254-6094（2020）03-0291-04医用口罩一般由无纺布、熔喷布、鼻梁条、耳带构成，熔喷布是口罩最核心的材料，聚丙烯熔喷专用料熔体质量流动速率在300~2000g/10min 范围内,适用于熔喷法无纺布成型工艺,是生产聚丙烯熔喷布产品的主要原料。
聚丙烯熔喷专用料受制于在生产过程中存在的催化剂残留、助剂分解及树脂本身降解等多方面的因素，导致熔喷料存在气味较大、VOC含量高等问题。
国内外学者对低VOC聚丙烯做了不同程度的研究，取得了一些进展，如:筛选与使用效果更好的稳定性助剂［1，2］;优化加工工艺,采用高温挤出造粒，在挤出过程中使用抽真空的方式并对造好的粒子进行高温烘烤干燥，能一定程度上脱除聚丙烯中的残留物［3,4］（添加对低分子残留物吸附效果良好的组分，研究发现添加一定量的火山灰、沸石分子筛等无机多孔材料能消除聚丙烯中的VOC,但吸附效果受这类物质的比表面+孔结构、表面结构、孔径大小、孔径分布的影响［52讥这些对聚烯烃产品VOC脱除的研究主要集中在汽车内饰件和涂料两方面。
聚丙烯中挥发性有机物释放行为的研究
分成 ４簇密集 峰 ， 按照保 留时间将 其分 别定 义为
Ａ（－ ５ ｒｎ ， （６ ３ ｉ）Ｃ ３ ～ ５ｍ ｎ， ４ － ０ １ ｉ Ｂ １ － ０ ｒ ｎ ， （１４ ｉ Ｄ（ ａ ） ａ ） ６
６ ｎ ４簇 峰 。利 用 安 捷 伦 Ｇ — Ｓ化 学 工 作 站 ５ｍｉ ） ＣＭ 检 索 ＮＳ ＩＴ谱 图 库 ，发 现 Ｐ Ｐ树 脂 的 Ｖ Ｃ种 类 多 Ｏ
Ｖ Ｃ． 中 绝 大部 分 是 长 碳 链 的烷 烃 ； 热 温 度 对 Ｐ Ｏ 其 加 Ｐ中 Ｖ Ｃ的 释 放 有 显 著影 响 ； 不 同 温 度 下 ， 同牌 号 Ｐ Ｏ 在 不 Ｐ的 总 挥 发性 有 机 物（Ｖ Ｃ 的释 放 量不 同 ；Ｖ Ｃ释 放量 随加 热 时 间 的增 加 而缓 慢 增 加 ， 至 趋 于 稳 定 。 Ｗ Ｏ ） Ｔ Ｏ 直 关键 词 ： 聚 丙 烯 挥 发性有 机 物 释放 行 为 气 相 色 谱 一 质谱 联 用 加 热温 度 加热 时 间
２ 结 果 与讨 论
２１ 不 同 牌 号 Ｐ ． Ｐ释 放 的 Ｖ ｏＣ 种 类 生产工艺不 同 ， 导致 Ｐ 可 Ｐ中 Ｖ Ｃ种 类 、 量 Ｏ 含
研究 ］ 对于 Ｐ －， ６但 Ｐ中 Ｖ Ｃ的释 放行 为及影 响 因 Ｏ 素 的研究却鲜有报道 。 本工作 采用 自动吹扫捕 集一
不 同。对 Ｐ Ｐ进行气相 色谱 分析发现 ， 色谱峰基本
摘 要 ： 采用 自动 吹 扫 捕 集一 相 色 谱 一 谱 联 用 法 研 究 了聚 丙 烯 （Ｐ 中挥 发 性 有 机 物 （ｏ ） 气 质 Ｐ） ｖ ｃ 的种 类 、 含量 以
及 加 热 温度 、加 热 时 间 对 Ｖ Ｃ释 放 行 为 的 影 响 。结 果 表 明 ：不 同牌 号 的 Ｐ Ｏ Ｐ在一 定温 度 下 可 释 放 出 多 达 ５ ０余 种
211262225_聚丙烯产品中的VOCS_测定
第52卷第5期 辽 宁 化 工 Vol.52，No. 5 2023年5月 Liaoning Chemical Industry May，2023收稿日期： 2022-10-13 聚丙烯产品中的VOCs测定李刚，顾松明，梁亚辉（扬子石油化工有限公司质量检验和管理中心, 江苏 南京 210048）摘要：采用气相色谱法（顶空进样方法）分析聚丙烯颗粒中的挥发性有机物（VOCs）。
分析过程中观察了平衡温度及时间对实验的影响，方法的校正曲线线性相关系数为0.999 9，方法的重现性为2.7%，方法的回收率为91.8%，显示了方法具有较好的重复性和较好的准确度，方法适合聚丙烯颗粒的挥发性有机物（VOCs）检测。
