汽車內飾零部件及其材料VOC含量分析的采樣方法

丁偉

摘要：為了保證整車空氣質量滿足強標準要求，必須對內部裝飾件的VOC波動進行逐步控制。本文分析車內部零部件VOC含量分析的采樣方法，希望對有效控制車內空氣質量起到一定的作用。

關鍵詞：汽車內飾件；VOC含量；采樣方法

前言

隨著汽車輕量化的發展，越來越多的聚合物被應用到汽車內飾件，甚至是汽車承載部件中；但是這些聚合物在制備、加工和儲運過程中往往會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生大量具有刺激性氣味的揮發性有機化合物（VOC），并且隨著時間的延長，VOC從汽車零部件中散發出來，造成車內環境質量下降

1汽車內飾件VOC含量測量標準

1.1歐系車標準

針對歐系車內飾件VOC含量進行檢測的過程中，所執行的標準主要包括VDA270、VDA275、VDA277、DIN75201等。常用的檢測方法主要包括以下兩種：VDA270標準是一種定性檢測與試驗的方法，是在各種氣候條件下對車內氣體進行定性檢測與試驗。測量步驟是先將氣體收集在一個有中性氣味的玻璃器皿中，密封。在規定的氣候條件下，讓其中所包含的揮發性有機物質揮發，然后由一個五人組成的評估小組對所生成的氣味進行評判。消費者對于車內氣體的主觀感知是由氣味的刺激程度決定，評價具有主觀性，所以即使在VOC含量不超標，但是氣味的刺激性高于消費者的接受能力，消費者的駕乘體驗也會打折扣。VDA276標準中的測量方法就是檢測艙法，檢測艙法的試驗空間是一個體積為（1±0.05）m3的密閉空間，內部裝有調節空氣均勻度的裝置和樣品支架。為了調節空氣交換率，試驗箱體上安裝有進氣管和排氣管。使用試驗氣體（丙烷）和氮氣對火焰離子探測儀進行校準，壓縮空氣需經過濕度調節裝置以規定的濕度通入檢測艙，由測試設備對凝結物質做化學分析。該法能夠同時檢測內飾件的VOC含量以及霧化凝結物，檢測成本較高，主要適用于規模較大的汽車企業或者第三方檢測機構的應用。

1.2日系車標準

采樣袋法多為日系車企使用，標準是JASOM902。該法主要針對汽車內飾件產品中的有機揮發物和醛酮類類物質。在測量過程中通過對內飾件在汽車的使用情況進行仿真模擬，在采樣袋中注入相應的氮氣，同時將溫度調高，這樣就可以使得VOC氣體充分的在采樣袋中揮發，然后利用TENAS管對苯烴類物質進行吸附，通過模擬——時間——數字——色譜——ATD-GC/MS的基本程序進行檢測，或者也可以利用DNPH將物質進行洗脫，然后利用HPLC進行檢測。該方法實施中可以根據樣品的大小確定采樣袋的體積，其中大的采樣袋可以對總成零部件進行測量，如方向盤、儀表盤等；小的采樣袋可以對制作內飾件所使用的原材料進行測量，這兩種測量方法的工作機理與基本流程是相同的，但是在參數取值上具有一定的差異性。采樣袋法是一種操作簡單的VOC含量檢測方法，在測試過程中不會受到樣品大小的限制，也可以實現對全酮類氣體以及苯烴類氣體的同時檢測，因而應用是比較廣泛的。采樣袋法也是現階段我國測量汽車內飾件VOC含量的主要方法之一。

2采樣方法

采用聚氟乙烯（PVF）采樣袋進行VOC采樣。采樣時需要2個袋子，1個袋子放置試驗樣品，另1個袋子作空白測試，按照以下步驟采樣。

a.采樣袋準備：將恒溫試驗箱的溫度設至80℃，空箱加熱0.5～1h；將采樣袋內面朝外，放入試驗箱中加熱1～3h；將采樣袋翻轉，繼續加熱1～3h。

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

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氣，觀察采樣袋是否有明顯的縮小，以判斷采樣袋的氣密性）；使用高純度氮氣對氣體采樣袋進行氣體置換，充入50%體積左右的高純度氮氣；再將氣體抽出，重復操作3次；再向采樣袋中準確加入50%袋體積的高純度氮氣，關緊閥門。

e.將裝有樣品的采樣袋放入采樣艙內，采樣艙閥門連接適當長度的采樣管，管子前端從采樣艙伸出的長度不超過5cm；在閥門關閉的狀態下，保持65℃加熱（120±10）min，確保受熱均勻。

f.在采樣導管上分別安裝TENAX管和DNPH管。

g.打開采樣艙閥門開始采樣。

h.TENAX管采樣完成后，關閉采樣艙閥門，立即將新的TENAX管裝上；然后再打開與采樣管對齊的閥門繼續采樣；如有3個及以上采樣閥門，可同時進行；

i.DNPH管采完樣后立即關閉閥門；

j.采完樣的采樣管應立即密封；

k.在上述條件下，用TENAX采樣管、DNPH捕集管分別采集2個樣品和1個樣品。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天內分析完畢。

3降低車內voc含量宏觀措施

3.1完善車內飾voc檢測標準

明確規定新出廠汽車和銷售中汽車中voc物質的含量檢測標準，對于威脅到消費者人身安全以及實際權益并具有嚴重環境破壞性的問題，應該努力解決。制定相應的維權法律法規，使受害者在維權時能夠有法可依。明確在汽車產業鏈中各個環節相關企業及個人的責任。建立一套嚴謹有效的監督機制，保證生產商在生產銷售過程中能自覺去改善生產工藝以及使用一些環保型原材料來降低車內飾件voc含量。通過建立數據庫，建立生產廠家誠信機制，將不愿積極改進生產以降低voc含量的廠家列入黑名單并公示。加強汽車行業內信息流通，使消費者能夠通過相應渠道對行業內產業狀況有明確的了解，從側面上有效提高廠家降低voc的積極性。結合國外先進voc檢測標準以及管理的成功經驗，幫助完善國內對于voc檢測管理制度。

3.2從技術上降低voc含量

我們可以開發新型voc含量低的原材料，將各種樹脂原材料加入到汽車內飾原材料中。采用新一代z-n催化體系控制pp樹脂中殘留物和小分子含量。通過稀有金屬催化生產的樹脂原料voc含量較低。還有pom內飾材料中的voc主要來自pom的降解產生。目前主要通過共聚pom鎖定材料中游離的甲醛，以此來達到降低材料中voc含量的目的。膠水作為車內飾件中的voc釋放量大戶，主要原因是其使用的溶劑中含大量苯。而有膠水供應商通過研究，開發出了水溶性低苯膠水，有效地降低了車內飾件voc含量。研究表明，可以通過使用多孔材料來吸附生產加工過程中產生的有害物質voc，并在原料中填充聚丙烯等填充材料。另一方面，我們可以通過化學改性的方法降低voc含量，主要是采用在原料中加入助劑使之與小分子發生反應控制有害氣體的揮發。我們還可以通過改進加工工藝來起到降低voc作用。通過調節加工溫度和控制生產過程中的壓力值能夠直接影響原材料降解程度，所以，可以通過實驗找出最優溫度與壓力值以達到降低voc值的目的。

結束語

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；而在加工過程中，添加氣味吸附劑和萃取劑也是有效降低復合材料VOC含量的重要手段。選用高質量原料，并輔以先進的加工技術，是制備低VOC車用材料，改善車內空氣質量的有效手段。

參考文獻：

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