2024年5月30日发(作者：巩冰蝶)
综述
63
合 成 树 脂 及 塑 料 ， 2022，
39（5）：
CHINA
SYNTHETIC
RESIN
AND
PLASTICS
DOI：10.19825/.1002-1396.2022.05.14
车用聚丙烯气味组成、来源及控制措施研究进展
许浩洋
（中国石化催化剂有限公司北京奥达分公司，北京 101111）
摘 要： 介绍了车用聚丙烯的气味组成，主要是小分子类的烷烃、醛、醇、酮、酯类等物质，其气味来源与聚
丙烯粉料、助剂以及加工过程有关。为满足汽车内饰件对气味等级的需求，需要从聚丙烯的生产控制、助剂体系优
化、改进加工过程、使用气味吸附剂等方面进行技术改进，最终降低车用聚丙烯的气味。
关键词： 聚丙烯 气味 控制措施 助剂
中图分类号： TQ 325.1
+
4 文献标志码： A 文章编号： 1002-1396（2022）05-0063-05
Research progress on odor composition，source and control measures
of automotive polypropylene materials
Xu Haoyang
（Beijing Aoda Branch，Catalyst Company，SINOPEC，Beijing 101111，China）
Abstract： The odor of automotive polypropylene materials is introduced which include alkanes，aldehydes，
alcohols，ketones，esters and other odor substances with small molecules，and come from polypropylene
powders，auxiliaries and processing processes. Technical improvements are applied to meet the demand for odor
grade for automotive interior parts to reduce the odor of automotive polypropylene from multiple aspects such as
production control，additive system optimization，process improvement and the use of odor adsorbents.
Keywords： polypropylene； odor； control measure； auxiliary
聚丙烯（PP）具有密度小、耐腐蚀、易加工等
优点，广泛用于日用品、汽车、家电、新能源、医药
卫生、国防军工等领域
［1］
。近年来，随着新能源汽
车的普及以及燃油汽车轻量化进度的加快，“以
塑代钢”减轻汽车的自重不仅成为提高新能源
汽车行驶里程和燃油经济性的重要手段，而且还
可以降低汽车内饰的制造成本；与此同时，PP复
合材料的良好加工性、耐刮擦、光泽度等特性，不
仅可以改善汽车内饰的质感、触感，而且可以提
升消费者的舒适感和美感
［2-4］
。然而，受PP粉料、
助剂、加工方式等多种因素影响，PP复合材料气
味会对车内空气产生污染，给驾驶员及乘客健康
带来不利影响。通过对车内气味的溯源分析，发
现这些气味主要来自车厢内部仪表台、立柱、侧
门板、中央扶手等塑料制件散发的挥发性有机物
（VOCs）。2011年，国家环境保护部和国家质量监
督检验检疫总局联合发布了《乘用车内空气质
量评价指南》（GB/T 27630—2011），对乘用车内
部分苯系物和醛类物质（共计8种）的浓度提出了
明确的限值，高熔体流动速率、高模量、高冲击强
度、低气味、低VOCs含量PP逐渐成为共聚PP的重
要来源
［5-6］
。本文综述了PP气味的来源、组成，以
及PP生产、改性、加工等全过程的气味控制。
1 车用PP气味组成
1.1 气味定义及测试标准
气味指的是汽车内饰件在车厢密闭环境中
收稿日期： 2022-03-27；修回日期： 2022-06-26。
作者简介： 许浩洋，男，1974年生，高级工程师，1998年毕
业于浙江大学化工设备与机械专业，现主要从事炼油化工
催化剂研发工作。E-mail：**********************。
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. 64 .
