抗冲击性能差，易老化和高成型收缩率等缺点限制了聚丙烯（PP）树脂在汽车行业的应用。通过改性技术可以有效改善其不足，提升材料的使用性能及应用范围。由于优异的综合性能，改性PP材料目前已经广泛应用于汽车内饰、外饰件及结构件。随着消费者环保意识的提升，车用PP材料VOCs排放的监测及调控越来越受到关注，也成为PP工业发展亟待解决的问题。

车用PP材料
    VOCs排放引关注
    
　　通常PP材料在聚合、加工、储运和使用过程中由于降解、催化剂、单体、溶剂、助剂残留和分解等因素不可避免产生挥发性有机物（VOCs）。在汽车空间相对封闭的情况下，车用PP材料VOCs持续排放且随着时间的延长车内VOCs不断累积，尤其是夏季高温环境下VOCs排放剧增，消费者往往能闻到车内气味较大甚至刺鼻的气味，这些排放物往往有毒有害，对人体危害较大，刺鼻气味会导致乘用舒适性体验降低。
  　 1.车内空气质量法规趋严
  　 随着环保意识的增强和消费升级，人们对汽车内空气质量要求越来越高。同时，汽车环保要求的法律法规的出台，如2004年中国车内空气质量项目启动；2007年环保部《车内挥发性有机物和醛酮类物质采样测定方法》；2012年GB/T 27630-2011《乘用车内空气质量评价指南》；环保部2016年1月22日发布GB 27630-201X《乘用车内空气质量评价指南》征求意见稿，该标准将替代GB/T 27630-2011《乘用车内空气质量评价指南》。可见，随着国家相关法律法规的出台和消费者需求门槛提高双重压力下，现有PP材料的VOCs排放问题已成为亟待解决的问题。
  　 2.VOCs评价是调控关键前提
  　 PP材料中VOCs评价是调控PP材料中VOCs调控技术的关键前提之一。目前PP材料排放的VOCs基本在ppm级别，常规的称重方法不能有效评价。目前有效检测VOCs的评价手段主要是气相色谱-质谱技术和液相色谱-质谱技术。针对PP材料选择有效的样品前处理，高效地从固体材料中有效收集或富集排放的VOCs是有效检测VOCs的前提。目前常见的方法主要有顶空法、热脱附法、立方仓法和袋子法。世界各大汽车主机厂根据自身情况选择不同的样品前处理方法来进行相关材料的VOCs评价。
  　 尽管前处理方法不同，但目的均是加速PP材料VOCs排放，进而评价排放VOCs的种类或是含量。需要指出的是，目前VOCs评价还不能直接测定PP材料VOCs初始含量，而是以检测到的气相中的VOCs含量间接表示材料中VOCs的含量。
  　 以顶空法为例，市售PP材料VOCs方面的数据良莠不齐，质量较好的PP材料，TVOCs可控制在10ugC/g以下，质量较差的PP材料，TVOCs可高达上千ugC/g。
  　 3.组成及来源千差万别
  　 PP材料排放VOCs的影响因素复杂，涉及聚合工艺、加工改性、运输、储藏及应用各个阶段。因此，PP材料VOCs含量千差万别，其VOCs种类也是差异巨大。目前，公开资料表明，PP材料中VOCs成分可高达百种，涉及烷烃、烯烃、醛、酮、醇、酸、苯、苯酚、硅烷、硅氧烷等挥发性物质，部分质量较差的PP中还可能出现含S的臭味化合物。
  　 烷烃类VOCs主要是低分子量（C₃～C₁₈）的支链烷烃和直链烷烃，主要是来自聚合过程低聚物残留；烯烃类VOCs主要是相对应的低分子量（C₃～C₁₈）的支链烯烃和直链烯烃，主要是来自加工过程中降解产生；醛、酮、酸、醇类等含氧的VOCs多是由于氧化降解导致，其中低分子量的化合物也是导致气味较大的主要原因；其他类VOCs主要是由于助剂等残留或是降解导致。

