袁磊磊，薛振榮，李俊賢

（1.北京汽車股份有限公司，北京 101300；2.長(zhǎng)城汽車股份有限公司，河北 保定 071000）

前言

汽車給人們生活帶來(lái)方便的同時(shí)，車內(nèi)空氣污染也會(huì)危害駕駛員與乘客的身體健康。2012年《乘用車內(nèi)空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)指南》的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了車內(nèi)空氣中苯、甲苯、二甲苯、乙苯、苯乙烯、甲醛、乙醛、丙烯醛八項(xiàng)物質(zhì)的最高濃度，對(duì)車內(nèi)揮發(fā)性有機(jī)物提出了明確的限值要求，促使汽車生產(chǎn)企業(yè)更加重視車內(nèi)空氣質(zhì)量問(wèn)題。加強(qiáng)對(duì)產(chǎn)品VOC（揮發(fā)性有機(jī)化合物）的管控力度。我國(guó)企業(yè)在管控產(chǎn)品VOC時(shí)普遍存在整車、零部件、材料企業(yè)面臨管控成本高、追本溯源難、數(shù)據(jù)管理差等難題。

1 整車車內(nèi)空氣質(zhì)量現(xiàn)狀

整車在進(jìn)行VOC試驗(yàn)時(shí)受檢汽車采樣分為準(zhǔn)備階段、封閉階段、采樣階段三個(gè)階段。準(zhǔn)備階段是將車窗、門打開(kāi)，靜止放置時(shí)間不小于6h，封閉階段關(guān)閉所有門窗，受檢車輛保持封閉狀態(tài) 16h，采樣階段安裝好采樣裝置，打開(kāi)恒流氣體采樣器采集氣體。將試驗(yàn)車輛放入整車VOC環(huán)境艙中。其中整車VOC環(huán)境艙應(yīng)滿足以下條件：

（1）環(huán)境溫度：25.0℃±1.0℃；

（2）環(huán)境相對(duì)濕度：50%±10%；

（3）環(huán)境氣流速度：≤0.3m/s；

（4）環(huán)境背景：甲苯≤0.02mg/m3、甲醛≤0.02mg/m3。以某車型為例，整車VOC檢測(cè)結(jié)果如表1所示：

表1 某車型VOC檢測(cè)結(jié)果

從以上結(jié)果得知，該車型乙醛不滿足要求，國(guó)標(biāo)限值要求0.05mg/m3，實(shí)測(cè)值為0.062mg/m3。

2 零部件VOC現(xiàn)狀

整車VOC主要來(lái)源于汽車內(nèi)飾零部件，如座椅、頂棚、地毯、車門內(nèi)護(hù)板零部件，遵循控制污染源頭的原則，希望零部件向企標(biāo)負(fù)責(zé)，整車向國(guó)標(biāo)負(fù)責(zé)，把整車控制目標(biāo)分解到各個(gè)零部件，經(jīng)過(guò)對(duì)量產(chǎn)整車和零部件大量的摸底試驗(yàn)與數(shù)據(jù)分析，組織相關(guān)零部件廠商進(jìn)行研討，制訂了關(guān)于零部件 VOC管控的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《車內(nèi)非金屬零部件揮發(fā)性有機(jī)物及醛類物質(zhì)限值要求》。

零部件 VOC檢測(cè)方法為袋子法，是將待測(cè)的樣品放入聚氟乙烯采樣袋中，該采樣袋本身要求不含有VOC，然后將密封的采樣袋放入步入式恒溫箱中在65℃下加熱2h，用固相吸附劑進(jìn)行吸附后，利用氣質(zhì)聯(lián)用（GC-MS）和高效液相色譜（HPLC）分別對(duì)苯類物質(zhì)和醛酮類組分定性、定量分析。通過(guò)整理上述整車各內(nèi)飾零部件乙醛得知，內(nèi)飾零部件乙醛均滿足我司企標(biāo)要求，零部件的揮發(fā)貢獻(xiàn)比如下圖1所示：

圖1 某車型內(nèi)飾零部件乙醛揮發(fā)貢獻(xiàn)比

從圖1可以看出，對(duì)整車乙醛貢獻(xiàn)最大的零部件是座椅總成，為確認(rèn)座椅總成與整車乙醛的關(guān)聯(lián)關(guān)系，將該車型的前后座椅總成拆除后進(jìn)行VOC試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2：

表2 拆除座椅后的整車VOC檢測(cè)結(jié)果

從拆除座椅后的 VOC試驗(yàn)結(jié)果看出，整車乙醛由0.062mg/m3變?yōu)?.027mg/m3，滿足國(guó)標(biāo)0.05mg/m3的要求。由此可知，座椅總成是整車VOC不滿足國(guó)標(biāo)的關(guān)鍵因素。

