房亞杰

上海華測(cè)品正檢測(cè)技術(shù)有限公司 上海市 201100

1 引言

隨著當(dāng)前社會(huì)的快速發(fā)展和生活水平的不斷提高，人們對(duì)健康關(guān)注度越來(lái)越高。這一轉(zhuǎn)變表現(xiàn)為消費(fèi)者在選購(gòu)汽車的時(shí)候，不再局限于車的性能，更加看重健康環(huán)保。車內(nèi)氣味作為消費(fèi)者進(jìn)入車內(nèi)最直觀感受到的信息，其好壞嚴(yán)重影響著消費(fèi)者的選擇。據(jù)中汽中心統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)顯示：截止2021 年9 月底，我國(guó)車內(nèi)異味累計(jì)投訴量高達(dá)28583 宗，其中，2021 年1-9 月有2500 多位車主實(shí)名投訴，對(duì)一些汽車品牌形象造成了負(fù)面影響。汽車內(nèi)的氣味主要是車內(nèi)材料散發(fā)的有機(jī)物導(dǎo)致，要想在源頭上改善車內(nèi)氣味環(huán)境，制造商必然在車內(nèi)飾材料的選擇上下功夫，汽車內(nèi)外飾也愈來(lái)愈成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)，不僅要實(shí)用還要外觀漂亮安全，由于塑料質(zhì)量輕、性能好，塑料材料就成為汽車廠商的新寵，成型性好、價(jià)格便宜、廣泛使用的塑料[1-2]有很多品種，聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸酯（PMMA）、丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚酰胺（PA）、聚碳酸酯（PC）、聚甲醛（POM）、共混材質(zhì)等，由于聚甲醛塑料散發(fā)對(duì)人的鼻粘膜有很大的刺激，一般不做氣味評(píng)價(jià)。本文分析的塑料材質(zhì)主要是PP、PC、PMMA、ABS、共混材質(zhì)等，并對(duì)它們的氣味評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行分析，得到不同溫度、不同取樣量下的氣味強(qiáng)度值分布，并統(tǒng)計(jì)了各個(gè)評(píng)價(jià)值的占比，以此初步判斷塑料材質(zhì)的異味散發(fā)性。

2 車內(nèi)氣味評(píng)價(jià)方式

氣味評(píng)價(jià)是車內(nèi)空氣質(zhì)量管控的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，目前不同汽車企業(yè)氣味評(píng)價(jià)方法也各有不同，對(duì)氣味強(qiáng)度和舒適度的關(guān)注點(diǎn)也各有側(cè)重。材料氣味檢測(cè)方法[3-7]分為三類。德系方法: 以德國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn) (VDA 270)為基礎(chǔ)，該方法是國(guó)內(nèi)使用最多的材料氣味檢測(cè)方法，該方法的突出特點(diǎn)是樣品加熱有三個(gè)溫度梯度，分為干態(tài)和濕態(tài)，氣味評(píng)價(jià)只有強(qiáng)度評(píng)價(jià)，分六個(gè)等級(jí)。美系方法：以通用汽車企業(yè)標(biāo)準(zhǔn) (GMW 16818) 為代表，該方法的突出特點(diǎn)是氣味強(qiáng)度分為十個(gè)等級(jí)。目前吉利采用的氣味評(píng)價(jià)等級(jí)與美系標(biāo)準(zhǔn)相近，但吉利在4 級(jí)-7 級(jí)增加了半級(jí)的評(píng)價(jià)體系。日系方法：以豐田汽車企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《非金屬材料的氣味質(zhì)量》為代表，該方法的突出特點(diǎn)是材料氣味評(píng)價(jià)包含初始?xì)馕对u(píng)價(jià)和老化后氣味評(píng)價(jià)，取樣方法更為精細(xì)，氣味評(píng)價(jià)包含了強(qiáng)度、愉悅度、類型等多個(gè)維度。目前，我國(guó)主機(jī)廠的車內(nèi)氣味管控標(biāo)準(zhǔn)方法各異、種類繁雜，本文就以VDA 270 標(biāo)準(zhǔn)中的試驗(yàn)溫度為基礎(chǔ)，六級(jí)強(qiáng)度分析車內(nèi)飾塑料材質(zhì)的氣味值，氣味評(píng)價(jià)等級(jí)見(jiàn)表1。

表1 氣味評(píng)價(jià)等級(jí)

3 試驗(yàn)

3.1 主要實(shí)驗(yàn)儀器

恒溫鼓風(fēng)干燥箱，型號(hào)DHG-9203A和LRH-250；電子天平，型號(hào)JA3003；1L 氣味測(cè)試瓶，廠家寧波環(huán)測(cè)。

3.2 實(shí)驗(yàn)材料的選取

汽車內(nèi)飾常用的塑料材料廣泛的應(yīng)用在儀表板本體、副儀表板本體、門板本體、遮陽(yáng)板和立柱飾板等，試驗(yàn)取樣主要按照A類:10g，B 類:20g 和C 類：200cm2。

