目前随着人們生活水平的不斷提高,對汽車(chē)的需求量也在的不斷增加,同時汽車(chē)車(chē)内空氣質(zhì)量的問題也逐漸被消費者所重視｡車(chē)内VOC是影響車(chē)内空氣質(zhì)量的主要因素,且GB18352.6-2016《輕型汽車(chē)污染物(wù)排放限值及測量方法(中國(guó)第六階段)》明确規定車(chē)内空氣質(zhì)量必須滿足GB/T27630-2011《實用(yòng)車(chē)内空氣質(zhì)量評價指南》及後續版本要求,所以對車(chē)内空氣質(zhì)量的管控勢在必行｡

汽車(chē)内飾作(zuò)為(wèi)汽車(chē)的重要組成部分(fēn),其主要用(yòng)料為(wèi)非金屬材料,例如:塑料､真皮､PVC､發泡等,這些非金屬材料受熱之後便會散發各種揮發性有機物(wù),如:烷烴烯烴､醇醚類､醛酮類､羧酸類､酯類､胺類和芳香族化合物(wù)等物(wù)質(zhì),這些物(wù)質(zhì)多(duō)數具有特殊氣味,比較容易引起人們的反感,而且這些物(wù)質(zhì)中部分(fēn)物(wù)質(zhì)具有毒性,長(cháng)期接觸,會對人體(tǐ)健康造成一定危害[1,2]｡

目前行業内對整車(chē)VOCs的測試主要有常溫試驗和高溫試驗,分(fēn)别模拟了車(chē)輛過夜停放和車(chē)輛高溫暴曬兩種狀态下VOCs的釋放量｡由于車(chē)内氣味和揮發性有機物(wù)主要是由汽車(chē)内飾非金屬材料帶來的,因此,本文(wén)通過研究零部件及材料在常溫和高溫狀态下VOCs的散發趨勢來預測模拟整車(chē)狀态下車(chē)内揮發性有機物(wù)的變化趨勢,為(wèi)企業VOCs檢測和管控提供參考依據｡

試驗原理(lǐ)

将待測零部件放置在密封的采樣袋中,充入适量氮氣,将采樣袋在一定溫度下加熱一定時間,使零部件或材料中的揮發性有機物(wù)散發到袋内氣體(tǐ)中,與袋内氣體(tǐ)充分(fēn)混合均勻,用(yòng)SIFT-MS(選擇離子流動管-質(zhì)譜)對采樣袋中氣體(tǐ)有機揮發物(wù)進行分(fēn)析,并實時監測記錄袋内零部件或材料揮發性有機物(wù)釋放量随時間推移的變化趨勢｡

試驗部分(fēn)

儀器與設備

Tedlar采樣袋:100L､500L､2000L;零部件VOC采樣艙:要求溫度偏差±2℃;SYFT-MS(選擇離子流動管-質(zhì)譜)｡

試驗方法

加熱溫度對揮發性有機物(wù)的影響

取同一批次的頂棚總成和車(chē)門内飾闆用(yòng)鋁箔及PE膜包裝(zhuāng)好,然後置于溫度(23±2)℃,濕度(50±10)%RH的恒溫恒濕艙中平衡24h以上,使樣品内部VOCs分(fēn)布均勻,按照表1中測試條件進行測試,使用(yòng)SYFT-MS在2h時采樣分(fēn)析,測定樣件在測試袋中散發出的揮發性有機物(wù)濃度｡

加熱時間對揮發性有機物(wù)的影響

本文(wén)針對零部件或材料中揮發性有機物(wù)随時間的變化趨勢的研究,采用(yòng)60℃加熱試驗;試驗選取車(chē)内頂棚總成､備胎､發泡材料等零部件和材料并使用(yòng)鋁箔及PE膜包裝(zhuāng)好,然後置于溫度(23±2)℃,濕度(50±10)%RH的恒溫恒濕艙中平衡24h以上,使樣品内部VOC分(fēn)布均勻;按照表2中測試條件進行分(fēn)析試驗,使用(yòng)SYFT-MS在(1､2､3､4､6､8､10､16､24)h時采樣分(fēn)析,測定樣件在測試袋中釋放的的揮發性有機物(wù)濃度｡