3 座椅總成整改實(shí)施

以左前座椅總成為例，其主要由以下非金屬零部件組成：頭枕、發(fā)泡、面套、塑料裝飾板組成，各個(gè)材料的乙醛揮發(fā)值如表3所示。

表3 座椅總成中各材料的乙醛揮發(fā)值

從表3中看出座椅發(fā)泡乙醛貢獻(xiàn)量較其他材料較大。座椅發(fā)泡主要是通過(guò)將異氰酸酯和組合聚醚進(jìn)行混合，然后利用高壓澆注機(jī)使混合，并注入座椅模具中，在一定溫度條件下異氰酸根（-NCO）與組合聚醚中的羥基（-OH）在催化劑的作用下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成聚氨酯。組合聚醚由接枝聚醚、普通聚醚、凝膠催化劑、發(fā)泡催化劑、擴(kuò)鏈（交聯(lián)）劑、表面活性劑組成。其中凝膠催化劑促進(jìn)多元醇和異氰酸酯反應(yīng),發(fā)泡催化劑能夠促進(jìn)水和異氰酸酯反應(yīng)，擴(kuò)鏈劑是指能使分子鏈延伸、擴(kuò)展或形成空間網(wǎng)狀交聯(lián)的低分子量醇類、胺類化合物，表面活性劑控制開(kāi)孔閉孔程度與控制泡孔尺寸的物質(zhì)。

普通聚醚是主鏈含有醚鍵、端基或側(cè)基含有大于2個(gè)羥基的低聚物。是以含有活性氫的化合物為起始劑、以環(huán)氧丙烷為聚合單體合成的聚合物。醚鍵和羥基對(duì)氧的作用十分敏感，尤其在高溫時(shí)，其被氧化會(huì)生成醛酮物質(zhì)。

普通聚醚中醛的產(chǎn)生主要是聚醚生產(chǎn)過(guò)程中副反應(yīng)及氧化產(chǎn)生的結(jié)果，因此在聚醚生產(chǎn)中添加抗氧劑十分重要?？寡鮿┑闹饕饔檬欠乐咕勖讯嘣荚谏a(chǎn)、運(yùn)輸和儲(chǔ)存過(guò)程中被氧化，因此抗氧劑的加入在一定程度上可減少醛的產(chǎn)生。此次座椅發(fā)泡改善的方向?yàn)榭寡鮿┑母纳疲謩e對(duì)改善前后的抗氧劑配方體系進(jìn)行試驗(yàn)，測(cè)試結(jié)果如表4所示。從中可見(jiàn)，改善后發(fā)泡較改善前發(fā)泡乙醛揮發(fā)下降3.5倍左右。

表4 改善前后座椅發(fā)泡乙醛揮發(fā)值

4 整車VOC驗(yàn)證

對(duì)改善座椅后的整車進(jìn)行 VOC檢測(cè)，測(cè)試數(shù)據(jù)如表 5所示：

表5 座椅總成經(jīng)過(guò)改善后整車VOC檢測(cè)結(jié)果

經(jīng)過(guò)對(duì)座椅總成中的發(fā)泡的改善，整車 VOC滿足國(guó)標(biāo)要求，同時(shí)針對(duì)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《車內(nèi)非金屬零部件揮發(fā)性有機(jī)物及醛類物質(zhì)限值要求》中的座椅總成VOC限值進(jìn)行了調(diào)整，確保零部件在合規(guī)的情況下，整車滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

5 結(jié)語(yǔ)

汽車內(nèi)空氣污染問(wèn)題與每個(gè)人休戚相關(guān)，汽車制造商應(yīng)本著以人為本的原則，為廣大駕乘者提供真正便捷、健康的交通工具，不再受車內(nèi)空氣污染的困擾。

[1] 中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)部,國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫局.乘用車內(nèi)空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)指南:GB/T27630—2011[S].北京:中國(guó)環(huán)境出版社,2012.

[2] 馬輝,陳文波.車內(nèi)有害氣體（voc）現(xiàn)狀研究[J].汽車工藝與材料,2006（8）:13～14.

[3] 夏慶云.車內(nèi)有機(jī)揮發(fā)物(VOC)的檢測(cè)[J].環(huán)境技術(shù), 2010(4):40-43.

[4] 吳改云,譚福梅.乘用車內(nèi)空氣污染及質(zhì)量改善研究[J].汽車零部件, 2012(5):33-35.