在汽車、嬰童用品、智能電子等行業(yè)，低VOC TPE材料幾乎成為了必選項(xiàng)。客戶要求越來(lái)越嚴(yán)：氣味要低、總VOC要小、色澤要穩(wěn)、手感還得好。看似簡(jiǎn)單，其實(shí)是產(chǎn)業(yè)鏈上的“多變量方程”。如何在“低VOC”與“高性能”之間找到平衡？這不僅是材料工程問(wèn)題，更是市場(chǎng)生存的邏輯。
一、低VOC，不只是把“氣味降下去”
許多人誤以為，低VOC就是“少加油、少加助劑”。其實(shí)遠(yuǎn)不止如此。VOC（揮發(fā)性有機(jī)化合物）釋放的來(lái)源復(fù)雜：包括增塑劑、潤(rùn)滑劑、殘留單體、抗氧劑等小分子，甚至還有工藝導(dǎo)致的熱裂解副產(chǎn)物。要徹底降低VOC，就必須系統(tǒng)性思考，從分子到工藝，每一環(huán)都可能影響。
在TPE（尤其SEBS類體系）中，常用礦物油型軟化劑揮發(fā)性高，是VOC的主要貢獻(xiàn)源——約占總釋放量的60%~80%。因此，當(dāng)前行業(yè)通用的做法是：
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替換為環(huán)烷油、生物酯油或聚酯型增塑劑，它們的分子量更高、蒸氣壓更低；
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改良聚合物結(jié)構(gòu)，提升高分子鏈端的封裝效率，減少游離相存在；
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通過(guò)真空脫揮或在線烘干去除可揮發(fā)小分子。
但，問(wèn)題又來(lái)了。低VOC的同時(shí)，往往會(huì)帶來(lái)流動(dòng)性下降、手感變干、著色不穩(wěn)等副作用。許多客戶抱怨——“環(huán)保是環(huán)保了，可是材料不好用了”。
這就是本質(zhì)矛盾：低VOC≠高性能。如何在低揮發(fā)與高加工性、高觸感之間取平衡，成為當(dāng)前TPE材料技術(shù)攻關(guān)的關(guān)鍵。
二、策略一：軟化劑、卻不能“軟”
材料的柔韌性來(lái)自軟化劑體系。低VOC時(shí)代，不能簡(jiǎn)單去掉油，而要讓“油更聰明”。
思路一：用結(jié)構(gòu)性增塑替代自由增塑。
傳統(tǒng)TPE中常添加20~30%白油來(lái)調(diào)整硬度。隨著低VOC要求，白油不再是理想選項(xiàng)。通過(guò)增加SEBS中EB段比例（通常>70 wt%），或引入低Tg嵌段共聚，實(shí)現(xiàn)“分子內(nèi)軟段化”，無(wú)需大量外加油劑，也能得到相似手感。
思路二：引入反應(yīng)型增塑劑。
部分聚酯型或環(huán)氧改性增塑劑可與SEBS鏈發(fā)生弱交聯(lián)反應(yīng)，形成物理網(wǎng)點(diǎn)。這類增塑劑的分子量超過(guò)2000，幾乎不參與VOC釋放。
典型效果：在相同硬度（Shore A 65）條件下，材料VOC下降約65%，而壓縮形變僅上升4%，仍保持優(yōu)良回彈性。
思路三：控制分子量分布。
高分子鏈分布越窄，小分子比例越少，自然VOC越低。部分廠家采用逐步分段聚合技術(shù)，將Mw分布控制在1.1~1.3之間，相比傳統(tǒng)1.6體系，VOC降低20~30%。
三、策略二：顏料與表面體系，也藏“氣味陷阱”
在客戶投訴中，“顏色不穩(wěn)”“氣味刺鼻”常常并存。這絕非巧合。顏料分散劑或表面處理體系，往往是隱性VOC來(lái)源。
常見(jiàn)現(xiàn)象：
- 使用脂肪醇或酯類偶聯(lián)劑，VOC值中醇類與酯類峰值異常高；
- 特定有機(jī)顏料中的助分散樹(shù)脂低聚殘留易在高溫釋放；
- 表面防滑層或漆面溶劑殘留成為二次揮發(fā)源。
解決思路：
1. 引入聚酯基或聚醚基高分子分散劑，分子量>1500，可顯著減少溶劑殘留；
2. 采用預(yù)分散母粒體系，避免現(xiàn)場(chǎng)高剪切分散引起分解；
3. 對(duì)二次涂層采用低溫固化UV體系，降低殘余含溶量。
案例：某汽車內(nèi)飾件項(xiàng)目，通過(guò)替換分散體系，將材料氣味等級(jí)從4級(jí)提升至2級(jí)（國(guó)標(biāo)GB/T 27630），同時(shí)表面霧化值下降約30%。客戶評(píng)價(jià)——“鼻子告訴我們，它真的改進(jìn)了”。
四、策略三：工藝與結(jié)構(gòu)的協(xié)同
很多時(shí)候，性能的提升不在配方，而在加工窗口。TPE的低VOC性能極其依賴加工穩(wěn)定性。過(guò)度剪切、滯留熱歷史都會(huì)造成小分子裂解與殘留。
