新疆天業集團有限公司 張守軍
聚氯乙烯(PVC)是世界上最早工業化的樹脂品種之一,是產量較高的一類通用塑料,目前產量僅次于聚乙烯(PE),居第二位。聚氯乙烯樹脂可以通過特定的配料和各種加工過程而制成一系列從硬到軟、性能各異的聚氯乙烯塑料制品。聚氯乙烯制品由于具有良好的物理、力學、化學、電氣性能,具有極為廣泛的用途。
工業級和食品級PVC
pvc樹脂分為兩類——工業級和食品級PVC樹脂(SG5)。多數PVC樹脂生產廠家采用的是工業級PVC樹脂,氯乙烯單體(VCM)含量大于5×10-6,屬于超標有毒PVC樹脂;而食品級PVC樹脂的氯乙烯單體(VCM)含量小于5×10-6,屬于無毒、安全可靠PVC樹脂。
工業級PVC主要用在下水管、異型材建筑行業、化工工業用管、汽車行業及家電行業等。
PVC下水管主要是大口徑PVC纏繞管、節水用地埋管、以及家用的PVC回水管,發達國家在塑料管的各種應用中,埋地排水管領域是最大的市場。據統計,40~50%的塑料管是應用于埋地排水管領域的。
PVC建筑行業主要用在異型材門窗、房屋室內裝修(木塑復合地板、PVC墻紙等),及改性PVC水管等。
PVC化工行業主要用在化工原料的輸送和所有上下循環水中,尤其在循環水道中應用更多,以發泡管為多見,材質輕,而且可以回收重復使用,基于以上原因,PVC管件這幾年特別興起。
中國塑料管業和建筑用型材發展已經成為熱點。由于這幾年國家經濟的快速發展,建筑業和城鎮建設的不斷加快,PVC樹脂生產的產品也在大力發展,其中最突出的是對于市政建筑用型材和給水用聚氯乙烯非壓力管道系統的大量投資建設。
據不完全統計,聚氯乙烯型材年生產能力超過120萬噸,埋地排水管的生產能力已超過150萬噸,而且目前還有新項目在建設或在籌備。在國際上應用量最大的是聚氯乙烯PVC管材和建筑用型材。
節水灌溉用塑料管有兩大類,一類是向田間輸送水的樹脂管;一類是把水灌溉到作物的灌溉用樹脂管,品種有PE、PVC-U、PP等實壁管和各種滴灌管、滲灌管和噴灌管等。農業用塑料管也是個需求量很大的市場。中國是個水資源嚴重短缺的國家,發展“節水農業”是唯一的出路。中央政府和各地區現在都十分重視要推廣節水灌溉的技術和器具,并采取各種優惠政策加以扶植。
車用塑料的品種與所占比例大體為:聚氯乙烯(PVC)12.2%,用作車內飾、座墊套、車門內襯、車蓋襯里表皮、儀表板蒙皮、地墊、薄膜、密封條、葉子板飾條、前后車門飾條、擋泥板、電機包皮、備胎罩蓋、貨箱襯里、玻璃窗升降器、踏板罩、擋水板以及硬質汽車地板等。由于其分解產物有毒,不利于環境保護,PVC在汽車上的應用比例呈逐年下降趨勢。
自上世紀80年代起,塑料和家電作為新興輕工行業在中國得到迅猛發展。隨著家電產業的蓬勃發展,塑料也越來越多地應用于家電產品中,目前,在家電中應用的塑料主要是五大基礎樹脂(PP、PE、PS、abs、PVC等),PU泡沫塑料和各種工程塑料(如PA、POM、PTFE、PET、PC等)及其改性制品。
隨著高速公路和高速鐵路的興起,在道路兩旁所使用的護欄全部是用PVC復合材料拼裝起來,主體顏色是白色,并帶有綠色,提醒過往行人引起注意,可以防止行人翻越,也能阻止各種大型動物的穿越,為高速公路的安全行車起到很好的防護作用,不但美觀漂亮,而且也降低了用鐵絲做護欄的成本,有效地降低了交通安全事故的發生。
食品級PVC產品及應用
(1)食品級PVC應用要求較高,選擇食品級PVC樹脂,即氯乙烯單體(VCM)含量小于5×10-6。
(2)配方中無重金屬,如,鉛、錫、汞等,即選擇無毒助劑。
滿足上述兩個條件,屬于安全的PVC產品,就可以在食品領域放心正常使用。
食品級PVC主要應用在保鮮膜、醫療血袋、PVC玻璃紙、改性PVC上水管等。
在食品包裝用保鮮薄膜生產方面,現在都杜絕了含有壬基苯酚原材料的使用。保鮮膜適用范圍和溫度很重要,目前市場上銷售的保鮮膜可分為聚乙烯(PE)膜、聚氯乙烯(PVC)膜和聚偏二氯乙烯(PVDC)膜三大類。其中,聚偏二氯乙烯(PVDC)保鮮膜,安全性、穩定性、可降解性都非常好,但由于生產成本較高,目前它的銷售和應用不是很廣泛,主要用于一些價格較高的熟食、火腿等的包裝。超市的食物半成品用的PVC保鮮膜符合國家相關規定的,可用于包裝生鮮蔬菜。但PVC保鮮膜不得用于食品加熱和包裝油脂類食物,這種保鮮膜因為內部可能含有一些苯環類的增塑劑,在加熱或接觸油脂類食物的時候,它會滲透到食物當中,給人體造成危害。
