汽車內(nèi)飾零部件及其材料VOC含量分析的采樣方法

丁偉

摘要：為了保證整車空氣質(zhì)量滿足強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)要求，必須對(duì)內(nèi)部裝飾件的VOC波動(dòng)進(jìn)行逐步控制。本文分析車內(nèi)部零部件VOC含量分析的采樣方法，希望對(duì)有效控制車內(nèi)空氣質(zhì)量起到一定的作用。

關(guān)鍵詞：汽車內(nèi)飾件；VOC含量；采樣方法

前言

隨著汽車輕量化的發(fā)展，越來(lái)越多的聚合物被應(yīng)用到汽車內(nèi)飾件，甚至是汽車承載部件中；但是這些聚合物在制備、加工和儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中往往會(huì)由于聚合物自身降解，催化劑、單體、溶劑及助劑的殘留和分解等原因產(chǎn)生大量具有刺激性氣味的揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOC），并且隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，VOC從汽車零部件中散發(fā)出來(lái)，造成車內(nèi)環(huán)境質(zhì)量下降

1汽車內(nèi)飾件VOC含量測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)

1.1歐系車標(biāo)準(zhǔn)

針對(duì)歐系車內(nèi)飾件VOC含量進(jìn)行檢測(cè)的過(guò)程中，所執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)主要包括VDA270、VDA275、VDA277、DIN75201等。常用的檢測(cè)方法主要包括以下兩種：VDA270標(biāo)準(zhǔn)是一種定性檢測(cè)與試驗(yàn)的方法，是在各種氣候條件下對(duì)車內(nèi)氣體進(jìn)行定性檢測(cè)與試驗(yàn)。測(cè)量步驟是先將氣體收集在一個(gè)有中性氣味的玻璃器皿中，密封。在規(guī)定的氣候條件下，讓其中所包含的揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)揮發(fā)，然后由一個(gè)五人組成的評(píng)估小組對(duì)所生成的氣味進(jìn)行評(píng)判。消費(fèi)者對(duì)于車內(nèi)氣體的主觀感知是由氣味的刺激程度決定，評(píng)價(jià)具有主觀性，所以即使在VOC含量不超標(biāo)，但是氣味的刺激性高于消費(fèi)者的接受能力，消費(fèi)者的駕乘體驗(yàn)也會(huì)打折扣。VDA276標(biāo)準(zhǔn)中的測(cè)量方法就是檢測(cè)艙法，檢測(cè)艙法的試驗(yàn)空間是一個(gè)體積為（1±0.05）m3的密閉空間，內(nèi)部裝有調(diào)節(jié)空氣均勻度的裝置和樣品支架。為了調(diào)節(jié)空氣交換率，試驗(yàn)箱體上安裝有進(jìn)氣管和排氣管。使用試驗(yàn)氣體（丙烷）和氮?dú)鈱?duì)火焰離子探測(cè)儀進(jìn)行校準(zhǔn)，壓縮空氣需經(jīng)過(guò)濕度調(diào)節(jié)裝置以規(guī)定的濕度通入檢測(cè)艙，由測(cè)試設(shè)備對(duì)凝結(jié)物質(zhì)做化學(xué)分析。該法能夠同時(shí)檢測(cè)內(nèi)飾件的VOC含量以及霧化凝結(jié)物，檢測(cè)成本較高，主要適用于規(guī)模較大的汽車企業(yè)或者第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)的應(yīng)用。

1.2日系車標(biāo)準(zhǔn)