合 成 树 脂 及 塑 料 2022 年第 39 卷
散发出的且能被人的感官识别到味道物质的总
称
［7］
。气味在一定程度上可以评价汽车内饰材
料的VOCs含量。一般来说，人体感官对于低沸点
的醛、酮、酯、醇、烯烃、短支链烷烃类有机物的
阈值较低，微小的含量就能被识别。由于汽车驾
驶室为密闭空间，夏季高温天气会加速内饰件中
VOCs的散发，这些VOCs对人体的呼吸系统和皮
肤等有一定的刺激作用，长时间接触、累积会危
害肝脏和造血系统，因此，车内环境质量的优劣也
成为人们选购汽车的一个重要考虑因素，汽车生
产企业也据此制定了汽车内饰材料的气味等级测
试标准，见表1。
表1 主要汽车生产企业的气味等级测试标准
Tab.1 Odor rating test standards of major automobile manufacturers
厂 商
大众汽车公司
美国福特汽车公司
美国通用汽车公司
长安马自达汽车有限公司
标 准
PV 3900—2000
B0131-03—2000
GMW 3205—2017
Mazda MES CF055A—2002
主要内容
6级评价，气味性能越好，等级越低
6级评价，气味性能越好，等级越低
10级评价，气味性能越好，等级越高
5级评价，气味性能越好，等级越高
注： 大众汽车公司指上海大众汽车有限公司。
大众汽车公司的PV 3900—2000（见表2）为
常用标准，一般要求可接受的内饰材料的气味等
级不高于3级。由于气味等级测试依靠测试人员的
个体感官，存在个体差异，测试结果也不客观，因
此，为方便量化检测而引入汽车内饰材料VOCs的
检测。
表2 大众汽车公司PV 3900—2000评价等级
Tab.2 Evaluation grade of Volkswagen PV 3900—2000 standard
气味等
级/级
1
2
3
不能感受到
评 价
气味等
级/级
4
5
6
评 价
有妨碍
置了质谱（MS）和氢火焰检测器（FID）双检测器
进行同步检测，利用MS数据匹配美国国家标准与
技术研究院谱图库进行各组分定性，利用FID数据
进行各组分积分定量，并对色谱柱极性、顶空温
度、顶空时间、试样用量等条件进行了优化，最终
建立了适用于车用PP中VOCs的可同步定性定量
的顶空-气相色谱-质谱/FID检测方法。该方法结
合标准液辅助可实现VOCs中组分的精确识别，测
定结果显示，PP中VOCs组成达二十余种，主要为
短支链烷烃、醇、醛等，见表3。
崔伟等
［15］
利用顶空固相微萃取-气相色谱-
质谱联用方法测定了某注塑专用均聚PP的VOCs
组成，固相微萃取的优势在于对微量、痕量物质
有很强的富集能力，能极大提高检测方法的灵敏
度。在挥发性气体中检测到28种组分，主要包括
烷烃类、醛类、酮类、酸类、酯类、醇醚类及烯烃
类化合物，其中，丙酮和2,4-二甲基庚烷含量较高
（质量分数大于10%），两者的形成机理与PP粉料
经过高温挤出存在热氧化过程有关。
1.3 PP气味与VOCs的关系
通常认为，车用PP总挥发性有机物（TVOCs）
含量与气味存在正关联，即TVOCs越高，气味等级
越高，但是有时会存在气味等级较高，而TVOCs
含量并不高的情况。冯杨等
［16］
选择了两种具有焦
糊味的PP复合材料粒料及其板材为研究对象，按
PV 3900—2000进行了气味测试，采用气相色谱-
嗅闻-质谱和醛酮分析对TVOCs的组成进行了测
试，结果显示，板材与所用粒料的VOCs组成基本
一致，但板材对应的烷烃类组分浓度低于粒料，醛
酮类组分浓度则高于粒料，说明PP的挤出造粒、
可感受到，无妨碍
可明显感受到，但没有太大妨碍
受较大妨碍
难以忍受
1.2 PP中VOCs组成及含量检测
根据世界卫生组织对VOCs的定义，凡是沸点
在50~260 ℃、饱和蒸气压大于133.32 Pa、常温条件
下以蒸汽形式存在的有机化合物都属于VOCs
［8］
。
低沸点的醛、酮、酯、醇、烯烃、短支链烷烃类等
有机物都属于VOCs，常用的测试方法有采样袋
法、检测舱法和顶空法等
［9-12］
。
气相色谱-质谱联用技术（GC-MS）是测定
VOCs各组分含量的有效检测手段
［13］
。测定车用
PP的VOCs组成和含量，关键是试样前处理技术，
通过前处理技术实现PP中VOCs的游离、脱出、富
集，进而实现各组分的检测。常用的前处理手段
有静态顶空进样法、固相微萃取进样法、热脱附
进样法等。康鹏
［14］
利用静态顶空进样法对PP中
VOCs含量和组成进行了测定，通过顶空瓶升温使
PP中的VOCs游离、脱出，顶空瓶顶部气体自动进
样，进行GC-MS分析，通过微板流路控制技术配
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第 5 期
许浩洋. 车用聚丙烯气味组成、来源及控制措施研究进展
表3 某牌号PP中VOCs组成
Tab.3 Composition of VOCs in a brand of PP
. 65 .
