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環(huán)保PVC材料
PVC中文名稱(chēng)是聚氯乙烯 是由氯乙烯聚合而得。如果是電石法生產(chǎn)的PVC,用汞做觸媒,所以不環(huán)保。一般,PVC成品都要加人一定的對人體有害的添加劑。
環(huán)保PVC材料以新歐標的要求來(lái)說(shuō),跟一般的PVC不同之處在于不能含有八大重金屬和鄰笨二甲酸。兩者加工工藝上沒(méi)有什么區別,主要是增塑劑跟添加劑的不同,主要原料樹(shù)脂粉還是一樣的。
自20世紀70年代早期開(kāi)始,PVC就已成為環(huán)境保護論者、安全倡導者和調解者關(guān)注和攻擊的目標,主要內容有:
(1)氯乙烯可疑的致癌性;
(2)PVC燃燒或廢棄的灰燼中可能形成二噁英;
(3)一些PVC添加劑的潛在毒性;
(4)與安全和環(huán)境風(fēng)險有關(guān)的各種其他指責。
盡管存在這曠日持久的爭論,世界范圍PVC需求仍在不斷增長(cháng)。工業(yè)上則通過(guò)在單體加工廠(chǎng)、聚合廠(chǎng)、樹(shù)脂生產(chǎn)廠(chǎng)和一般環(huán)境中大幅度地降低氯乙烯的擴散來(lái)應對這些主張。此外,如果不能淘汰,也必須通過(guò)改變配方來(lái)降低對那些有潛在危害的添加劑的依賴(lài),如某些重金屬熱穩定劑。更進(jìn)一步地,啟動(dòng)了廢物管理計劃以應對一些由PVC行動(dòng)主義分子以危害環(huán)境名義提出的清除PVC的主張。
然而,很明顯全球PVC銷(xiāo)量已受到安全問(wèn)題和顧慮的不利影響。這一問(wèn)題在歐洲最為明顯,那里的反PVC運動(dòng)成功推動(dòng)了一些抑制性立法。對于因此而導致的全球PVC在傳統應用中損失的任何估計都是很不確定的。
受沖擊最大的特殊市場(chǎng)包括:
(1)醫療器械;
(2)玩具和青少年保健產(chǎn)品;
(3)包裝產(chǎn)品;
(4)汽車(chē)內飾件。
PVC在管材和其他長(cháng)生命周期建筑產(chǎn)品中的應用受這種顧慮的影響很小。
2001年A.Tukker經(jīng)過(guò)長(cháng)期而全面的調查研究,采用各種“從搖籃到墳墓”的LCA(生命周期評估)方法對瑞典的PVC生命鏈進(jìn)行評估,斷定:PVC生命鏈對瑞典的臭氧層消失、環(huán)境酸化和富營(yíng)養化作用是僅有些作用,而對于地球變暖、煙霧化和土埋體積的影響的份額僅為0.15%,所以,PVC生命鏈對環(huán)境的影響只是一般性的。PVC生命鏈對環(huán)境的影響主要是二氯乙烯/氯乙烯的生產(chǎn)(放出二氯乙烷、氯乙烯單體、揮發(fā)性有機物和二氧化碳)和土埋(土埋量)。
當PVC生命鏈執行了改進(jìn)計劃以后,則生產(chǎn)氯(汞)、二氯乙烷(二噁英),制造PVC制品,以及在使用和廢物焚燒時(shí)產(chǎn)生的毒物(鉛、汞和二噁英)大幅度減少,在瑞典總的排放量中占有量?jì)H等于或小于0.15%。因為PVC幾乎不放出大量其他毒物,肯定有利于改善對瑞典總體上的毒性和環(huán)保問(wèn)題。
布魯塞爾的塑料廢品管理研究所已經(jīng)從事一項獨立的開(kāi)發(fā)模型和規范的歐洲數據庫,完成了對包裝和窗框的生態(tài)平衡的研究,斷定聚氯乙烯對環(huán)境保護是有利的。采取可能的替代品來(lái)取代PVC在生態(tài)平衡上沒(méi)有什么優(yōu)點(diǎn)。
目前,純PVC現已被公認為無(wú)毒材料,即使被人體攝入,也并不被消化。PVC毒性主要來(lái)自其殘存的氯乙烯單體和所添加的有毒助劑成分。
在1979年歐洲經(jīng)濟共同體規定用于食品包裝的PVC殘存氯乙烯單體含量上限為1.0×10-6,而與制品相接觸的食物中氯乙烯含量的上限為1.0×10-9。從所監視的1974到1985年間PVC制品所包裝食物中氯乙烯含量表明:由于PVC技術(shù)的改進(jìn),連續氣提技術(shù)的廣泛使用,歐洲的PVC制造商和加工商已經(jīng)沒(méi)有困難達到這一規定。但是并不知道上限1.0×10-9對于消費者究竟會(huì )產(chǎn)生什么影響。