采樣袋法多為日系車企使用，標(biāo)準(zhǔn)是JASOM902。該法主要針對(duì)汽車內(nèi)飾件產(chǎn)品中的有機(jī)揮發(fā)物和醛酮類類物質(zhì)。在測(cè)量過(guò)程中通過(guò)對(duì)內(nèi)飾件在汽車的使用情況進(jìn)行仿真模擬，在采樣袋中注入相應(yīng)的氮?dú)?，同時(shí)將溫度調(diào)高，這樣就可以使得VOC氣體充分的在采樣袋中揮發(fā)，然后利用TENAS管對(duì)苯烴類物質(zhì)進(jìn)行吸附，通過(guò)模擬——時(shí)間——數(shù)字——色譜——ATD-GC/MS的基本程序進(jìn)行檢測(cè)，或者也可以利用DNPH將物質(zhì)進(jìn)行洗脫，然后利用HPLC進(jìn)行檢測(cè)。該方法實(shí)施中可以根據(jù)樣品的大小確定采樣袋的體積，其中大的采樣袋可以對(duì)總成零部件進(jìn)行測(cè)量，如方向盤(pán)、儀表盤(pán)等；小的采樣袋可以對(duì)制作內(nèi)飾件所使用的原材料進(jìn)行測(cè)量，這兩種測(cè)量方法的工作機(jī)理與基本流程是相同的，但是在參數(shù)取值上具有一定的差異性。采樣袋法是一種操作簡(jiǎn)單的VOC含量檢測(cè)方法，在測(cè)試過(guò)程中不會(huì)受到樣品大小的限制，也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)全酮類氣體以及苯烴類氣體的同時(shí)檢測(cè)，因而應(yīng)用是比較廣泛的。采樣袋法也是現(xiàn)階段我國(guó)測(cè)量汽車內(nèi)飾件VOC含量的主要方法之一。

2采樣方法

采用聚氟乙烯（PVF）采樣袋進(jìn)行VOC采樣。采樣時(shí)需要2個(gè)袋子，1個(gè)袋子放置試驗(yàn)樣品，另1個(gè)袋子作空白測(cè)試，按照以下步驟采樣。

a.采樣袋準(zhǔn)備：將恒溫試驗(yàn)箱的溫度設(shè)至80℃，空箱加熱0.5～1h；將采樣袋內(nèi)面朝外，放入試驗(yàn)箱中加熱1～3h；將采樣袋翻轉(zhuǎn)，繼續(xù)加熱1～3h。

b.輕揉裝有樣品的采樣袋，使袋內(nèi)氣體均勻化；微開(kāi)采樣艙閥門(mén)，連接采樣泵，抽出配管內(nèi)殘留氣體。

c.將樣品放入采樣袋中，并用密封條密封采樣袋口。

d.利用隔膜真空泵將氣體采樣袋抽成真空，觀察其氣密性（可以充入一定量的氮?dú)猓^察采樣袋是否有明顯的縮小，以判斷采樣袋的氣密性）；使用高純度氮?dú)鈱?duì)氣體采樣袋進(jìn)行氣體置換，充入50%體積左右的高純度氮?dú)猓辉賹怏w抽出，重復(fù)操作3次；再向采樣袋中準(zhǔn)確加入50%袋體積的高純度氮?dú)?，關(guān)緊閥門(mén)。

e.將裝有樣品的采樣袋放入采樣艙內(nèi)，采樣艙閥門(mén)連接適當(dāng)長(zhǎng)度的采樣管，管子前端從采樣艙伸出的長(zhǎng)度不超過(guò)5cm；在閥門(mén)關(guān)閉的狀態(tài)下，保持65℃加熱（120±10）min，確保受熱均勻。

f.在采樣導(dǎo)管上分別安裝TENAX管和DNPH管。

g.打開(kāi)采樣艙閥門(mén)開(kāi)始采樣。

h.TENAX管采樣完成后，關(guān)閉采樣艙閥門(mén)，立即將新的TENAX管裝上；然后再打開(kāi)與采樣管對(duì)齊的閥門(mén)繼續(xù)采樣；如有3個(gè)及以上采樣閥門(mén)，可同時(shí)進(jìn)行；

i.DNPH管采完樣后立即關(guān)閉閥門(mén)；

j.采完樣的采樣管應(yīng)立即密封；

k.在上述條件下，用TENAX采樣管、DNPH捕集管分別采集2個(gè)樣品和1個(gè)樣品。采集完樣品的采樣管用鋁箔包好后在陰涼黑暗處（5℃以下）保管存放，并于7天內(nèi)分析完畢。