序 号相对分子质量
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
44
86
86
86
128
128
170
170
212
212
254
254
分子式
C
3
H
8
C
6
H
14
C
6
H
14
C
6
H
14
C
9
H
20
C
9
H
20
C
12
H
26
C
12
H
26
C
15
H
32
C
15
H
32
C
18
H
38
C
18
H
38
分子结构式序 号
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
相对分子质量
58
72
114
42
56
56
84
126
58
74
46
44
分子式
C
4
H
10
C
5
H
12
C
8
H
18
C
3
H
6
C
4
H
8
C
4
H
8
C
6
H
12
C
9
H
18
C
3
H
6
O
C
4
H
9
OH
C
2
H
5
OH
C
2
H
4
O
分子结构式
O
OH
OH
O
CH
注塑成型等加工过程对VOCs组成有影响，其原因
可能是高温、强剪切条件下某些烷烃组分挥发、
发生热氧化作用而产生了醛酮；所有试样的焦糊
味皆源于某些烷烃类组分，而气味等级则是烷烃
类和醛酮类共同产生叠加作用的结果。此研究也
表明，气味与TVOCs整体上应该存在正相关，高气
味等级一般意味着高TVOCs含量，但高TVOCs含
量有时并不总是高气味等级，气味更多地依赖于
TVOCs中某些味型独特的组分。PP中VOCs组分对
应的味型见表4
［17］
。
表4 PP中VOCs组成与味型对应关系
Tab.4 Corresponding relationship between VOCs composition and flavor type of PP
序 号
1
2
3
4
5
6
7
8
10
11
12
13
9
物质名称
2,4-二甲基庚烷
2-甲基辛烷
4-甲基辛烷
2-甲基癸烷
3,6-二甲基癸烷
3,7-二甲基癸烷
3,8-二甲基癸烷
2,6-二甲基壬烷
氧丙基戊酮
异丁醛
乙基环己酮
5,9-二甲基-2-癸酮
味型
农药味、溶剂味
酸涩味、焦糊味
焦糊味
焦糊味
焦糊味
焦糊味
香甜味
芳香族气味
刺激气味
特异臭味
焦糊味
塑料味、轻微土味
序 号
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
物质名称
C
11
烷烃类
C
12
烷烃类
C
14
烷烃类
C
16
烷烃类
4-甲基十一烷
1-碘十二烷
十二烷
味型
塑料味、臭味
塑料味、臭味
焦糊味、橡胶味
橡胶味、臭味
塑料味、臭味
蘑菇味、臭味
苦橡胶味
橡胶味
刺激气味
刺激气味
特异香味
果味
4-甲基十二烷
2-羟基己烯
2,4-二甲基戊烷
4-甲基-2-庚酮
乙酸戊酯
6-甲基-7-辛烯酮
薄荷味、泥土味
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. 66 .
合 成 树 脂 及 塑 料 2022 年第 39 卷
2 车用PP的气味来源
2.1 粉料生产环节
为降低车用PP的气味，需要从源头入手。首
先保证PP粉料低气味，之后通过后续加工过程的
控制来实现材料整体的低气味。在PP粉料生产环
节由于原料杂质、催化剂残留、低聚物、齐聚物、
添加剂等原因会产生气味。赵东波等
［18］
表5 常用相对分子质量调节剂主要分解产物
Tab.5 Main decomposition products in commonly used
relative molecular mass regulators
相对分子质量调节剂
过氧化二异丙苯
二叔丁基过氧化物
双（过氧化异丙基）苯
叔丁基过氧化苯甲酸酯
二叔戊基过氧化物
分解产物
苯乙酮，2-苯基异丙醇
丙酮，叔丁醇，异丙醇
丙酮，叔丁醇，二羟基二异丙苯
叔丁醇，苯甲酸，丙酮，苯
丙酮，叔戊醇
对利用
Spheripol-Ⅱ工艺生产的PP SP179的气味问题进
行了研究，认为丙烯、乙烯聚合单体中的硫、醇等
会造成原料的气味夹带，需要进一步加强原料的
精制；在聚合过程中，由于使用的是钛系齐格勒-
纳塔催化剂，催化剂本身活性偏低或原料中含有
毒物会造成活性偏低，催化剂残留量大，PP灰分
含量高，也会造成PP气味偏大，同时残留的金属
