文/李麗鳳 許明春 胡雋雋 姚其海 洪 麗（江淮汽車股份集團(tuán)有限公司技術(shù)中心）

隨著人們對(duì)車內(nèi)空氣質(zhì)量的重視，各大主機(jī)廠也在逐漸加大對(duì)整車揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs)的管控力度，整車VOCs目標(biāo)通常通過重點(diǎn)零部件VOCs管控達(dá)成，目前，國內(nèi)各車企均有重點(diǎn)零部件的VOCs限值要求。在實(shí)際的零部件管控中，零部件原材料種類和用量的不同，在很大程度上影響零部件VOCs的散發(fā)值，對(duì)整車空氣質(zhì)量有較大影響。因此，研究材料散發(fā)對(duì)零部件VOCs釋放量的影響對(duì)提升整車空氣質(zhì)量有重要意義。

一、 研究目的

近年來，隨著人們用車需求的轉(zhuǎn)變，消費(fèi)者的購車需求已經(jīng)從最基本的質(zhì)量可靠性轉(zhuǎn)變?yōu)槭孢m、安全、環(huán)保。人們消費(fèi)需求的升級(jí)對(duì)座艙環(huán)境提出了更高的需求，汽車的“感觀質(zhì)量”在用戶購車決策過程中有著越來越重要的地位。感觀質(zhì)量是指用戶通過“看、聽、摸、聞”等感知手段對(duì)汽車品質(zhì)及特性的主觀感知。其中，車內(nèi)空氣質(zhì)量不僅會(huì)影響用戶的用車體驗(yàn)，也會(huì)對(duì)用戶的健康帶來一定的風(fēng)險(xiǎn)。車內(nèi)異味易使駕駛員心神不寧，產(chǎn)生煩躁情緒，極易引發(fā)交通事故。車內(nèi)有機(jī)揮發(fā)物“三醛五苯”會(huì)嚴(yán)重危害身體健康，使乘員產(chǎn)生頭痛、哮喘等急、慢性疾病，還可能會(huì)影響消化系統(tǒng)，甚至還會(huì)導(dǎo)致癌癥及基因突變。因此，嚴(yán)格把控整車VOCs及改善車內(nèi)氣味是十分必要的。

目前國內(nèi)各大主機(jī)廠也在不斷加強(qiáng)對(duì)VOCs的管控，主要是依據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《車內(nèi)揮發(fā)性有機(jī)物和醛酮類物質(zhì)采樣測定方法》（HJ/T 400-2007）及推薦性標(biāo)準(zhǔn)《乘用車內(nèi)空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)指南》（GB/T 27630-2011）[1]，上述兩標(biāo)準(zhǔn)均對(duì)整車VOCs做了限值要求，整車VOCs由零部件貢獻(xiàn)而來[2]，其中內(nèi)飾零部件對(duì)VOCs 貢獻(xiàn)較高，如儀表板注塑件、座椅發(fā)泡、地毯面料等。為實(shí)現(xiàn)整車空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)，主機(jī)廠需對(duì)重點(diǎn)零部件進(jìn)行監(jiān)測，需要通過關(guān)鍵零部件的VOCs、氣味性目標(biāo)達(dá)成作為前提[3]。我司現(xiàn)已開展材料-零件-整車三層次的VOCs和氣味性管控[4]。由于內(nèi)飾件材料種類繁多，包括塑料、橡膠、合成纖維、紡織品、皮革等，且不同的汽車內(nèi)飾件材質(zhì)對(duì)部件VOCs總成的影響不同[5]。除材料種類外，不同的材料用量對(duì)部件VOCs也有影響。對(duì)片材類樣件，不同散發(fā)面積的樣品的VOCs釋放量不同；對(duì)于板塊類樣件，不同數(shù)量的樣品的VOCs釋放量也不同。研究內(nèi)飾材料有機(jī)物散發(fā)對(duì)零部件VOCs釋放量的影響可準(zhǔn)確管控零部件VOCs，對(duì)提高整車空氣質(zhì)量有重要意義。

