汽车内饰零部件及其材料VOC含量分析的采样方法

丁伟

摘要：为了保证整车空气质量满足强标准要求，必须对内部装饰件的VOC波动进行逐步控制。本文分析车内部零部件VOC含量分析的采样方法，希望对有效控制车内空气质量起到一定的作用。

关键词：汽车内饰件；VOC含量；采样方法

前言

随着汽车轻量化的发展，越來越多的聚合物被应用到汽车内饰件，甚至是汽车承载部件中；但是这些聚合物在制备、加工和储运过程中往往会由于聚合物自身降解，催化剂、单体、溶剂及助剂的残留和分解等原因产生大量具有刺激性气味的挥发性有机化合物（VOC），并且随着时间的延长，VOC从汽车零部件中散发出来，造成车内环境质量下降

1汽车内饰件VOC含量测量标准

1.1欧系车标准

针对欧系车内饰件VOC含量进行检测的过程中，所执行的标准主要包括VDA270、VDA275、VDA277、DIN75201等。常用的检测方法主要包括以下两种：VDA270标准是一种定性检测与试验的方法，是在各种气候条件下对车内气体进行定性检测与试验。测量步骤是先将气体收集在一个有中性气味的玻璃器皿中，密封。在规定的气候条件下，让其中所包含的挥发性有机物质挥发，然后由一个五人组成的评估小组对所生成的气味进行评判。消费者对于车内气体的主观感知是由气味的刺激程度决定，评价具有主观性，所以即使在VOC含量不超标，但是气味的刺激性高于消费者的接受能力，消费者的驾乘体验也会打折扣。VDA276标准中的测量方法就是检测舱法，检测舱法的试验空间是一个体积为（1±0.05）m3的密闭空间，内部装有调节空气均匀度的装置和样品支架。为了调节空气交换率，试验箱体上安装有进气管和排气管。使用试验气体（丙烷）和氮气对火焰离子探测仪进行校准，压缩空气需经过湿度调节装置以规定的湿度通入检测舱，由测试设备对凝结物质做化学分析。该法能够同时检测内饰件的VOC含量以及雾化凝结物，检测成本较高，主要适用于规模较大的汽车企业或者第三方检测机构的应用。

1.2日系车标准

采样袋法多为日系车企使用，标准是JASOM902。该法主要针对汽车内饰件产品中的有机挥发物和醛酮类类物质。在测量过程中通过对内饰件在汽车的使用情况进行仿真模拟，在采样袋中注入相应的氮气，同时将温度调高，这样就可以使得VOC气体充分的在采样袋中挥发，然后利用TENAS管对苯烃类物质进行吸附，通过模拟——时间——数字——色谱——ATD-GC/MS的基本程序进行检测，或者也可以利用DNPH将物质进行洗脱，然后利用HPLC进行检测。该方法实施中可以根据样品的大小确定采样袋的体积，其中大的采样袋可以对总成零部件进行测量，如方向盘、仪表盘等；小的采样袋可以对制作内饰件所使用的原材料进行测量，这两种测量方法的工作机理与基本流程是相同的，但是在参数取值上具有一定的差异性。采样袋法是一种操作简单的VOC含量检测方法，在测试过程中不会受到样品大小的限制，也可以实现对全酮类气体以及苯烃类气体的同时检测，因而应用是比较广泛的。采样袋法也是现阶段我国测量汽车内饰件VOC含量的主要方法之一。