元素对后续加工过程中PP降解存在诱导效应，因
此，需要做好丙烯等聚合原料的精制，避免催化
剂活性损失，同时考虑使用高活性催化剂配合聚
合工艺控制来提高催化剂活性，降低催化剂对PP
气味的影响；在聚合过程中不可避免地会生成部
分齐聚物和低聚物，这部分组成也会造成PP的气
味，在生产过程中要控制好三乙基铝、给电子体
的加入量，缩短均聚反应时间，抑制齐聚物和低聚
物的生成。PP粉料所产生的气味难以通过后续的
纯化、加工等手段除去，因此在PP粉料生产阶段
就要做好气味的控制。
2.2 粉料造粒环节
PP生产按聚合物终端断链方式可分为氢调
法和降解法。氢调法是指利用氢气作为链终止剂
来控制PP的相对分子质量；降解法是在挤出造粒
时，通过添加有机过氧化物来实现对PP分子的断
链降解，由于有机过氧化物的残留，降解过程会缓
慢持续进行
［19］
。余鹏等
［20］
对比了采用氢调法和
降解法制备低VOCs含量车用PP复合材料的特点，
氢调法显著降低了PP复合材料的VOCs释放，改善
了材料的气味。目前，车用PP复合材料采用氢调
法生产的比例还不大，主要是氢调法受催化剂、
工艺控制技术的限制，存在一定难度。为了满足
PP的某些加工性能，在粉料挤出造粒时，要使用
抗氧剂、光稳定剂、润滑剂等助剂，这些助剂不可
避免地会带来气味，从表5可以看出：常用相对分
子质量调节剂的主要分解产物以醇、酮、酸等为
主，均为气味较大或刺激性物质。
2.3 运输、储存、加工等环节
PP粒料在运输、储存、加工过程中会受光、高
2,5-二甲基-2,5-二（叔丁基）己烷丙酮，叔丁醇
温、剪切、挤出等影响发生降解，大量研究表明，PP
的叔氢原子易受氧的进攻，使PP链断裂，生成醛、
13
酮、酯等气味较大的小分子物质。Bernstein等
［21］
用
C标记了PP重复单元中3种不同碳原子的位置，
通过高温氧化，利用MS检测了生成的VOCs，提
出了PP氧化分解生成醛、酮、酯等物质的反应历
程。叔氢原子受活性氧的进攻，发生断链，叔碳
原子生成酮基，断链的伯碳原子与氧结合生成
醛基，酮基受反应产生的羟基自由基进攻发生重
排，生成酯基。
3 车用PP气味控制措施
3.1 PP生产过程控制
在PP生产过程中，要加强对聚合原料的精
制，避免从源头带入杂质；做好聚合工艺参数调
整，缩短共聚时间；使催化剂活性充分释放，降低
催化剂残留，保持PP的低灰分含量；稳定聚合回收
系统运行，保证单体脱除干净，降低PP粉料气味。
3.2 选择合适的助剂体系
随着可控流变技术的发展，使用过氧化物降
解技术制备高熔体流动速率PP越来越容易，但过
氧化物的选择要考虑其对聚合物气味的影响，要
结合加工过程工艺参数选择降解温度合适的过氧
化物，同时过氧化物的降解产物要无异味，且不与
其他助剂发生化学反应。对于其他助剂（如成核
剂、抗氧化剂等）要考虑熔融温度条件下的热稳
定性，一般加工温度避开助剂的分解温度。
3.3 采用脱挥技术
对PP挥发分的脱除过程称为脱挥，脱挥过程
可以有效降低PP的VOCs含量和气味。可采用闪蒸、
薄膜蒸发、流下液柱等方式，以及排气式挤出机，最
终要考虑聚合体系的黏度来确定。
3.4 使用气味改性助剂
气味改性助剂大致分为两类。一类是能明确
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第 5 期
许浩洋. 车用聚丙烯气味组成、来源及控制措施研究进展. 67 .
气味来源，有针对性地根据气味产生机理采用相
应的中止反应、螯合消除、降解消除等方法消除
有气味物质；另一类是采用吸附原理，加入比表面
积较大的多孔物质吸附对气味贡献较大的小分子物
质，降低气味。多孔硅胶、分子筛、活性炭、硅藻土
等都是常用的吸附剂，这种物理吸附剂受其孔径限
制，对小分子气味物质的吸附选择性不强，一般需
要与自由基捕捉剂类的化学吸附剂复配使用。
4 结语
车用PP的气味来源与PP粉料、助剂以及加工
过程有关，主要来源于小分子类的烷烃、醛、醇、
酮、酯类等的气味，不同组成的气味物质混合叠
加出不同的感官效果。为改善车内空气质量，有
必要从PP的生产控制、助剂体系优化、加工过程
改进、气味吸附剂的使用等方面综合考虑，通过
技术协同，最终降低车用PP的气味。
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20.
88-91.