二、 試驗(yàn)設(shè)備與方法

1.原材料

軟內(nèi)飾材料選取聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET）材質(zhì)的地毯毯面及等密度纖維氈，裁取三種不同散發(fā)面積的樣件做對(duì)比試驗(yàn)；注塑件材料選取PP 皮紋板，規(guī)格為15 cm×20 cm×2.5 mm，選取三種不同數(shù)量的樣件做對(duì)比試驗(yàn)。

2.試驗(yàn)設(shè)備

主要儀器設(shè)備：氣相色譜-質(zhì)譜連用儀（安捷倫科技有限公司）；高效液相色譜儀（安捷倫科技有限公司）；整車VOCs環(huán)境艙（東莞市升微機(jī)電設(shè)備有限公司）。

3.試驗(yàn)方法

（1）軟內(nèi)飾材料試驗(yàn)方法

本試驗(yàn)中，軟內(nèi)飾材料選取地毯毯面及等密度纖維氈，兩者均為PET 材質(zhì)，裁取單散發(fā)面積為(5×104)mm2、（1×105）mm2、（2×105）mm2三種不同尺寸的樣件，依次記為樣品1、樣品2、樣品3；采用100 L 袋子法，使用高溫試驗(yàn)方法：參考夏季整車在陽光下曝曬所達(dá)到的車內(nèi)溫度，將試驗(yàn)溫度設(shè)為65℃，參考《車內(nèi)非金屬材料揮發(fā)性有機(jī)物和醛酮類物質(zhì)測試方法》（企業(yè)內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)）標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試，測量材料VOCs（苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯、甲醛、乙醛、丙烯醛、丙酮）的散發(fā)值。PET 地毯毯面試驗(yàn)說明見表1，等密度纖維氈試驗(yàn)說明見表2。

表1 PET 地毯毯面試驗(yàn)說明

表2 等密度纖維氈試驗(yàn)說明

（2）注塑件材料試驗(yàn)方法

本試驗(yàn)中，注塑件材料選取PP 皮紋板，設(shè)立三組對(duì)照試驗(yàn)，試驗(yàn)說明見表3。分別選取2 塊、4 塊、8 塊PP 皮紋板，采用100 L 袋子法，使用高溫試驗(yàn)方法：參考夏季整車在陽光下曝曬所達(dá)到的車內(nèi)溫度，將試驗(yàn)溫度設(shè)定為65℃，參考《車內(nèi)非金屬材料揮發(fā)性有機(jī)物和醛酮類物質(zhì)測試方法》（企業(yè)內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)）標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試，測量材料VOCs（苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯、甲醛、乙醛、丙烯醛、丙酮）的散發(fā)值。

表3 PP 皮紋板試驗(yàn)說明

三、 試驗(yàn)結(jié)果

1. PET 毯皮不同散發(fā)面積下VOCs散發(fā)特征對(duì)比

通過對(duì)比不同散發(fā)面積下PET 地毯毯面的有機(jī)物揮發(fā)值，可以看出，除苯乙烯未達(dá)到檢測值外，其余物質(zhì)濃度含量均隨材料散發(fā)面積增加而增加。當(dāng)材料散發(fā)面積增大4 倍時(shí)，苯散發(fā)值為2.4倍，甲苯散發(fā)值為3 倍，乙苯散發(fā)值為2.5 倍，二甲苯散發(fā)值為2.9 倍，甲醛散發(fā)值為3.5 倍，乙醛散發(fā)值為3.2 倍，丙酮散發(fā)值為2 倍。PET 地毯毯面中丙酮散發(fā)量增幅最小，甲醛含量受材料散發(fā)面積影響最大（圖1）。

圖1 PET 地毯毯面VOCs散發(fā)特征

2.等密度纖維氈不同散發(fā)面積下VOCs散發(fā)特征對(duì)比

通過對(duì)比不同散發(fā)面積下等密度纖維氈的有機(jī)物揮發(fā)值，可以看出：除苯乙烯及丙酮未達(dá)到檢測值外，其余物質(zhì)濃度散發(fā)量均隨材料散發(fā)面積增加而增加。當(dāng)材料散發(fā)面積增大4 倍時(shí)，甲苯散發(fā)值為2.3 倍，乙苯散發(fā)值為2 倍，二甲苯散發(fā)值為1.8 倍，甲醛散發(fā)值為2.1倍，乙醛散發(fā)值為5.2 倍，丙烯醛散發(fā)值為13.8 倍。PET 等密度纖維氈中，二甲苯的增幅最小，丙烯醛散發(fā)量受材料散發(fā)面積影響最大。其中，苯含量濃度波動(dòng)不大，可能是因?yàn)槠湮镔|(zhì)含量絕對(duì)值較小的因素（圖2）。

