汽車某零部件連續(xù)五次VOC試驗(yàn)散發(fā)研究

胡寅浩

（中汽研汽車零部件檢驗(yàn)中心（寧波）有限公司，寧波 31500）

前言

隨著消費(fèi)者對(duì)汽車車內(nèi)空氣質(zhì)量的越發(fā)重視，汽車行業(yè)逐步規(guī)范，主機(jī)廠對(duì)汽車車內(nèi)空氣質(zhì)量管控越來越嚴(yán)格。汽車車內(nèi)零部件供應(yīng)商為滿足主機(jī)廠要求，越來越多的供應(yīng)商在生產(chǎn)工藝中加入產(chǎn)品烘烤程序。本文就某種內(nèi)飾零部件經(jīng)常規(guī)的VOC試驗(yàn)溫度烘烤后是否會(huì)影響產(chǎn)品的VOC后續(xù)散發(fā)進(jìn)行研究。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 設(shè)備

1）Tedlar采樣袋：規(guī)格為1 000 L（大連德霖）。

2）零部件VOC環(huán)境艙：艙內(nèi)溫度偏差可控制在±2 ℃范圍以內(nèi)（東莞昇微）。

3）氣體采樣泵：在裝有捕集管的狀態(tài)下能夠確保（50～1 000）mL/min 的捕集流量，采集流速偏差可控制在5 %以內(nèi)（Gilair）。

4）皂膜流量計(jì)：一級(jí)皂膜流量計(jì)，用于流量校準(zhǔn)。

5）采樣配管：特氟隆管及連接用硅膠管，使用前應(yīng)老化處理，保證配管本身或接頭不吸附或釋放氣體且不能有氣體泄漏。

6）隔膜真空泵（天津市津騰實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司）。

7）熱脫附氣質(zhì)聯(lián)用儀（TD-GC-MS安捷倫科技7890B-5977A色譜柱，型號(hào)：DB-5MS 122-5563 60 m×0.25 μm 1.0 Micron）。

8）高效液相色譜儀（HPLC安捷倫科技1260、色譜柱型號(hào)： ZORBAX SB-C18 4.6×250 mm 5-Micron ）。

9）熱脫附管：揮發(fā)性有機(jī)組分捕集管，Tenax TA填料，不銹鋼材質(zhì)，使用之前需對(duì)其進(jìn)行老化處理（MARKS）。

10）DNPH管：醛酮類物質(zhì)捕集管，填充了涂漬2,4-二硝基苯肼的硅膠（島津）。

11）熱脫附管老化裝置：用于熱脫附管的老化。

1.2 試劑

1）高純氮?dú)猓兌?9.999 %以上）；

2）高純氦氣（純度99.999 %以上）；

3）色譜純乙腈（supelco）；

4）色譜純甲醇（supelco）；

5）三級(jí)水；

6）苯系物標(biāo)準(zhǔn)溶液：用于苯系物定量標(biāo)準(zhǔn)曲線配制，溶劑甲醇（O2S）；

7）醛酮物標(biāo)準(zhǔn)溶液：用于醛酮類物質(zhì)定量標(biāo)準(zhǔn)曲線的配制，溶劑為乙腈（O2S）。

1.3 試驗(yàn)條件

隨機(jī)選取同一批次生產(chǎn)的發(fā)泡類零部件中的兩件完成五次VOC試驗(yàn)，距總成件生產(chǎn)下線7天后開始進(jìn)行試驗(yàn)并完成第一次采樣，第二次試驗(yàn)是第一次試驗(yàn)后第3天完成采樣，第三次試驗(yàn)第二次試驗(yàn)后第5天完成采樣，第四次試驗(yàn)是第三次試驗(yàn)后第2天完成采樣，第五次試驗(yàn)是第四次試驗(yàn)后第5天完成。每次完成采樣后待樣件冷卻至室溫后將樣件按1.3.1包裝儲(chǔ)存。采用1 000 L袋子法，充氣體積500 L，加熱溫度60±2 ℃，加熱時(shí)間2 h±10 min。

1.3.1 樣品前處理

樣品先由鋁箔紙包裝后外面再用PE膜纏繞包裝。樣品放在處于溫度為（23±2）℃，濕度為（50±10）%RH的恒溫恒濕房中，存放24 h。恒溫恒濕房進(jìn)行環(huán)境空白監(jiān)控，要求：甲苯≤0.02 mg/m3、甲醛≤0.02 mg/m3。

1.3.2 采樣袋處理

1）選取不漏氣的1 000 L采樣袋；

2）將采樣袋內(nèi)外翻轉(zhuǎn)懸掛放入80 ℃的步入式高溫箱烘烤16 h以上；

3）取出烘烤過后的采樣袋，充入400 L的高純氮?dú)猓兌?9.999 %以上）；

4）充完氣的袋子放入60 ℃的恒溫箱加熱3 h，用真空泵迅速將采樣袋內(nèi)的氣體抽出；

5）重復(fù)2次上述3）、4）的操作。

1.3.3 采樣袋空白確認(rèn)