南京金陵塑胶化工有限公司开发出聚丙烯催化剂生产装置
南京金陵塑胶化工有限公司开发出一种具有
搅拌功能的聚丙烯催化剂生产装置。该生产装置
安装有搅拌杆和扇形齿轮，通过搅拌杆的搅拌，扇
形齿轮使生产桶在转动的同时进行移动，使内部
的物料混合均匀，避免出现反应不完全的现象，提
高了催化剂性能。此外，该装置安装有活塞和绳
索，通过绳索的缠绕拉动活塞上下移动，进而使水
箱内部的清洗液能够进入到生产桶内部，冲洗生
产桶内壁的残留物，催化剂全部放完可立刻进行
清洗，避免催化剂粘连在水箱内壁，避免人工清
洗，减少了物耗损失。
（燕丰供稿）
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车用聚丙烯气味组成、来源及控制措施研究进展
许浩洋
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摘 要： 介绍了车用聚丙烯的气味组成，主要是小分子类的烷烃、醛、醇、酮、酯类等物质，其气味来源与聚
丙烯粉料、助剂以及加工过程有关。为满足汽车内饰件对气味等级的需求，需要从聚丙烯的生产控制、助剂体系优
化、改进加工过程、使用气味吸附剂等方面进行技术改进，最终降低车用聚丙烯的气味。
关键词： 聚丙烯 气味 控制措施 助剂
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Research progress on odor composition，source and control measures
of automotive polypropylene materials
Xu Haoyang
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Abstract： The odor of automotive polypropylene materials is introduced which include alkanes，aldehydes，
alcohols，ketones，esters and other odor substances with small molecules，and come from polypropylene
powders，auxiliaries and processing processes. Technical improvements are applied to meet the demand for odor
grade for automotive interior parts to reduce the odor of automotive polypropylene from multiple aspects such as
production control，additive system optimization，process improvement and the use of odor adsorbents.
Keywords： polypropylene； odor； control measure； auxiliary
聚丙烯（PP）具有密度小、耐腐蚀、易加工等
优点，广泛用于日用品、汽车、家电、新能源、医药
卫生、国防军工等领域
［1］
。近年来，随着新能源汽
车的普及以及燃油汽车轻量化进度的加快，“以
塑代钢”减轻汽车的自重不仅成为提高新能源
汽车行驶里程和燃油经济性的重要手段，而且还
可以降低汽车内饰的制造成本；与此同时，PP复
合材料的良好加工性、耐刮擦、光泽度等特性，不
仅可以改善汽车内饰的质感、触感，而且可以提
升消费者的舒适感和美感
［2-4］
。然而，受PP粉料、
助剂、加工方式等多种因素影响，PP复合材料气
味会对车内空气产生污染，给驾驶员及乘客健康
带来不利影响。通过对车内气味的溯源分析，发
现这些气味主要来自车厢内部仪表台、立柱、侧
门板、中央扶手等塑料制件散发的挥发性有机物
（VOCs）。2011年，国家环境保护部和国家质量监
督检验检疫总局联合发布了《乘用车内空气质
量评价指南》（GB/T 27630—2011），对乘用车内
部分苯系物和醛类物质（共计8种）的浓度提出了
明确的限值，高熔体流动速率、高模量、高冲击强
度、低气味、低VOCs含量PP逐渐成为共聚PP的重
要来源
［5-6］
。本文综述了PP气味的来源、组成，以
及PP生产、改性、加工等全过程的气味控制。
1 车用PP气味组成
1.1 气味定义及测试标准
气味指的是汽车内饰件在车厢密闭环境中
收稿日期： 2022-03-27；修回日期： 2022-06-26。
作者简介： 许浩洋，男，1974年生，高级工程师，1998年毕
业于浙江大学化工设备与机械专业，现主要从事炼油化工
催化剂研发工作。E-mail：**********************。
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. 64 .
