汽車內(nèi)飾塑料材質(zhì)的氣味評價結(jié)果分析

房亞杰

上海華測品正檢測技術(shù)有限公司 上海市 201100

1 引言

隨著當(dāng)前社會的快速發(fā)展和生活水平的不斷提高，人們對健康關(guān)注度越來越高。這一轉(zhuǎn)變表現(xiàn)為消費者在選購汽車的時候，不再局限于車的性能，更加看重健康環(huán)保。車內(nèi)氣味作為消費者進入車內(nèi)最直觀感受到的信息，其好壞嚴重影響著消費者的選擇。據(jù)中汽中心統(tǒng)計的數(shù)據(jù)顯示：截止2021 年9 月底，我國車內(nèi)異味累計投訴量高達28583 宗，其中，2021 年1-9 月有2500 多位車主實名投訴，對一些汽車品牌形象造成了負面影響。汽車內(nèi)的氣味主要是車內(nèi)材料散發(fā)的有機物導(dǎo)致，要想在源頭上改善車內(nèi)氣味環(huán)境，制造商必然在車內(nèi)飾材料的選擇上下功夫，汽車內(nèi)外飾也愈來愈成為人們關(guān)注的焦點，不僅要實用還要外觀漂亮安全，由于塑料質(zhì)量輕、性能好，塑料材料就成為汽車廠商的新寵，成型性好、價格便宜、廣泛使用的塑料[1-2]有很多品種，聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸酯（PMMA）、丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚酰胺（PA）、聚碳酸酯（PC）、聚甲醛（POM）、共混材質(zhì)等，由于聚甲醛塑料散發(fā)對人的鼻粘膜有很大的刺激，一般不做氣味評價。本文分析的塑料材質(zhì)主要是PP、PC、PMMA、ABS、共混材質(zhì)等，并對它們的氣味評價結(jié)果進行分析，得到不同溫度、不同取樣量下的氣味強度值分布，并統(tǒng)計了各個評價值的占比，以此初步判斷塑料材質(zhì)的異味散發(fā)性。

2 車內(nèi)氣味評價方式

氣味評價是車內(nèi)空氣質(zhì)量管控的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，目前不同汽車企業(yè)氣味評價方法也各有不同，對氣味強度和舒適度的關(guān)注點也各有側(cè)重。材料氣味檢測方法[3-7]分為三類。德系方法: 以德國汽車工業(yè)協(xié)會標(biāo)準 (VDA 270)為基礎(chǔ)，該方法是國內(nèi)使用最多的材料氣味檢測方法，該方法的突出特點是樣品加熱有三個溫度梯度，分為干態(tài)和濕態(tài)，氣味評價只有強度評價，分六個等級。美系方法：以通用汽車企業(yè)標(biāo)準 (GMW 16818) 為代表，該方法的突出特點是氣味強度分為十個等級。目前吉利采用的氣味評價等級與美系標(biāo)準相近，但吉利在4 級-7 級增加了半級的評價體系。日系方法：以豐田汽車企業(yè)標(biāo)準《非金屬材料的氣味質(zhì)量》為代表，該方法的突出特點是材料氣味評價包含初始氣味評價和老化后氣味評價，取樣方法更為精細，氣味評價包含了強度、愉悅度、類型等多個維度。目前，我國主機廠的車內(nèi)氣味管控標(biāo)準方法各異、種類繁雜，本文就以VDA 270 標(biāo)準中的試驗溫度為基礎(chǔ)，六級強度分析車內(nèi)飾塑料材質(zhì)的氣味值，氣味評價等級見表1。

表1 氣味評價等級

3 試驗

3.1 主要實驗儀器

恒溫鼓風(fēng)干燥箱，型號DHG-9203A和LRH-250；電子天平，型號JA3003；1L 氣味測試瓶，廠家寧波環(huán)測。

3.2 實驗材料的選取

汽車內(nèi)飾常用的塑料材料廣泛的應(yīng)用在儀表板本體、副儀表板本體、門板本體、遮陽板和立柱飾板等，試驗取樣主要按照A類:10g，B 類:20g 和C 類：200cm2。

3.3 實驗步驟

時效處理條件（見表2），采用方案試驗參見相關(guān)規(guī)范。

表2 樣品預(yù)處理方式

方案1、2：準備好測試容器并檢查是否干凈，無氣味，在測試容器內(nèi)放入50mL（1L 氣味瓶）去離子水，以保證整個實驗在濕態(tài)中進行，將測試樣品放在氣味瓶內(nèi)的不銹鋼支架上，必要時可使用鐵絲網(wǎng)進行固定,避免與水直接接觸。在整個測試過程中，確保蓋子與容器間的密封，將測試容器放置于（23±2）℃/（40±2）℃的烘箱中恒溫均（24±1）h。