采集經(jīng)過1.3.2處理的袋子內(nèi)氣體，采集氣體參數(shù)按表1進(jìn)行，分析采集的數(shù)據(jù)。采樣袋空白限值參考表2，如滿足要求可進(jìn)行試驗(yàn)，如不滿足則重新清理袋子。

1.3.4 樣品封裝及氣體采集

1）將平衡后樣品放入滿足采樣袋空白限值要求的采樣袋中，樣品要求正面朝上，盡可能的平攤，用夾棍密封采樣袋；

2）不損壞采樣袋的前提下盡可能的抽空袋內(nèi)空氣，再向采樣袋充入400 L左右的高純氮?dú)猓兌燃兌?9.999 %以上），輕拍袋內(nèi)氣體，用真空泵將氣體抽出；

3）至少操作2）一次，在（25±2）℃溫度下準(zhǔn)確充入500 L高純氮?dú)猓兌燃兌?9.999 %以上）；放入已達(dá)到（60±2）℃的恒溫環(huán)境艙中2 h±10 min進(jìn)行氣體培養(yǎng)；

4）培養(yǎng)完成后，用特氟隆管及連接用硅膠管參照?qǐng)D1連接采樣導(dǎo)管，導(dǎo)管伸出烘箱的長度不超過5 cm；

5）輕拍樣袋，使內(nèi)部的氣體均勻化，用采樣泵不接采樣管時(shí)抽取袋內(nèi)氣體對(duì)導(dǎo)管進(jìn)行清洗，排空導(dǎo)管原有空氣；

表1 采樣管捕集條件

表2 采樣袋空白限值要求 單位為μg/管

6）連接TENAX與DNPH導(dǎo)管，根據(jù)表1的采樣參數(shù)進(jìn)行氣體采集；

7）采樣完成后應(yīng)立即密封采樣導(dǎo)管盡快進(jìn)行分析。

1.3.5 分析方法

1）苯系物的分析：按照HJ/T 400-2007中的附錄B的規(guī)定執(zhí)行；

2）醛酮物的分析：按照HJ/T 400-2007中的附錄C的規(guī)定執(zhí)行。

1.3.6 計(jì)算公式

圖1 采樣裝置簡圖

式中：

W—樣件總揮發(fā)量（ug）；

Q1—采樣管采集的揮發(fā)量（ug）；

V1—采樣袋中充入氮?dú)獾捏w積（L）；

V2—采樣管采集的氣體量（L）。

2 結(jié)果分析

為方便描述現(xiàn)將兩個(gè)試驗(yàn)樣件標(biāo)記為樣件1、樣件2。

從表3和表4的結(jié)果來看，隨機(jī)抽取的同批次生產(chǎn)樣件之間也存有差異，但表3、表4中各單項(xiàng)物質(zhì)的散發(fā)所占的比例大致相近，兩個(gè)樣件的散發(fā)規(guī)律也一致，且在5次試驗(yàn)后兩個(gè)樣件表3、表4中的化合物散發(fā)量幾乎相同，表明相同材質(zhì)的同批次生產(chǎn)樣件在剛生產(chǎn)下線時(shí)存在差異，但經(jīng)過高溫烘烤及常溫平衡后，最終的VOC散發(fā)量會(huì)趨于相近。從單個(gè)樣件來看，第二次結(jié)果明顯比第一次低很多，但第三的結(jié)果比第二次的結(jié)果略微高一點(diǎn)，第四次的結(jié)果較第三次結(jié)果略低一點(diǎn)，第五次的結(jié)果與第四次結(jié)果幾乎一致。表明樣件第一次烘烤會(huì)大大降低VOC的散發(fā)量；樣件在兩次烘烤后經(jīng)過常溫平衡，VOC物質(zhì)會(huì)存在樣件內(nèi)部，再經(jīng)加熱后釋放，但其散發(fā)量與進(jìn)過1次烘烤后的樣件數(shù)據(jù)相差不會(huì)太大；經(jīng)過2次烘烤后再常溫平衡及平衡后再1次烘烤，樣件趨于穩(wěn)定。

表3 樣件1檢測(cè)結(jié)果

表4 樣件2檢測(cè)結(jié)果

3 試驗(yàn)結(jié)論

本文對(duì)汽車內(nèi)飾某個(gè)零部件總成進(jìn)行了研究，就其經(jīng)過烘烤后的VOC散發(fā)總結(jié)了一個(gè)規(guī)律：供應(yīng)商在生產(chǎn)工藝中添加烘烤程序是很有必要的，但在生產(chǎn)樣件的工序中無需添加太多的烘烤程序。本文僅對(duì)一個(gè)汽車內(nèi)飾件進(jìn)行了研究，有一定的局限性，后續(xù)將對(duì)更多的汽車內(nèi)飾件進(jìn)行研究，為供應(yīng)商滿足主機(jī)廠VOC需求提供更多的建議。