合 成 树 脂 及 塑 料 2022 年第 39 卷
散发出的且能被人的感官识别到味道物质的总
称
［7］
。气味在一定程度上可以评价汽车内饰材
料的VOCs含量。一般来说，人体感官对于低沸点
的醛、酮、酯、醇、烯烃、短支链烷烃类有机物的
阈值较低，微小的含量就能被识别。由于汽车驾
驶室为密闭空间，夏季高温天气会加速内饰件中
VOCs的散发，这些VOCs对人体的呼吸系统和皮
肤等有一定的刺激作用，长时间接触、累积会危
害肝脏和造血系统，因此，车内环境质量的优劣也
成为人们选购汽车的一个重要考虑因素，汽车生
产企业也据此制定了汽车内饰材料的气味等级测
试标准，见表1。
表1 主要汽车生产企业的气味等级测试标准
Tab.1 Odor rating test standards of major automobile manufacturers
厂 商
大众汽车公司
美国福特汽车公司
美国通用汽车公司
长安马自达汽车有限公司
标 准
PV 3900—2000
B0131-03—2000
GMW 3205—2017
Mazda MES CF055A—2002
主要内容
6级评价，气味性能越好，等级越低
6级评价，气味性能越好，等级越低
10级评价，气味性能越好，等级越高
5级评价，气味性能越好，等级越高
注： 大众汽车公司指上海大众汽车有限公司。
大众汽车公司的PV 3900—2000（见表2）为
常用标准，一般要求可接受的内饰材料的气味等
级不高于3级。由于气味等级测试依靠测试人员的
个体感官，存在个体差异，测试结果也不客观，因
此，为方便量化检测而引入汽车内饰材料VOCs的
检测。
表2 大众汽车公司PV 3900—2000评价等级
Tab.2 Evaluation grade of Volkswagen PV 3900—2000 standard
气味等
级/级
1
2
3
不能感受到
评 价
气味等
级/级
4
5
6
评 价
有妨碍
置了质谱（MS）和氢火焰检测器（FID）双检测器
进行同步检测，利用MS数据匹配美国国家标准与
技术研究院谱图库进行各组分定性，利用FID数据
进行各组分积分定量，并对色谱柱极性、顶空温
度、顶空时间、试样用量等条件进行了优化，最终
建立了适用于车用PP中VOCs的可同步定性定量
的顶空-气相色谱-质谱/FID检测方法。该方法结
合标准液辅助可实现VOCs中组分的精确识别，测
定结果显示，PP中VOCs组成达二十余种，主要为
短支链烷烃、醇、醛等，见表3。
崔伟等
［15］
利用顶空固相微萃取-气相色谱-
质谱联用方法测定了某注塑专用均聚PP的VOCs
组成，固相微萃取的优势在于对微量、痕量物质
有很强的富集能力，能极大提高检测方法的灵敏
度。在挥发性气体中检测到28种组分，主要包括
烷烃类、醛类、酮类、酸类、酯类、醇醚类及烯烃
类化合物，其中，丙酮和2,4-二甲基庚烷含量较高
（质量分数大于10%），两者的形成机理与PP粉料
经过高温挤出存在热氧化过程有关。
1.3 PP气味与VOCs的关系
通常认为，车用PP总挥发性有机物（TVOCs）
含量与气味存在正关联，即TVOCs越高，气味等级
越高，但是有时会存在气味等级较高，而TVOCs
含量并不高的情况。冯杨等
［16］
选择了两种具有焦
糊味的PP复合材料粒料及其板材为研究对象，按
PV 3900—2000进行了气味测试，采用气相色谱-
嗅闻-质谱和醛酮分析对TVOCs的组成进行了测
试，结果显示，板材与所用粒料的VOCs组成基本
一致，但板材对应的烷烃类组分浓度低于粒料，醛
酮类组分浓度则高于粒料，说明PP的挤出造粒、
可感受到，无妨碍
可明显感受到，但没有太大妨碍
受较大妨碍
难以忍受
1.2 PP中VOCs组成及含量检测
根据世界卫生组织对VOCs的定义，凡是沸点
在50~260 ℃、饱和蒸气压大于133.32 Pa、常温条件
下以蒸汽形式存在的有机化合物都属于VOCs
［8］
。
低沸点的醛、酮、酯、醇、烯烃、短支链烷烃类等
有机物都属于VOCs，常用的测试方法有采样袋
法、检测舱法和顶空法等
［9-12］
。
气相色谱-质谱联用技术（GC-MS）是测定
VOCs各组分含量的有效检测手段
［13］
。测定车用
PP的VOCs组成和含量，关键是试样前处理技术，
通过前处理技术实现PP中VOCs的游离、脱出、富
集，进而实现各组分的检测。常用的前处理手段
有静态顶空进样法、固相微萃取进样法、热脱附
进样法等。康鹏
［14］
利用静态顶空进样法对PP中
VOCs含量和组成进行了测定，通过顶空瓶升温使
PP中的VOCs游离、脱出，顶空瓶顶部气体自动进
样，进行GC-MS分析，通过微板流路控制技术配
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第 5 期
许浩洋. 车用聚丙烯气味组成、来源及控制措施研究进展
表3 某牌号PP中VOCs组成
Tab.3 Composition of VOCs in a brand of PP
. 65 .