圖2 等密度纖維氈VOCs散發(fā)特征

3.注塑件材料板塊數(shù)量對(duì)VOCs散發(fā)影響

注塑件材料板塊數(shù)量對(duì)VOCs散發(fā)影響的研究選取PP 皮紋板。通過對(duì)比PP 皮紋板在不同數(shù)量下的有機(jī)物揮發(fā)值，可以看出：除苯外，其余物質(zhì)濃度散發(fā)量均隨樣件數(shù)量增加而增加。當(dāng)樣件數(shù)量增加4 倍時(shí)，甲苯散發(fā)值為10.8倍，乙苯散發(fā)值為1.3 倍，二甲苯散發(fā)值為1.2 倍，苯乙烯散發(fā)值為1.2 倍，甲醛散發(fā)值為1.2 倍，乙醛散發(fā)值為3.5 倍，丙酮散發(fā)值為3.5 倍。PP 皮紋板中，甲苯散發(fā)量受材料散發(fā)影響最大。因苯含量絕對(duì)值較低，未體現(xiàn)明顯變化趨勢。

圖3 PP 皮紋板VOCs散發(fā)特征

4. 材料散發(fā)對(duì)氣味等級(jí)的影響

表4 為本文試驗(yàn)氣味等級(jí)統(tǒng)計(jì)，可以看出在PET地毯毯面的試驗(yàn)中，當(dāng)散發(fā)面積增大2 倍時(shí)，氣味等級(jí)隨材料散發(fā)面積增加而降低，當(dāng)散發(fā)面積增大4 倍時(shí)，氣味等級(jí)同增大2 倍時(shí)的氣味等級(jí)相同，是由于在散發(fā)面積增大2 倍時(shí)，有機(jī)揮發(fā)物已經(jīng)有一定含量。在等密度纖維氈及PP 皮紋板的試驗(yàn)中，氣味等級(jí)均為3.5 級(jí)未發(fā)生變化，材料散發(fā)對(duì)等密度纖維氈及注塑件的氣味等級(jí)影響不明顯。

表4 材料散發(fā)氣味等級(jí)統(tǒng)計(jì)

四、 結(jié)論

對(duì)軟內(nèi)飾部件，有機(jī)揮發(fā)物散發(fā)量隨材料散發(fā)面積的增加呈升高趨勢。本文選取的軟內(nèi)飾材料，當(dāng)散發(fā)面積增大4 倍時(shí)，其VOCs物質(zhì)濃度增幅均超過2倍。PET 地毯毯面中，甲醛含量受材料散發(fā)面積影響最大；等密度纖維氈中，丙烯醛含量受材料散發(fā)面積影響最大。

對(duì)注塑類塑料件，有機(jī)揮發(fā)物散發(fā)量同樣隨原材料樣件數(shù)量的增加呈升高趨勢。當(dāng)樣件數(shù)量增加時(shí)，甲苯含量增幅最大，當(dāng)樣件數(shù)量增大4 倍時(shí)，乙苯、二甲苯、苯乙烯、甲醛含量增幅不大，平均增幅為1.2 倍。相較于軟內(nèi)飾材料，注塑件受材料散發(fā)的影響較小。

在氣味等級(jí)方面，除PET 地毯毯面出現(xiàn)氣味等級(jí)降低外，其余部件均未表現(xiàn)出氣味等級(jí)降低的結(jié)果。等密度纖維氈的氣味等級(jí)始終為3.5 級(jí)，也未受材料散發(fā)面積的影響，PP 皮紋板的氣味等級(jí)始終為3.0級(jí)，也未受到樣件數(shù)量的影響?？梢钥闯觯牧仙l(fā)對(duì)部件氣味等級(jí)的影響較小。