3降低車內(nèi)voc含量宏觀措施

3.1完善車內(nèi)飾voc檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

明確規(guī)定新出廠汽車和銷售中汽車中voc物質(zhì)的含量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于威脅到消費(fèi)者人身安全以及實(shí)際權(quán)益并具有嚴(yán)重環(huán)境破壞性的問(wèn)題，應(yīng)該努力解決。制定相應(yīng)的維權(quán)法律法規(guī)，使受害者在維權(quán)時(shí)能夠有法可依。明確在汽車產(chǎn)業(yè)鏈中各個(gè)環(huán)節(jié)相關(guān)企業(yè)及個(gè)人的責(zé)任。建立一套嚴(yán)謹(jǐn)有效的監(jiān)督機(jī)制，保證生產(chǎn)商在生產(chǎn)銷售過(guò)程中能自覺(jué)去改善生產(chǎn)工藝以及使用一些環(huán)保型原材料來(lái)降低車內(nèi)飾件voc含量。通過(guò)建立數(shù)據(jù)庫(kù)，建立生產(chǎn)廠家誠(chéng)信機(jī)制，將不愿積極改進(jìn)生產(chǎn)以降低voc含量的廠家列入黑名單并公示。加強(qiáng)汽車行業(yè)內(nèi)信息流通，使消費(fèi)者能夠通過(guò)相應(yīng)渠道對(duì)行業(yè)內(nèi)產(chǎn)業(yè)狀況有明確的了解，從側(cè)面上有效提高廠家降低voc的積極性。結(jié)合國(guó)外先進(jìn)voc檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)以及管理的成功經(jīng)驗(yàn)，幫助完善國(guó)內(nèi)對(duì)于voc檢測(cè)管理制度。

3.2從技術(shù)上降低voc含量

我們可以開(kāi)發(fā)新型voc含量低的原材料，將各種樹(shù)脂原材料加入到汽車內(nèi)飾原材料中。采用新一代z-n催化體系控制pp樹(shù)脂中殘留物和小分子含量。通過(guò)稀有金屬催化生產(chǎn)的樹(shù)脂原料voc含量較低。還有pom內(nèi)飾材料中的voc主要來(lái)自pom的降解產(chǎn)生。目前主要通過(guò)共聚pom鎖定材料中游離的甲醛，以此來(lái)達(dá)到降低材料中voc含量的目的。膠水作為車內(nèi)飾件中的voc釋放量大戶，主要原因是其使用的溶劑中含大量苯。而有膠水供應(yīng)商通過(guò)研究，開(kāi)發(fā)出了水溶性低苯膠水，有效地降低了車內(nèi)飾件voc含量。研究表明，可以通過(guò)使用多孔材料來(lái)吸附生產(chǎn)加工過(guò)程中產(chǎn)生的有害物質(zhì)voc，并在原料中填充聚丙烯等填充材料。另一方面，我們可以通過(guò)化學(xué)改性的方法降低voc含量，主要是采用在原料中加入助劑使之與小分子發(fā)生反應(yīng)控制有害氣體的揮發(fā)。我們還可以通過(guò)改進(jìn)加工工藝來(lái)起到降低voc作用。通過(guò)調(diào)節(jié)加工溫度和控制生產(chǎn)過(guò)程中的壓力值能夠直接影響原材料降解程度，所以，可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)找出最優(yōu)溫度與壓力值以達(dá)到降低voc值的目的。

結(jié)束語(yǔ)

采用新型聚合方法、選用合適的母料和助劑均有助于制備低VOC含量的車用材料；而在加工過(guò)程中，添加氣味吸附劑和萃取劑也是有效降低復(fù)合材料VOC含量的重要手段。選用高質(zhì)量原料，并輔以先進(jìn)的加工技術(shù)，是制備低VOC車用材料，改善車內(nèi)空氣質(zhì)量的有效手段。

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