序 号相对分子质量
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
44
86
86
86
128
128
170
170
212
212
254
254
分子式
C
3
H
8
C
6
H
14
C
6
H
14
C
6
H
14
C
9
H
20
C
9
H
20
C
12
H
26
C
12
H
26
C
15
H
32
C
15
H
32
C
18
H
38
C
18
H
38
分子结构式序 号
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
相对分子质量
58
72
114
42
56
56
84
126
58
74
46
44
分子式
C
4
H
10
C
5
H
12
C
8
H
18
C
3
H
6
C
4
H
8
C
4
H
8
C
6
H
12
C
9
H
18
C
3
H
6
O
C
4
H
9
OH
C
2
H
5
OH
C
2
H
4
O
分子结构式
O
OH
OH
O
CH
注塑成型等加工过程对VOCs组成有影响，其原因
可能是高温、强剪切条件下某些烷烃组分挥发、
发生热氧化作用而产生了醛酮；所有试样的焦糊
味皆源于某些烷烃类组分，而气味等级则是烷烃
类和醛酮类共同产生叠加作用的结果。此研究也
表明，气味与TVOCs整体上应该存在正相关，高气
味等级一般意味着高TVOCs含量，但高TVOCs含
量有时并不总是高气味等级，气味更多地依赖于
TVOCs中某些味型独特的组分。PP中VOCs组分对
应的味型见表4
［17］
。
表4 PP中VOCs组成与味型对应关系
Tab.4 Corresponding relationship between VOCs composition and flavor type of PP
序 号
1
2
3
4
5
6
7
8
10
11
12
13
9
物质名称
2,4-二甲基庚烷
2-甲基辛烷
4-甲基辛烷
2-甲基癸烷
3,6-二甲基癸烷
3,7-二甲基癸烷
3,8-二甲基癸烷
2,6-二甲基壬烷
氧丙基戊酮
异丁醛
乙基环己酮
5,9-二甲基-2-癸酮
味型
农药味、溶剂味
酸涩味、焦糊味
焦糊味
焦糊味
焦糊味
焦糊味
香甜味
芳香族气味
刺激气味
特异臭味
焦糊味
塑料味、轻微土味
序 号
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
物质名称
C
11
烷烃类
C
12
烷烃类
C
14
烷烃类
C
16
烷烃类
4-甲基十一烷
1-碘十二烷
十二烷
味型
塑料味、臭味
塑料味、臭味
焦糊味、橡胶味
橡胶味、臭味
塑料味、臭味
蘑菇味、臭味
苦橡胶味
橡胶味
刺激气味
刺激气味
特异香味
果味
4-甲基十二烷
2-羟基己烯
2,4-二甲基戊烷
4-甲基-2-庚酮
乙酸戊酯
6-甲基-7-辛烯酮
薄荷味、泥土味
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. 66 .
合 成 树 脂 及 塑 料 2022 年第 39 卷
2 车用PP的气味来源
2.1 粉料生产环节
为降低车用PP的气味，需要从源头入手。首
先保证PP粉料低气味，之后通过后续加工过程的
控制来实现材料整体的低气味。在PP粉料生产环
节由于原料杂质、催化剂残留、低聚物、齐聚物、
添加剂等原因会产生气味。赵东波等
［18］
表5 常用相对分子质量调节剂主要分解产物
Tab.5 Main decomposition products in commonly used
relative molecular mass regulators
相对分子质量调节剂
过氧化二异丙苯
二叔丁基过氧化物
双（过氧化异丙基）苯
叔丁基过氧化苯甲酸酯
二叔戊基过氧化物
分解产物
苯乙酮，2-苯基异丙醇
丙酮，叔丁醇，异丙醇
丙酮，叔丁醇，二羟基二异丙苯
叔丁醇，苯甲酸，丙酮，苯
丙酮，叔戊醇
对利用
Spheripol-Ⅱ工艺生产的PP SP179的气味问题进
行了研究，认为丙烯、乙烯聚合单体中的硫、醇等
会造成原料的气味夹带，需要进一步加强原料的
精制；在聚合过程中，由于使用的是钛系齐格勒-
纳塔催化剂，催化剂本身活性偏低或原料中含有
毒物会造成活性偏低，催化剂残留量大，PP灰分
含量高，也会造成PP气味偏大，同时残留的金属
元素对后续加工过程中PP降解存在诱导效应，因
此，需要做好丙烯等聚合原料的精制，避免催化
剂活性损失，同时考虑使用高活性催化剂配合聚
合工艺控制来提高催化剂活性，降低催化剂对PP
气味的影响；在聚合过程中不可避免地会生成部
分齐聚物和低聚物，这部分组成也会造成PP的气
味，在生产过程中要控制好三乙基铝、给电子体