幾點(diǎn)關(guān)鍵經(jīng)驗(yàn)：
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螺桿設(shè)計(jì)：采用分段溫控、短壓縮比（L/D≤20）設(shè)計(jì)，減少油相遷移；
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真空排氣與脫揮系統(tǒng)：雙孔真空排氣可降低VOC 20~40%；
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顆粒干燥：80°C×3h預(yù)干燥，能避免部分添加劑逆流析出；
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模具溫控：控制表面冷卻速率，減少低分子向表面遷移，改善手感與氣味一致性。
案例：某日系車企供應(yīng)鏈，在引入雙真空脫揮設(shè)備后，TPE材料整車VOC從原先的180 μg/g降至45 μg/g，完全滿足其“零氣味座艙”指標(biāo)。
五、策略四：復(fù)合體系與協(xié)同添加
當(dāng)單一手段瓶頸出現(xiàn)時(shí)，復(fù)合結(jié)構(gòu)成為突破口。
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TPE+TPU共混體系：TPU極性較高，可吸附部分小分子，減少表面逸散，同時(shí)改善耐磨性與手感。
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SEBS+SIS層狀共混：通過(guò)相區(qū)調(diào)控，實(shí)現(xiàn)低VOC與柔滑感兼得。
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內(nèi)分散吸附劑體系：如分子篩類高比表面添加物，可吸附殘留VOC并緩釋，起到“內(nèi)凈化”作用。
這些策略帶來(lái)的材料，已不再只是“低VOC”，而是兼具低霧化、低氣味、抗黃變、耐刮痕多重性能的新一代環(huán)保TPE。
六、客戶痛點(diǎn)：環(huán)保≠犧牲體驗(yàn)
客戶最大的擔(dān)憂往往是：環(huán)保做到了，但產(chǎn)品“失去了感覺(jué)”。
這正是改進(jìn)的意義——低VOC，不應(yīng)意味著“無(wú)質(zhì)感”。
例如：
- 在智能穿戴帶材中，用戶對(duì)皮膚接觸感要求極高。采用高潔凈SEBS+生物基酯型油的材料，VOC值降至20 μg/g以下，卻仍保持“類硅膠手感”；
- 在汽車內(nèi)飾中控件中，低VOC SEBS通過(guò)微表面能控制，實(shí)現(xiàn)“啞光絲滑”外觀，同時(shí)抗污提升1.5倍；
- 在醫(yī)療級(jí)軟管中，采用完全無(wú)油體系并引入鏈端親水化技術(shù)，保證柔韌與透明。
可見(jiàn)，環(huán)保并非技術(shù)讓步，而是品牌加分項(xiàng)。當(dāng)一個(gè)材料既能“無(wú)味”，又能“好摸”，才是真正被市場(chǎng)接受的成熟方案。
七、前瞻總結(jié)——環(huán)保性能，不止是數(shù)字
低VOC TPE的研發(fā)之路，其實(shí)是對(duì)材料科學(xué)理解的再深化。
未來(lái)趨勢(shì)，已開(kāi)始顯現(xiàn)：
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生物基增塑劑與分子設(shè)計(jì)結(jié)合，將實(shí)現(xiàn)VOC≤20 μg/g的主流化應(yīng)用；
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加工智能控制（擠出端在線VOC監(jiān)測(cè)）將成為常規(guī)；
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“零霧化、零氣味”將成為高端車型與醫(yī)療級(jí)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)門檻。
環(huán)保，不該只是一串檢測(cè)數(shù)據(jù)，更該是一種用戶體驗(yàn)。
當(dāng)TPE材料在氣味、觸感與耐久性之間找到真正的平衡，那才是未來(lái)的材料。
低VOC，不再是終點(diǎn)，而是新一輪材料創(chuàng)新的起點(diǎn)。