关 键 词：顶空进样；气相色谱；挥发性有机物；塑料异味中图分类号：TQ320.77+2文献标志码：A文章编号：1004-0935（2023）05-0777-04聚丙烯树脂因其具有价格低廉，密度较轻，力学性能优良，易于加工成型等优点已广泛应用于汽车、日用、家居装饰和纺织等行业。
但聚丙烯树脂分子在光、氧、热诱导下容易老化和降解，生成烷烃和醛酮等有毒有害挥发性有机物(VOCs)，鉴于此易老化和降解缺陷，在加工过程中会根据制品使用要求掺入一定含量的抗氧剂和耐侯剂，确保制品的长周期使用，而此类物质中几乎都包含有大量杂质原子和苯环等，受热形成的挥发性有机物可能有甲醛、乙醛、丙烯醛、苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯等，此类物质对人体呼吸、神经和消化等系统具有严重的损害，尤其当应用于汽车内饰、家居装饰和医用等要求较高的领域，因此聚丙烯异味的检测结果是作为该产品能否应用到这些领域的前提。
为了达到脱除异味的目的，国内部分聚丙烯装置增设深度脱除挥发性有机物设施，本文在借鉴相关文献资料和标准的基础上，建立了测试聚丙烯中VOCs方法，为评价聚丙烯产品中VOCs含量提供了定量数据。
1 试验部分1.1仪器与材料气相色谱仪：GC-456，带有分流/不分流进样口和FID检测器，美国布鲁克公司；顶空进样器：SHS-40, 美国布鲁克公司；色谱柱：SCION-WAXMS 30 m×0.25 mm×0.25 μm 英国SCION INSTRUMENTS公司；顶空进样瓶：20 mL SCION INSTRUMENTS；微升注射器：5 μL；分析天平：精确度 0.1 mg；试剂：丙酮、正丁醇（均为分析纯）。
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doi ：10. 3969/j .issn .1005 - 8168.2019.01.009
聚丙烯（PP)是一种通用塑料中发展最快的 材 料 ，以其优异的性能越来越广泛应用于各种领 域 。医学研究证实，聚丙烯产品中残留的挥发份 %挥发性有机物，是 指 ：常 温 饱 和 蒸 汽 压 > 133.32
复 杂 ，依 PP组成的不同其 的 V 0 C 种类和 有较 大 差 异 ，但 总 体 来 说 ，P P 中 的 V 0 C 以
C6 ~ C30的烷烃为主。在 加 热 状 态 下 ，P P 释放出
挥发
，其 中 丙 酮 、苯酚以
烷烃
具有刺激
，对
潜 在 的 影 响 ，甚至
危 害 人 体 健 康 。 因 此 ，食 品 级 P P 材料及乘用车 用 PP材 料 必 须 降 低 其 中 的 V 0 C 含 量 。减小甚
内 空 气 质 量 评 价 指 南 》[2]由 推 荐 级 别 升 级 为 强 制 级 别 ，意 味 着 自 2 0 1 7 年 1 月 1 日起，所有新定型 的销售车辆必须满足此标准'并且国内目前大多
数 汽 车 内 饰 厂 家 执 行 的 欧 系 标 准 ％VDA277 ) ，更 是 要 求 总 碳 挥 发 量 <80 5/ C/g。在这种市场环
粉料
的
其中吸附的烃
尽可
能闪蒸干净;同时
的 过 程 中 加 入 热 氮 气 、空
气或氮气（ &与水蒸气的 混 合 气 ，增 加 ：罐
的
，
的 增强
挥
的效果。熔 体 脱 挥 是 指 在 P P 高温挤出造粒过程
中通过抽真空、高温烘烤的方法对残留的挥发份
进行 。
通过对实验后PP粉料和粒料中残余挥发份 的检测和数据整理发现：
境 下 ，我国绝大多数
聚丙烯生产厂家正在
面 临 残 酷 的 市 场 竞 争 ，若 不 能 找 到 切 实 有 效 的 方
法 脱 除 聚 丙 烯 产 品 中 的 挥 发 份 ，并 达 到 国 家 的 强
制 要 求 ，部 分 产 品 不 达 标 的 企 业 将 面 临 很 大 困
。
1 V O C 的来源 V0 C 全 称 为 挥 发 性 有 机 化 合 物 ，其 来 源 较