的加入量，缩短均聚反应时间，抑制齐聚物和低聚
物的生成。PP粉料所产生的气味难以通过后续的
纯化、加工等手段除去，因此在PP粉料生产阶段
就要做好气味的控制。
2.2 粉料造粒环节
PP生产按聚合物终端断链方式可分为氢调
法和降解法。氢调法是指利用氢气作为链终止剂
来控制PP的相对分子质量；降解法是在挤出造粒
时，通过添加有机过氧化物来实现对PP分子的断
链降解，由于有机过氧化物的残留，降解过程会缓
慢持续进行
［19］
。余鹏等
［20］
对比了采用氢调法和
降解法制备低VOCs含量车用PP复合材料的特点，
氢调法显著降低了PP复合材料的VOCs释放，改善
了材料的气味。目前，车用PP复合材料采用氢调
法生产的比例还不大，主要是氢调法受催化剂、
工艺控制技术的限制，存在一定难度。为了满足
PP的某些加工性能，在粉料挤出造粒时，要使用
抗氧剂、光稳定剂、润滑剂等助剂，这些助剂不可
避免地会带来气味，从表5可以看出：常用相对分
子质量调节剂的主要分解产物以醇、酮、酸等为
主，均为气味较大或刺激性物质。
2.3 运输、储存、加工等环节
PP粒料在运输、储存、加工过程中会受光、高
2,5-二甲基-2,5-二（叔丁基）己烷丙酮，叔丁醇
温、剪切、挤出等影响发生降解，大量研究表明，PP
的叔氢原子易受氧的进攻，使PP链断裂，生成醛、
13
酮、酯等气味较大的小分子物质。Bernstein等
［21］
用
C标记了PP重复单元中3种不同碳原子的位置，
通过高温氧化，利用MS检测了生成的VOCs，提
出了PP氧化分解生成醛、酮、酯等物质的反应历
程。叔氢原子受活性氧的进攻，发生断链，叔碳
原子生成酮基，断链的伯碳原子与氧结合生成
醛基，酮基受反应产生的羟基自由基进攻发生重
排，生成酯基。
3 车用PP气味控制措施
3.1 PP生产过程控制
在PP生产过程中，要加强对聚合原料的精
制，避免从源头带入杂质；做好聚合工艺参数调
整，缩短共聚时间；使催化剂活性充分释放，降低
催化剂残留，保持PP的低灰分含量；稳定聚合回收
系统运行，保证单体脱除干净，降低PP粉料气味。
3.2 选择合适的助剂体系
随着可控流变技术的发展，使用过氧化物降
解技术制备高熔体流动速率PP越来越容易，但过
氧化物的选择要考虑其对聚合物气味的影响，要
结合加工过程工艺参数选择降解温度合适的过氧
化物，同时过氧化物的降解产物要无异味，且不与
其他助剂发生化学反应。对于其他助剂（如成核
剂、抗氧化剂等）要考虑熔融温度条件下的热稳
定性，一般加工温度避开助剂的分解温度。
3.3 采用脱挥技术
对PP挥发分的脱除过程称为脱挥，脱挥过程
可以有效降低PP的VOCs含量和气味。可采用闪蒸、
薄膜蒸发、流下液柱等方式，以及排气式挤出机，最
终要考虑聚合体系的黏度来确定。
3.4 使用气味改性助剂
气味改性助剂大致分为两类。一类是能明确
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许浩洋. 车用聚丙烯气味组成、来源及控制措施研究进展. 67 .
气味来源，有针对性地根据气味产生机理采用相
应的中止反应、螯合消除、降解消除等方法消除
有气味物质；另一类是采用吸附原理，加入比表面
积较大的多孔物质吸附对气味贡献较大的小分子物
质，降低气味。多孔硅胶、分子筛、活性炭、硅藻土
等都是常用的吸附剂，这种物理吸附剂受其孔径限
制，对小分子气味物质的吸附选择性不强，一般需
要与自由基捕捉剂类的化学吸附剂复配使用。
4 结语
车用PP的气味来源与PP粉料、助剂以及加工
过程有关，主要来源于小分子类的烷烃、醛、醇、
酮、酯类等的气味，不同组成的气味物质混合叠
加出不同的感官效果。为改善车内空气质量，有
必要从PP的生产控制、助剂体系优化、加工过程
改进、气味吸附剂的使用等方面综合考虑，通过
技术协同，最终降低车用PP的气味。
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20.
88-91.
南京金陵塑胶化工有限公司开发出聚丙烯催化剂生产装置
南京金陵塑胶化工有限公司开发出一种具有
搅拌功能的聚丙烯催化剂生产装置。该生产装置
安装有搅拌杆和扇形齿轮，通过搅拌杆的搅拌，扇
形齿轮使生产桶在转动的同时进行移动，使内部
的物料混合均匀，避免出现反应不完全的现象，提
高了催化剂性能。此外，该装置安装有活塞和绳
索，通过绳索的缠绕拉动活塞上下移动，进而使水
箱内部的清洗液能够进入到生产桶内部，冲洗生
产桶内壁的残留物，催化剂全部放完可立刻进行
清洗，避免催化剂粘连在水箱内壁，避免人工清
洗，减少了物耗损失。
（燕丰供稿）
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