方案3：準備好測試容器并檢查是否干凈，無氣味，在整個測試過程中，確保蓋子與容器間的密封，將測試容器放置于（80±2）℃的烘箱中恒溫2h±10min。

3.3.1 氣味嗅辨

（23±2）℃、（40±2）℃處理的測試樣品從烘箱中取出時應(yīng)立即嗅辨，（80±2）℃條件下預(yù)處理的樣品應(yīng)從烘箱中取出后冷卻至（60±5）℃后再組織嗅辨。嗅辨時將蓋子的一側(cè)打開約45°，嗅辨完成后迅速將蓋子蓋緊。

4 氣味評價結(jié)果分析

4.1 取樣量為A 類：10g

當(dāng)樣品是彈簧夾頭、塞子、接管、卡扣等小零件時，取樣量為10g，分別匯總了3個溫度點的氣味評價結(jié)果，如圖1-圖3。

圖1 試樣在23℃的氣味評價值分布

圖2 試樣在40℃的氣味評價值分布

圖3 試樣在80℃的氣味評價值分布

在23℃濕態(tài)的實驗中，分析了120 個塑料材質(zhì)的試樣，這些塑料的氣味評價結(jié)果的平均值為2.4 級，按照靠半級的修約方式，修約后結(jié)果為2.5 級，評價值在2.0 級的占35.0%，評價值在2.5 級的占53.3%，占了一半，評價值在3.0 級的占10.0%，評價值在3.5 的占0.8%，大于3.5 級的是個例，占0.8%。

在40℃濕態(tài)的實驗中，分析了99 個塑料材質(zhì)的試樣，這些塑料的氣味評價結(jié)果的平均值為2.8 級，按照靠半級的修約方式，修約后結(jié)果為3.0 級，評價值在2.5 級的占50.5%，占比最重，評價值在3.0 級的占37.4 級%，評價值在3.5 級的占10.1%，評價值大于3.5 級的占2.0%。

80℃干態(tài)的實驗中，分析了111 個塑料材質(zhì)的試樣，這些塑料的氣味評價結(jié)果的平均值為3.3 級，按照靠半級的修約方式，修約后結(jié)果為3.5 級，評價值在3.0 級的占54.1%，評價值在3.5 級的占34.2%，評價值在4.0 級的占6.3%，評價值在4.5-5.0級的占4.5%。

由圖1、圖2 分析可得：在取樣量為10g 的濕態(tài)實驗中，23℃的氣味值主要集中在2.0 級-2.5 級占比之和為88.3%，40℃的氣味值主要集中在2.5 級-3.0 級，占比之和為87.9%。由圖1-圖3 分析的結(jié)果可得：取樣量為10g 時，試驗溫度升高，氣味評價值均值也增大，這也說明高溫有利于物質(zhì)的揮發(fā)，這些揮發(fā)物對氣味值有一定的貢獻。

4.2 取樣量為B 類：20g

當(dāng)樣品是扶手、煙灰缸、扶欄、變速桿防塵罩、遮陽板等中等部件，取樣量為20g，實驗室分別分析了3 個溫度點的氣味評價結(jié)果，如圖4-圖6。

圖4 試樣在23℃的氣味評價值分布

圖5 試樣在40℃的氣味評價值分布

圖6 試樣在80℃的氣味評價值分布

23℃濕態(tài)的實驗中，分析了140 個塑料材質(zhì)的試樣，這些塑料的氣味評價結(jié)果的平均值為2.4 級，按照VDA270 修約方式，修約后結(jié)果為2.5 級，評價值在2.0 級的占37.1%，評價值在2.5 級的占49.3%，評價值在3.0 級的占11.4%，大于3.5 級占2.1%。

40℃濕態(tài)的實驗中，分析了149 個塑料材質(zhì)的試樣，這些塑料的氣味評價結(jié)果的平均值為2.8 級，按照靠半級的修約方式，修約后結(jié)果為3.0 級，評價值在2.0 級的占極少數(shù)只有0.68%，評價值在2.5 級的占51.3%，占比最大，評價值在3.0 級的占32.9%，評價值在3.5 級的占15.1%。

80℃干態(tài)的實驗中，分析了150 個塑料材質(zhì)的試樣，這些塑料的氣味評價結(jié)果的平均值為3.3 級，按照靠半級的修約方式，修約后結(jié)果為3.5 級，評價值在3.0 級的占46.0%，評價值在3.5 級的占46.0%，評價值在4.0 級的占6.7%，評價值在4.5 級的占1.3%。