美國,1958年以前已經(jīng)廣泛采用PVC作為食品包裝材料,所以FDA承認它是GRAS(普遍認為是安全的)級材料。20世紀60年代到70年代,由于發(fā)現氯乙烯單體造成從業(yè)者特定人群出現AOL(肢端骨質(zhì)溶解,accoosteolysis)和ASL(angiosarcoma,肝癌一種)病變,而引起人們的關(guān)注及深入研究。由于擔心致癌物——殘留氯乙烯會(huì )進(jìn)入到包裝的食品中,BATF(酒、煙和輕武器管理局)禁止使用硬質(zhì)PVC瓶子裝酒。因此,1975年FDA提出建議(40FR40259)撤銷(xiāo)硬質(zhì)PVC的GRAS材料地位,禁止它用于食品包裝,但并不禁止軟質(zhì)PVC包裝材料接觸食品。PVC樹(shù)脂制造技術(shù)和塑料工業(yè)迅速反應,在很短時(shí)間內把PVC中殘存氯乙烯濃度降到很低,消除了消費者的顧慮,但是FDA一直到1986年才撤銷(xiāo)了1975年建議,又重新肯定了PVC食品包裝的安全性,只是要符合FDA對殘余氯乙烯限度的要求(51FR4173)。按照對Delancy條例的解釋?zhuān)?span style=";padding: 0px;box-sizing: border-box;user-select: initial !important">FDA并不認為在硬PVC包裝中極端少量的殘存氯乙烯單體會(huì )對人類(lèi)和環(huán)境產(chǎn)生影響。
絕大多數接觸食品的PVC包裝材料都是軟質(zhì)的,多為薄膜,也有PVC涂層。這類(lèi)包裝的安全性不再被FDA認為有問(wèn)題。但必須保證所采用的增塑劑是安全的。
按照Ficken理論,小分子從塑料基體或通過(guò)塑料基體的擴散作用是按局部溶脹聚合物的松弛步驟進(jìn)行,在管材和食品包裝材料器壁上建立濃度梯度,為溶質(zhì)運動(dòng)提供了動(dòng)力。平衡時(shí)遷移速率是時(shí)間的平方、溫度和殘存濃度的函數,主要的限制因素是原始濃度。從理論和實(shí)際考慮設置了濃度的低限,低于此,沒(méi)有明顯的遷移作用,試驗已經(jīng)肯定理論的預測。即當在硬質(zhì)PVC中氯乙烯濃度低于1.0×10-6或更小時(shí),在水中濃度將低于實(shí)際測試限度1或2×10-9;在非水模擬食品溶劑中低于可測定限度約1.0×10-9。只有在存儲時(shí)的夸大情況下,才可能看到小于1.0×10-6的遷移作用。
將所生產(chǎn)的PVC樹(shù)脂放在密閉容器內長(cháng)期儲存后,在自由空間中的氯乙烯濃度會(huì )超出OSHA所提出的指標,即0.5×10-6。如果工人進(jìn)入用于儲存或運輸的料倉和槽車(chē),應當予以通風(fēng)或者帶上呼吸面罩。而袋裝產(chǎn)品的倉庫或運輸車(chē)輛稍好些,通常有足夠自然通風(fēng)就可以防止超標準暴露。但是,存在大量袋裝材料的密閉場(chǎng)所也有超標可能。
在配混過(guò)程中,尤其是在加熱和塑化階段會(huì )釋放某些氯乙烯,通過(guò)這一步驟將失去1/3~2/3殘存的氯乙烯。如果存在增塑劑或者在配混時(shí)多次在高溫下操作,會(huì )失去更多氯乙烯;如果只是一部操作,就生成硬粒,失去的氯乙烯就少了。
在飲用水管件中,生產(chǎn)工廠(chǎng)自行提出制品標準,其中氯乙烯含量不大于10×10-6。實(shí)際上,通常樹(shù)脂就低于10×10-6,所以在配混以后并不需要再進(jìn)行測試是否超標。而管材用和通用樹(shù)脂在交貨時(shí)常遠低于5×10-6,僅存的少量殘存氯乙烯在配混過(guò)程中釋放出去。需要足夠的通風(fēng)用以控制粉塵和加熱所釋放的增塑劑和穩定劑氣味。當采用一臺擠出機以1t/h速率加工含有2.0×10-6氯乙烯的樹(shù)脂時(shí),釋放的氯乙烯大約1g/h,通風(fēng)速率約6m3/h就足夠了。