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        淺談重量對風(fēng)道TVOC的影響

        2021-04-02 12:07:35莫國慶莫啟思湛雷
        時(shí)代汽車 2021年4期

        莫國慶 莫啟思 湛雷

        摘 要:本文介紹了重量對風(fēng)道的TVOC的影響,分析了不同材料不同重量對風(fēng)道TVOC的貢獻(xiàn)大小。

        關(guān)鍵詞:重量 風(fēng)道 TVOC

        Brief Discussion on the Influence of Quality on TVOC of Wind Duct

        Mo Guoqing Mo Qisi Zhan Lei

        Abstract:This paper introduces the influence of quality on TVOC of wind Duct, and analyzes the contribution of different materials with different quality to TVOC of wind tunnel.

        Key words:quality, wind duct, TVOC

        1 TVOC簡介

        TVOC(總揮發(fā)性有機(jī)化合物)是指:利用Tenax GR或Tenax TA采樣,非極性色譜柱(極性指數(shù)小于10)進(jìn)行分析,保留時(shí)間在正己烷和正十六烷之間的揮發(fā)性有機(jī)化合物。TVOC的測量方法按《HJ/T 400-2007車內(nèi)揮發(fā)性有機(jī)物和醛酮類物質(zhì)采樣測定方法》中的規(guī)定進(jìn)行。世界衛(wèi)生組織將揮發(fā)性有機(jī)物(VOC)定義為在常壓下、沸點(diǎn)為50~260℃的各種有機(jī)化合物。由于其單組份濃度低,因此常用TVOC表示其總量。TVOC大多數(shù)都有毒性,其對人體危害主要包括:散發(fā)不適臭味、引起炎癥與過敏反應(yīng)以及具有神經(jīng)毒性等??諝庵卸喾NVOC的存在也可能發(fā)生相互作用,這樣會(huì)對直接暴露在其中的人體健康帶來更大危害[1]。世界衛(wèi)生組織(WHO)、美國國家科學(xué)院/國家研究理事會(huì)(NAS/NRC)等機(jī)構(gòu)一直強(qiáng)調(diào)TVOC是一類重要的空氣污染物。

        2 汽車風(fēng)管TVOC來源

        汽車TVOC是由車內(nèi)非金屬材料及零部件散發(fā)而來[2]。風(fēng)管作為車內(nèi)較大的非金屬零部件,對于整車的TVOC有一定貢獻(xiàn)。國內(nèi)多數(shù)車企對于TVOC的管控方式大多都是逐級分解,即從整車到零部件再到原材料,通過層層把控來實(shí)現(xiàn)整車TVOC的管控,給消費(fèi)者提供環(huán)保健康的車內(nèi)環(huán)境[3]。

        風(fēng)管生產(chǎn)工藝較簡單,主要涉及到吹塑和注塑兩種。風(fēng)管的主要材料是HDPE,此次用于對比的這部分零部件重量是A,采用的是吹塑工藝。中間除霜風(fēng)管及部分地板風(fēng)道由于零部件形狀原因,吹塑不能制作,因此采用的注塑工藝,材料用的是PP-TD20,此次用于對比的這部分零部件重量B。HDPE及PP-TD20均有部分需要粘PU海綿(自帶膠粘),PU海綿的重量大概C。

        從風(fēng)管的材質(zhì)上看,PU海綿(自帶膠粘)重量很?。ㄕ急燃s為1%),自帶的膠粘量很薄,而且HDPE和PP-TD20材質(zhì)都有用海綿粘。因此可以從HDPE和PP-TD20兩方面去考慮風(fēng)管總成的TVOC來源,HDPE的重量約為PP-TD20重量的12倍。

        3 重量差異對汽車風(fēng)管TVOC的影響

        因?yàn)轱L(fēng)管總成的TVOC是HDPE和PP-TD20兩種材質(zhì)影響的,HPDE的重量占風(fēng)管總成約92%,PP-TD20的重量占風(fēng)管總成約8%。為了解重量對風(fēng)管總成TVOC的的影響,進(jìn)行了以下兩組試驗(yàn):

        a、測試了整套風(fēng)管總成(重量D)的TVOC值,和將PP-TD20材料的中間除霜風(fēng)管/地板風(fēng)道2及左右地板風(fēng)道去除之后(去除之后重量E)的TVOC值。去除之后的重量約占整套風(fēng)管總成的重量的75%。由于將PP-TD20材料完全去除,這一組測試的數(shù)據(jù)可以體現(xiàn)只有HDPE材料的情況下,風(fēng)管總成的TVOC表現(xiàn)如何。以及75%的HDPE材料,其TVOC表現(xiàn)是否是風(fēng)管總成的TVOC測試值的75%。

        b、在a方案的基礎(chǔ)上,增加對照測試:僅去除PP-TD20材料的中間除霜風(fēng)管/地板風(fēng)道2,3組試驗(yàn)的重量分別是:全套風(fēng)管總成(D)、去除PP-TD20材料及部分HDPE材料的風(fēng)管(F)、僅去除PP-TD20材料的風(fēng)管(G)。這一組測試的數(shù)據(jù)除可以驗(yàn)證第一組的測試外,還能進(jìn)一步分析HDPE材料的減少,對風(fēng)管總成的TVOC影響大小。

        a組試驗(yàn)零件明細(xì)見表1:

        b組試驗(yàn)零件明細(xì)見表2:

        注:a組、b組試驗(yàn)中測試的零件是同一廠家同一時(shí)間生產(chǎn)的一批風(fēng)管隨機(jī)抽的樣件進(jìn)行測試。先進(jìn)行a組試驗(yàn),在得到a組試驗(yàn)的結(jié)果后,想要進(jìn)一步對比HDPE材料的減少,對風(fēng)管總成TVOC影響的大小,才開始的b組試驗(yàn)。a組和b組使用的是同一零件廠家不同批次的零件。

        a組試驗(yàn):

        按照將樣件放進(jìn)2000L袋子里,在65℃加熱2小時(shí)后進(jìn)行VOC及醛酮類的采樣。測試數(shù)據(jù)見表3:

        a組試驗(yàn)圖譜差異如圖1:

        a組試驗(yàn)結(jié)論:

        1.D比E的重1.25kg,TVOC減少1471ug/m3;

        2.全套的全譜共120個(gè)揮發(fā)物質(zhì)峰,減重的全譜共76個(gè)揮發(fā)物質(zhì)峰,揮發(fā)性物質(zhì)種類上有明顯差異,兩個(gè)樣品差異峰的結(jié)果相差1084ug/m3,差異峰占兩個(gè)樣品結(jié)果差異的主要部分。

        3.兩個(gè)樣品揮發(fā)物一致的化合物中有80%的化合物結(jié)果差異在70%以內(nèi),減重對大部分化合物結(jié)果沒有呈現(xiàn)明顯的降低趨勢。

        4.由于減重去除了PP-TD20這個(gè)材料,剩余的材料兩個(gè)樣品中均存在,推測TVOC差異主要可能是PP-TD20導(dǎo)致。

        b組試驗(yàn):

        按照將樣件放進(jìn)2000L袋子里,在65℃加熱2小時(shí)后進(jìn)行VOC及醛酮類的采樣。測試數(shù)據(jù)見表4:

        b組試驗(yàn)圖譜差異如圖2:

        b組試驗(yàn)結(jié)論:

        1.D比F重1.25kg,D比G重0.55kg,減重不同,但TVOC結(jié)果接近;

        2.分析F和G,兩個(gè)圖譜相似度較高。

        3.對照未減重和減重后得圖譜,發(fā)現(xiàn)揮發(fā)性物質(zhì)種類上有明顯差異。

        4.由于F和G兩個(gè)減重都去除了PP-TD20這個(gè)材料,F(xiàn)減重多了HDPE這種材料,但F和G結(jié)果差異不大,所以很大可能減重導(dǎo)致TVOC減少的主要來源于 PP-TD20 這個(gè)材料。

        5.按照測試結(jié)果推斷,風(fēng)道TVOC結(jié)果中PP-TD20占比約為30%,HDPE約為70%。

        4 結(jié)語

        風(fēng)管總成作為汽車內(nèi)非金屬零部件的一個(gè)重要組成部分,而且使用空調(diào)的過程中空氣都要經(jīng)過風(fēng)管,風(fēng)管總成的TVOC偏高將會(huì)直接影響乘員的健康。重量對風(fēng)管的TVOC影響很小,影響風(fēng)管TVOC的主要還是風(fēng)管的材料。改善風(fēng)管總成的TVOC性能,應(yīng)從風(fēng)管的材料本身入手,而不是考慮不同車型間的風(fēng)管總成的重量差異。不管是HDPE還是PP-T20,從基材的聚合制備、混料改性、擠出造粒、干燥后處理、注塑成型到最終使用,每個(gè)過程都會(huì)有部分TVOC釋放[4]。因此,從以上幾個(gè)方面入手,每個(gè)環(huán)節(jié)都增加TVOC的控制措施,最終風(fēng)管總成的TVOC將得到較好的改善。

        參考文獻(xiàn):

        [1]尤可為,葛蘊(yùn)珊.轎車內(nèi)微環(huán)境空氣污染狀況的實(shí)驗(yàn)研究,北京理工大學(xué)學(xué)報(bào),2008,(4).

        [2]劉垚均,張營,達(dá)偉偉.車內(nèi)空氣質(zhì)量開發(fā)與管控方式的研究[J],汽車實(shí)用技術(shù),2020,(02).

        [3]張大強(qiáng),莫國慶.乘用車車內(nèi)空氣質(zhì)量控制淺談[J],時(shí)代汽車,2020(14).

        [4]徐偉,李艷華.低VOC低密度的PP材料應(yīng)用于薄壁內(nèi)飾件的可行性研究,汽車實(shí)用技術(shù),2018,(18).

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