由圖4、圖5 分析可得：在取樣量為20g 的濕態(tài)實驗中，23℃的氣味值主要集中在2.0 級-2.5 級占比之和為87.0%，40℃的氣味值主要集中在2.5 級-3.0 級，占比之和為84.2%。由圖4-圖6 分析的結(jié)果可得：取樣量為20g 時，試驗溫度升高，氣味評價值均值也增大，這與取樣量為10g 的氣味評價值相比，取樣量的變化并沒有影響氣味均值的改變。

4.3 取樣量為C 類：200cm2

當(dāng)樣品是隔熱隔音材料、座椅、泡沫材料、頂棚、地毯等大面積使用的材料時，樣品厚度比較薄時，取樣量為200cm2，實驗室分別分析了3 個溫度點的氣味評價結(jié)果，如圖7-圖9。

圖7 試樣在23℃的氣味評價值分布

圖8 試樣在40℃的氣味評價值分布

圖9 試樣在80℃的氣味評價值分布

23℃濕態(tài)的實驗中，分析了79 個塑料材質(zhì)的試樣，這些塑料的氣味評價結(jié)果的平均值為2.5 級，修約后結(jié)果為2.5 級，評價值在2.0 的占20.5%，評價值在2.5 級的占63.6%，評價值在3.0 級的占13.6%,評價值在3.5 級的是個例占2.3%。

40℃濕態(tài)的實驗中，分析了98 個塑料材質(zhì)的試樣，這些塑料的氣味評價結(jié)果的平均值為2.9，按照靠半級的修約方式，修約后結(jié)果為3.0，評價值在2.5 的占32.7%，評價值在3.0 的占46.9%，評價值在3.5 的占19.4%，評價值在4.0 的占1.0%。

80℃干態(tài)的實驗中，分析了127 個塑料材質(zhì)的試樣，這些塑料的氣味評價結(jié)果的平均值為3.4，按照靠半級的修約方式，修約后結(jié)果為3.5。評價值在3.0 的占29.1%，評價值在3.5 的占56.7%，評價值在4.0 的占13.4%，評價值在5.0 的占0.8%。

由圖7、圖8 分析可得：在取樣量為200cm2的濕態(tài)實驗中，23℃的氣味值主要集中在2.0 級-2.5 級占比之和為84.1%，40℃的氣味值主要集中在2.5 級-3.0 級，占比之和為79.6%。由圖7-圖9 分析的結(jié)果可得：取樣量為200cm2時，試驗溫度升高，氣味評價值均值也增大，這與取樣量為10g 和取樣量為20g 的氣味評價值相比，取樣量的變化對氣味均值是有影響的?，F(xiàn)在很多車企對氣味結(jié)果的修約方式是取平均值靠近半級（與VDA270 一樣），我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)溫度點相同時，取樣量對修約值注1無影響（見圖10）。

圖10 氣味值分析結(jié)果匯總

5 結(jié)論

（1）從整體來看，溫度點相同，取樣量對塑料材質(zhì)的氣味評價有影響，但影響不大，各個評價值的占比都不一樣，但對修約后的評價值并無影響，這也說明了溫度對汽車內(nèi)飾塑料材料的揮發(fā)比取樣量的貢獻大。

（2）從整體來看，取樣量相同，溫度越高，塑料材質(zhì)氣味評價均值、修約后的評價值均也明顯增高，同時也說明了高溫有利于揮發(fā)物質(zhì)的釋放，這些揮發(fā)的物質(zhì)對氣味值具有一定的貢獻。

（3）由圖10 可得：在濕態(tài)實驗中，取樣量雖然不同，但是23℃的氣味值主要集中在2.0 級-2.5 級，40℃的氣味值主要集中在2.5 級-3.0 級。

（4）由圖10 可得：在干態(tài)實驗中，80℃的氣味值主要集中在3.0 級-3.5 級，取樣量越大評價值為3.0 級占比就越小，而評價值為3.5 級占比就越大。

經(jīng)過大量的數(shù)據(jù)摸底分析可知，汽車內(nèi)飾塑料材質(zhì)的溫度和取樣量均會影響塑料的氣味強度，而溫度的貢獻更大一些，當(dāng)前，塑料材質(zhì)在汽車的內(nèi)飾中應(yīng)用越來越廣泛，具有廣闊的發(fā)展前景，要提高汽車乘用車內(nèi)的空氣質(zhì)量，加強內(nèi)飾塑料在高溫條件下的穩(wěn)定性也是很有必要的。