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+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;
粉通常为无机粉。
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,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 . O . 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: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℃
磷酸酯类抗氧剂:〉260℃
受阻胺类光稳定剂:〉260℃
此外,材料中的无机填料及无机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。
酚怎么读六、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。
“从加到乘”评析
静安区教育学院特级教师曹培英
万航渡路小学副校长张敏
万航渡路小学罗杰
张:“从加到乘”这节课,罗杰老师上得比较轻松,感觉效果蛮好的。我们发现罗老师的教学设计很有特,把教材用活了。你能不能介绍一下,这节课的教学设计思路和教学活动安排的意图。
罗:“从加到乘”是数学新教材第三册第二单元中“乘法的引入”的第二课时。这节课的主要教学目标是在上节课初步接触了几个几,会写连加算式的基础上,让学生懂得同数连加用乘法简便,会把同数连加的算式改写成乘法算式。知道乘法算式怎么写、怎么读,以及乘法算式中各部分的名称。
这节课的教学设计,
首先是进一步加工教材内容。
新课程理念强调不要一味地“教教材”,而是“用教材”。“乘法的引入”这部分教材是由游乐园、几个几和从加到乘三部分组成的。我将游乐园作为一个贯穿全课的情境,利用这个情境展开从加到乘的教学。为此,我适当处理并拓展了教材内容。在引入环节,借助课件让学生观察游乐园里划船的项目,数几
个3来引出同数连加。教材中是6个3,但现在的学生计算水平还是比较容易算出答案的。于是,我一边引导学生数数有几个3,一边把6个3拓展到了10个3来进一步感知几个几。这样,当学生要一口气报出10个3连加的算式时,当他们看到长长的板书时,明显地感到同数连加太繁了,造成一种强烈的冲突,他们迫切地想去到用何种方法使同数连加的算式简便,为乘法的引入打好了基础。
其次是采用了自学的方法。
这节课中有关乘法的认识、读法、写法和各部分的名称,都是需要学生理解并掌握的。我是用了看书自学的方式,让课本来告诉学生。虽然,他们只有二年级,但是通过新教材一年多的学习,完全有能力独立看书理解。通过课堂实际反馈,学生也的确具备了基本的自学能力。
还有就是让学生尝试把同数连加改写成乘法。
学生看书自学后,他们是否真正理解了呢?这时,关键是让学生交流,通过表达把这些知识内化。反馈后再通过进一步应用,引导学生把引入部分几个几的同数连加算式,改写成乘法算式。这个过程既是一种展现数学思维的互动的过程,也是一种数学文化的渗透过程。这个过程始终紧扣课题,帮助学生更好地理解了加号和乘号、加法和乘法的关系。
张:从实际教学效果看,你的设计思路和安排意图,得到了较好的体现。请你再介绍一下这节课的练习设计是怎样考虑的。特别是谈谈你在用好、用足教材