按照新國標,可用于包裝食品的保鮮膜將標示“食品用”字樣。對聚氯乙烯(PVC)等僅適合用于包裝生鮮食品的保鮮膜將標示出“不能接觸帶油脂食品”、“不得微波爐加熱”、“不得高溫使用”等警示性語言。可以通過微波爐加熱使用的保鮮膜,除了標明“可微波爐使用”外,還必須注明加熱方式及最高耐熱溫度。
新標準的實施,將有助于消費者更直觀地了解保鮮膜的功能和使用。保鮮膜新國標與原標準相比,增加了對原料的技術要求,規范了各種保鮮膜的適用范圍,并且要求在顯著位置注明保鮮膜的使用須知。
聚氯乙烯(PVC)類材料在醫療設備中有著廣泛的應用,主要原因在于聚氯乙烯類材料本身具有良好的物理性質。具體而言,這些物理性質包括:PVC材料制造的方便性、以及這類材料與靜脈(intravenous,IV)注射液和血液之間良好的相容性。
在醫療護理方面(例如:靜脈注射血液袋、靜脈注射管、人工腎結締組織導管、鼓泡型氧合器、以及灌腸劑引流袋和導尿引流袋)通常所使用的PVC類產品中都含有鄰苯二甲酸二己酯(DEHP)增塑劑。自從在1950年將DEHP增塑劑投放到醫藥應用領域中以后,DEHP就成為了其他多種醫療設備中所主要使用的增塑劑。使用DEHP增塑劑的醫療設備包括:心導管、氣管插管、以及某些植入型心臟瓣膜及設備。
近來,關于DEHP向PVC表面浸出并且會進入人體的風險,已引起了人們越來越多的爭論。盡管這些化學物質對人體的傷害還不明確,但不同國家政府已經開始在一定用途限制這些材料的使用。
然而,PVC在各種各樣的醫療產品中有著悠久的使用歷史,PVC在醫療產品中的各種應用經過了世界范圍內包括FDA在內的無數政府機構和獨立健康機構嚴格的監管審查。尚沒有發現PVC類材料具有可確認的副作用。
另外,可替代材料有效取代DEHP或含DEHP的PVC的程度還需要在當今使用的廣泛的范圍內進行測試。這些可替代材料還必須進行毒物學和具體特定的使用領域可接受的安全標準的評估,并且要具有與原來使用材料相當的安全程度。病人的安全性、功能的有效性、成本的經濟性以及規章的遵從性將對未來醫療設備材料的選擇及其優先性產生指導性作用。
聚氯乙烯特級玻璃紙(是近年發展起來的一種可替代賽璐玢玻璃紙和雙向拉伸聚丙烯膜的新型包裝材料,雖然我國已引進了約二十條生產線,但能將其產品用于香煙、磁帶等低溫熱封包裝的廠家,為數還不多。煙草行業和酒行業應用的產品外包裝都是以PVC玻璃紙進行保鮮包裝,每年全球消費的煙酒以數億計算,所以使用的PVC玻璃紙也不在少數,據統計,每年全球PVC玻璃紙用量在150萬噸左右。
改性PVC上水管主要用在城鎮化建設和家用自來水改造,具有廣闊市場前景,因此在PVC的無毒和改性方面專家們提出了一致的意見,減少重金屬助劑的使用,降低致癌物的存在,要求氯乙烯單體(VCM)含量不大于5×10-6,即可放心安全使用。
環保PVC產品
PVC受到環保批評的原因主要有兩個方面:(1)PVC是含氯產品,廢料的處理會產生二惡英對大氣污染;(2)PVC制品配方中所示用的一些原輔材料為有毒有害物質,在加工和使用過程中會對人類造成危害。
環保PVC制品配方設計可以有效地解決原輔材料的毒性問題,使PVC制品更加安全。
PVC配方是最復雜,成份最多的一類塑料配方,PVC配方中除PVC樹脂外,一般會使用很多助劑。對制品環保性可能產生較大影響的原輔料品種主要有PVC樹脂、穩定劑、增塑劑、阻燃劑、填充劑和著色劑等。因此,在環保PVC制品配方設計時,除PVC樹脂外,應特別注意助劑品種選擇。
環保PVC制品配方設計要把環保和實用有機結合,在符合環保要求和保證制品性能的前提下,盡可能地降低成本,適應工業化生產,并在實際生產中靈活運用各種配方形式,不能簡單照搬,應根據助劑的實際情況進行調整。
綜上所述,PVC產品只要滿足食品級PVC樹脂的氯乙烯單體(VCM)含量小于5×10-6,就屬于無毒、安全可靠PVC樹脂,并且其所添加的添加劑為無毒的助劑,如無鉛、無汞等重金屬元素,所生產的產品就是無毒、環保、安全可使用的產品。