1& 对 聚 丙 烯 粉 料 ，各种干燥方法均能取得 一定的脱挥效果，但其各自的脱挥效果差距较小。
2 &针 对聚丙烯粒料，用屋脊式干燥器处理后 的粒料脱挥效果显著，VOC含 量仅为20 5///。远 远强于其他脱挥 ，也 远 低 于 欧 标 要 求 。各种 脱挥实验的脱挥效果对比见图2 。
图 1 共聚聚丙烯中挥发份的主要化学组成 及相对质量分数
多 ，P P 材 料 中 的 V 0 C 主 要 来 源 于 P P 材料的生产
和加工过程。聚合单元生产的聚丙烯粉料为多
孔 结 构 ，在 生 产 过 程 中 ，不 可 避 免 会 有 残 留 的 一
些 单 体 、低 聚 '依 据 聚 合 工 艺 不 同 有 ：添加的己
烷 、 、庚烷 剂 ；合 程中必
的催
化 剂 以 及 有 些 给 电 子 体 、赋 予 P P 某些特性的助
剂 、控制分子量所用的过氧化物。
子化
合物残留在聚丙烯粉料的多
中并随之进
入下游工序和产品。其 次 ，在 加 工 过 程 中 ，P P 材
料和其中添加的某些助剂 热熔融过程中所
发 生 的 一 定 程 度 的 ，必 然 会 产 生 一 部 分 V0 C 。有 研 究 发 现 [3-5]:P P 材 料 中 V0 C 的来源
食 品 行 业 的 P P 材 料 :无气味触感；而国内大部分 食品接触类产品客户的要求是： 的气味评级 < 3 . 0 。另 外 ，国 内 日 益 火 爆 的 汽 车 市 场 对 车 用
材 料 的 要 求 也 越 来 越 高 ，随 着 环 保 部 科 技 司 将 2 0 1 4 年 下 发 的 修 订 GB/T 26730—2011《乘用车
作 。联 系 电 话 ：0931 - 7319707; E - m ail: guxintt @ 126. com
* 32 *
石油化工设计
2019年 第 1 期 （第 3 6 卷)
2 降 低 V O C 的方法
目前，P P 脱 挥 的 主 要 方 法 是 聚 合 后 期 粉 料 的
闪蒸脱挥和熔 挥 。闪蒸脱挥 聚合后的ห้องสมุดไป่ตู้P
至 消 除 P P 材 料 中 V 0 C 对 人 体 健 康 的 影 响 。共
聚聚丙烯中挥发份的主要化
对：
分数见图1 。
收 稿 日 期 ！2018 - 0 4 - 1 1 。
作 者 简 介 :顾 欣 ，男 ，2 0 0 9 年 毕 业 于 北 京 化 工 大 学 制 药
工 程 专 业 ，工 程 师 ，主 要 从 事 化 工 工 程 设 计 方 面 的 工
上述脱挥方法作用于P P 粉 料 （粒 料 & 的生产 环节的中端。经过闪蒸脱挥和熔体脱挥处理后可
& * +用
石油化工设计
Petrochemical Design
2 0 1 9 ,36(1) 31 - 3 5
聚丙烯颗粒料挥发份脱除方法的研究
顾 政 ，黄 帅 ，周 涛
( 天 华 化 工 机 械 及 自 动 化 研 究 设 计 院 有 限 公 司 ，甘 肃 兰 州 7 3 0 0 6 0 )
摘 要 ：分 析 了 目 前 聚 丙 晞 行 业 进 行 产 品 深 度 脱 挥 主 流 的 脱 挥 方 法 及 缺 陷 。通 过 大 量 筛 选 性 实 验 ，找 到 了 一 种 适 用 于 聚 丙 4 颗 粒 料 中 挥 发 份 深 度 脱 除 的 方 法 ，并 确 定 了 其 操 作 参 数 ，研 究 了 该 方 法 对 物 料 性 能 的 影 响 。在 此 基 础 上 提 出 了 工 业 化 的 工 艺 流 程 及 设 备 设 计 方 案 。
Pa;常 压 下 沸 点 50 ~ 60 °C )可能对人体的健康产
生长期不良影响，对于胎 儿 的 影 响 更 甚 。在新形 势 下 ，国家对于食品安全及环境健康的要求日益 严 格 。新 修 订 的 国 家 标 准 GB 4806. 1—2016《食
品接触材 料 及 制 品 通 用 安 全 要 求 》m ，要求用于