2采样方法

采用聚氟乙烯（PVF）采样袋进行VOC采样。采样时需要2个袋子，1个袋子放置试验样品，另1个袋子作空白测试，按照以下步骤采样。

a.采样袋准备：将恒温试验箱的温度设至80℃，空箱加热0.5～1h；将采样袋内面朝外，放入试验箱中加热1～3h；将采样袋翻转，继续加热1～3h。

b.轻揉装有样品的采样袋，使袋内气体均匀化；微开采样舱阀门，连接采样泵，抽出配管内残留气体。

c.将样品放入采样袋中，并用密封条密封采样袋口。

d.利用隔膜真空泵将气体采样袋抽成真空，观察其气密性（可以充入一定量的氮气，观察采样袋是否有明显的缩小，以判断采样袋的气密性）；使用高纯度氮气对气体采样袋进行气体置换，充入50%体积左右的高纯度氮气；再将气体抽出，重复操作3次；再向采样袋中准确加入50%袋体积的高纯度氮气，关紧阀门。

e.将装有样品的采样袋放入采样舱内，采样舱阀门连接适当长度的采样管，管子前端从采样舱伸出的长度不超过5cm；在阀门关闭的状态下，保持65℃加热（120±10）min，确保受热均匀。

f.在采样导管上分别安装TENAX管和DNPH管。

g.打开采样舱阀门开始采样。

h.TENAX管采样完成后，关闭采样舱阀门，立即将新的TENAX管装上；然后再打开与采样管对齐的阀门继续采样；如有3个及以上采样阀门，可同时进行；

i.DNPH管采完样后立即关闭阀门；

j.采完样的采样管应立即密封；

k.在上述条件下，用TENAX采样管、DNPH捕集管分别采集2个样品和1个样品。采集完样品的采样管用铝箔包好后在阴凉黑暗处（5℃以下）保管存放，并于7天内分析完毕。

3降低车内voc含量宏观措施

3.1完善车内饰voc检测标准

明确规定新出厂汽车和销售中汽车中voc物质的含量检测标准，对于威胁到消费者人身安全以及实际权益并具有严重环境破坏性的问题，应该努力解决。制定相应的维权法律法规，使受害者在维权时能够有法可依。明确在汽车产业链中各个环节相关企业及个人的责任。建立一套严谨有效的监督机制，保证生产商在生产销售过程中能自觉去改善生产工艺以及使用一些环保型原材料来降低车内饰件voc含量。通过建立数据库，建立生产厂家诚信机制，将不愿积极改进生产以降低voc含量的厂家列入黑名单并公示。加强汽车行业内信息流通，使消费者能够通过相应渠道对行业内产业状况有明确的了解，从侧面上有效提高厂家降低voc的积极性。结合国外先进voc检测标准以及管理的成功经验，帮助完善国内对于voc检测管理制度。

3.2从技术上降低voc含量

我们可以开发新型voc含量低的原材料，将各种树脂原材料加入到汽车内饰原材料中。采用新一代z-n催化体系控制pp树脂中残留物和小分子含量。通过稀有金属催化生产的树脂原料voc含量较低。还有pom内饰材料中的voc主要来自pom的降解产生。目前主要通过共聚pom锁定材料中游离的甲醛，以此来达到降低材料中voc含量的目的。胶水作为车内饰件中的voc释放量大户，主要原因是其使用的溶剂中含大量苯。而有胶水供应商通过研究，开发出了水溶性低苯胶水，有效地降低了车内饰件voc含量。研究表明，可以通过使用多孔材料来吸附生产加工过程中产生的有害物质voc，并在原料中填充聚丙烯等填充材料。另一方面，我们可以通过化学改性的方法降低voc含量，主要是采用在原料中加入助剂使之与小分子发生反应控制有害气体的挥发。我们还可以通过改进加工工艺来起到降低voc作用。通过调节加工温度和控制生产过程中的压力值能够直接影响原材料降解程度，所以，可以通过实验找出最优温度与压力值以达到降低voc值的目的。

结束语

采用新型聚合方法、选用合适的母料和助剂均有助于制备低VOC含量的车用材料；而在加工过程中，添加气味吸附剂和萃取剂也是有效降低复合材料VOC含量的重要手段。选用高质量原料，并辅以先进的加工技术，是制备低VOC车用材料，改善车内空气质量的有效手段。

参考文献：

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