调控技术需对症下药
    
　　针对VOCs组成和产生来源，对症下药采用不同技术方法调控PP材料中VOCs的排放是主要方法。目前调控VOCs的方法主要包括以下几种：
  　 1．调控PP树脂自身排放
　　PP树脂作为PP材料重要基体材料，首先调控PP树脂自身VOCs排放，是从源头上控制VOCs排放的主要方法之一。针对车用PP材料，往往要求高熔融指数以便于注塑加工。目前市售车用PP树脂主要有过氧化物降解和氢调法两种工艺生产。其中前者采用过氧化物可控流变控制PP熔融指数，由于过氧化物的添加以及降解机理，该类PP树脂往往VOCs含量较高，且含有醛酮醇类化合物，气味较大。
       因此，选择氢调法生产工艺代替可控流变法成为降低PP树脂中VOCs含量的主要方法之一。氢调法通过在聚合过程中添加氢气使PP分子链失去活性来终止分子链增长，从而得到高流动性PP树脂。该方法由于仅在聚合过程添加氢气，因此不存在叔丁醇等小分子有机物。现有氢调法PP树脂解决了醛酮醇类VOCs的问题，但提高熔融指数的同时，也带来了大量烷烃类VOCs。目前，北京化工研究院联合镇海炼化联合攻关开发的低气味低VOCs聚丙烯树脂很好地解决了上述问题。从基体树脂着手力争从源头调控PP材料VOCs是未来的重要发展方向。
  　 2.助剂优化
  　 助剂作为PP材料不可或缺的组分，在改善PP材料原有性能的同时，如选择不当也可导致PP材料VOCs额外增多。助剂优化应从以下几个方面考虑：低浓度下的有效性和高效能；与基材的相容性好，对产品的最终性能影响小；对基材的理化指标无不良影响；热稳定性高、耐热性好；挥发性小，耐溶剂抽提性好，不与其他添加剂和助剂发生不良反应；无毒、无害、无异味、污染性小。
    目前，国内外化工巨头公司也先后推出了低VOCs助剂，在继续改善和增强PP材料性能的同时，不额外引入VOCs。如北京化工研究院发明的VOCs抑制剂专利技术，通过提高助剂分散和使用效率，抑制PP树脂降解，显著降低VOCs。
  　 3.吸附法
  　 受限于工业生产PP树脂助剂添加量的限制，助剂添加量需要控制在千分之几以内。物理吸附法在工业化生产PP树脂应用较少，但在PP材料尤其PP复合材料中应用较广。在PP复合材料中，用吸附法也可对PP中的VOCs进行有效吸附，使基体中残留的VOCs延缓排放或是降低VOCs排放速率。吸附法是指利用吸附剂捕获或吸附PP基体中残留的有机小分子达到控制VOCs含量的要求。吸附法分为化学反应吸附和物理吸附两大类。
  　 化学反应吸附是指加入能与VOCs反应的添加剂以生成相对分子量较大、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VOCs的方法。化学反应吸附涉及的化学反应极其复杂，但吸附过程具有较强针对性，适用于VOCs种类明确且种类较少的情况。
  　 理论上物理吸附可对任何VOCs进行吸附。因此，物理吸附方法适用于VOCs含量较高的PP树脂。随着物理吸附剂的不断发展，现已出现了较多的物理吸附体系，包括活性炭、硅胶、金属氧化物、植物纤维、凹凸棒土等矿物土、分子筛和纳米粉末硅橡胶等。当上述吸附体系以一定形式分布于树脂基体中时，它们均能对树脂产生的气味或挥发性小分子进行吸附。需要指出的是，上述物理吸附剂在实际加工应用中又各有不足，因此需综合考虑比表面积、孔结构、表面结构、吸附曲线、解吸附温度、相容性、孔径大小、孔径分布、亲水性和热稳定性等因素对VOCs含量的影响。       
  　 4.脱挥法
  　 脱挥法主要有熔体脱挥和非熔体脱挥两种方法。
  　 熔体脱挥主要指在PP熔体状态下加速脱除VOCs的方法。在PP加工过程中，挤出机脱挥是熔体脱挥最常用的方法。挤出机脱挥是利用双螺杆挤出机优良的输送、传热、混合和界面更新等特性配合多阶排气装置在合成、混炼、造粒的过程中完成对副产物的脱除，从而促进残留物的脱除。熔体脱挥过程中为了提高脱挥效果，还可通过汽提技术（汽提剂或萃取剂或小分子驱除剂等）辅助完成。汽提剂主要有氮气、二氧化碳、水蒸气、低沸点化合物等，或是以多孔载体吸附汽提剂做成母粒。总之是利用萃取作用在熔体状态加速脱除VOCs。
  　 非熔体脱挥主要指PP在固态下加速脱除VOCs的方法。包括聚合后期粉料的闪蒸脱挥和颗粒料的后处理脱挥。闪蒸脱挥首先要求闪蒸充分、彻底，使PP粉料吸附的烃类物质尽可能闪蒸干净；其次要求采用干燥的氮气和空气，以免带入过多的水分和其他挥发性物质。颗粒料后处理脱挥指PP颗粒料经过螺杆挤出机、切粒机后，输送至VOCs处理系统，经过高温加热处理，使颗粒料吸附的VOCs尽可能脱除干净，处理时间视温度而定，通常温度高，处理时间短；温度低，处理时间长。需要综合考虑时间成本和能耗，同时避免处理过程中氧化降解导致VOCs的再次产生。
  　 PP树脂中VOCs的释放问题已成为PP工业发展亟待解决的关键问题之一。VOCs的形成主要是由聚合残留物、PP及助剂降解等多种因素共同作用的结果。通过PP树脂聚合工艺和助剂优化、吸附法、脱挥等技术是目前有效控制VOCs含量的主要方法。若能从VOCs释放来源入手，通过在各个阶段协同控制PP材料中VOCs含量的方法将成为今后重要的研究方向之一。同时，如何兼顾材料其他性能亦成为必须考虑的主要问题。随着人们生活水平的提高、环保意识的增强以及PP树脂中VOCs含量控制技术的不断完善，安全环保的低VOCs材料已成为未来PP树脂发展的必然趋势。