結果分(fēn)析

加熱溫度對揮發性有機物(wù)的影響分(fēn)析

同批次頂棚總成和車(chē)門内飾闆樣件加熱2h的結果見表3､表4｡

因為(wèi)胺類物(wù)質(zhì)僅存在含有PU發泡､EPDM發泡､EVA發泡等材料的零部件中,如:座椅､座椅面套､頂蓋内飾闆､地毯､密封條等,所以由表3的結果可(kě)知胺類物(wù)質(zhì)在高溫時的釋放量大約為(wèi)常溫時的1.9~3.0倍,由表3､表4結果可(kě)知苯系物(wù)高溫時的釋放量大約為(wèi)常溫時的1.6~3.6倍,醛類物(wù)質(zhì)在高溫時的釋放量大約為(wèi)常溫時的5.6~7.0倍｡

綜上,同種零部件或材料在相同的測試時間､體(tǐ)積下,加熱溫度越高,VOCs散發量越大,使用(yòng)高溫測試能(néng)更有效的對車(chē)内VOCs進行評估;且醛類物(wù)質(zhì)随着溫度的升高釋放增量要遠(yuǎn)高于其他(tā)物(wù)質(zhì),可(kě)以得出醛類物(wù)質(zhì)對溫度的敏感度要遠(yuǎn)大于苯系物(wù),推測其主要的原因是醛類的沸點較低,受熱容易揮發,随着溫度的升高釋放增量要遠(yuǎn)高于其他(tā)物(wù)質(zhì)｡如甲醛沸點為(wèi)-19.5℃,在常溫狀态下即為(wèi)氣體(tǐ),極易揮發｡

搪塑工藝

從圖1~圖3三種零部件和材料的VOCs結果來看,零部件或材料在一定的封閉體(tǐ)積内,其揮發性有機物(wù)釋放量跟時間并不成正比關系,其釋放量在達到某一濃度時會達到動态平衡狀态,趨于穩定,而并非随時間的推移而持續升高｡

另外從圖1~3的檢測結果也可(kě)以看出,苯系物(wù)和醛類物(wù)質(zhì)在2h和24h時濃度并未有太大波動,其釋放量在2h時已趨于平衡;但其中胺類物(wù)質(zhì)在2h時的釋放量并未達到峰值,而是在(8~10)h左右其釋放量趨于平衡｡所以在60℃加熱下,加熱2h就可(kě)以有效評估被檢測樣件的苯系物(wù)和醛酮類物(wù)質(zhì)的釋放量,而對于胺類物(wù)質(zhì),試驗時間延長(cháng)至(8~10)h能(néng)更準确評估其釋放量｡

結論

本文(wén)主要通過對車(chē)門内飾闆､頂棚､備胎､發泡材料等零部件及材料進行了VOCs散發物(wù)質(zhì)的監測及記錄,研究結果發現同一種零部件或材料在相同的測試時間､測試體(tǐ)積下,加熱溫度越高,其VOCs散發量越大,且其中醛類物(wù)質(zhì)對溫度的敏感性要遠(yuǎn)高于苯系物(wù)與胺類物(wù)質(zhì);且在60℃加熱溫度下,一定的密閉體(tǐ)積中,零部件或材料VOCs随加熱時間的增加,其中苯系物(wù)､醛酮物(wù)質(zhì)和胺類物(wù)質(zhì)随時間的推移其散發量會逐漸趨于平衡,其中的苯系物(wù)和醛酮類物(wù)質(zhì)在2h時已趨于平衡,而胺類物(wù)質(zhì)要到(8~10)h左右才可(kě)以達到平衡｡

綜上所述,對于零部件VOCs的管控,高溫測試能(néng)更有效的對車(chē)内VOCs進行評估;且若是隻針對苯系物(wù)與醛酮類物(wù)質(zhì)管控,那麽在60℃加熱下,加熱2h就可(kě)以有效評估被檢測樣件的苯系物(wù)和醛酮類物(wù)質(zhì)的釋放量,若是對胺類物(wù)質(zhì)進行管控要求,建議試驗時間延長(cháng)至(8~10)h能(néng)更準确評估其釋放量｡