3.3 實(shí)驗(yàn)步驟

時(shí)效處理?xiàng)l件（見(jiàn)表2），采用方案試驗(yàn)參見(jiàn)相關(guān)規(guī)范。

表2 樣品預(yù)處理方式

方案1、2：準(zhǔn)備好測(cè)試容器并檢查是否干凈，無(wú)氣味，在測(cè)試容器內(nèi)放入50mL（1L 氣味瓶）去離子水，以保證整個(gè)實(shí)驗(yàn)在濕態(tài)中進(jìn)行，將測(cè)試樣品放在氣味瓶?jī)?nèi)的不銹鋼支架上，必要時(shí)可使用鐵絲網(wǎng)進(jìn)行固定,避免與水直接接觸。在整個(gè)測(cè)試過(guò)程中，確保蓋子與容器間的密封，將測(cè)試容器放置于（23±2）℃/（40±2）℃的烘箱中恒溫均（24±1）h。

方案3：準(zhǔn)備好測(cè)試容器并檢查是否干凈，無(wú)氣味，在整個(gè)測(cè)試過(guò)程中，確保蓋子與容器間的密封，將測(cè)試容器放置于（80±2）℃的烘箱中恒溫2h±10min。

3.3.1 氣味嗅辨

（23±2）℃、（40±2）℃處理的測(cè)試樣品從烘箱中取出時(shí)應(yīng)立即嗅辨，（80±2）℃條件下預(yù)處理的樣品應(yīng)從烘箱中取出后冷卻至（60±5）℃后再組織嗅辨。嗅辨時(shí)將蓋子的一側(cè)打開(kāi)約45°，嗅辨完成后迅速將蓋子蓋緊。

4 氣味評(píng)價(jià)結(jié)果分析

4.1 取樣量為A 類：10g

當(dāng)樣品是彈簧夾頭、塞子、接管、卡扣等小零件時(shí)，取樣量為10g，分別匯總了3個(gè)溫度點(diǎn)的氣味評(píng)價(jià)結(jié)果，如圖1-圖3。

圖1 試樣在23℃的氣味評(píng)價(jià)值分布

圖2 試樣在40℃的氣味評(píng)價(jià)值分布

圖3 試樣在80℃的氣味評(píng)價(jià)值分布

在23℃濕態(tài)的實(shí)驗(yàn)中，分析了120 個(gè)塑料材質(zhì)的試樣，這些塑料的氣味評(píng)價(jià)結(jié)果的平均值為2.4 級(jí)，按照靠半級(jí)的修約方式，修約后結(jié)果為2.5 級(jí)，評(píng)價(jià)值在2.0 級(jí)的占35.0%，評(píng)價(jià)值在2.5 級(jí)的占53.3%，占了一半，評(píng)價(jià)值在3.0 級(jí)的占10.0%，評(píng)價(jià)值在3.5 的占0.8%，大于3.5 級(jí)的是個(gè)例，占0.8%。

在40℃濕態(tài)的實(shí)驗(yàn)中，分析了99 個(gè)塑料材質(zhì)的試樣，這些塑料的氣味評(píng)價(jià)結(jié)果的平均值為2.8 級(jí)，按照靠半級(jí)的修約方式，修約后結(jié)果為3.0 級(jí)，評(píng)價(jià)值在2.5 級(jí)的占50.5%，占比最重，評(píng)價(jià)值在3.0 級(jí)的占37.4 級(jí)%，評(píng)價(jià)值在3.5 級(jí)的占10.1%，評(píng)價(jià)值大于3.5 級(jí)的占2.0%。

80℃干態(tài)的實(shí)驗(yàn)中，分析了111 個(gè)塑料材質(zhì)的試樣，這些塑料的氣味評(píng)價(jià)結(jié)果的平均值為3.3 級(jí)，按照靠半級(jí)的修約方式，修約后結(jié)果為3.5 級(jí)，評(píng)價(jià)值在3.0 級(jí)的占54.1%，評(píng)價(jià)值在3.5 級(jí)的占34.2%，評(píng)價(jià)值在4.0 級(jí)的占6.3%，評(píng)價(jià)值在4.5-5.0級(jí)的占4.5%。

由圖1、圖2 分析可得：在取樣量為10g 的濕態(tài)實(shí)驗(yàn)中，23℃的氣味值主要集中在2.0 級(jí)-2.5 級(jí)占比之和為88.3%，40℃的氣味值主要集中在2.5 級(jí)-3.0 級(jí)，占比之和為87.9%。由圖1-圖3 分析的結(jié)果可得：取樣量為10g 時(shí)，試驗(yàn)溫度升高，氣味評(píng)價(jià)值均值也增大，這也說(shuō)明高溫有利于物質(zhì)的揮發(fā)，這些揮發(fā)物對(duì)氣味值有一定的貢獻(xiàn)。

4.2 取樣量為B 類：20g

當(dāng)樣品是扶手、煙灰缸、扶欄、變速桿防塵罩、遮陽(yáng)板等中等部件，取樣量為20g，實(shí)驗(yàn)室分別分析了3 個(gè)溫度點(diǎn)的氣味評(píng)價(jià)結(jié)果，如圖4-圖6。

圖4 試樣在23℃的氣味評(píng)價(jià)值分布

圖5 試樣在40℃的氣味評(píng)價(jià)值分布

圖6 試樣在80℃的氣味評(píng)價(jià)值分布

23℃濕態(tài)的實(shí)驗(yàn)中，分析了140 個(gè)塑料材質(zhì)的試樣，這些塑料的氣味評(píng)價(jià)結(jié)果的平均值為2.4 級(jí)，按照VDA270 修約方式，修約后結(jié)果為2.5 級(jí)，評(píng)價(jià)值在2.0 級(jí)的占37.1%，評(píng)價(jià)值在2.5 級(jí)的占49.3%，評(píng)價(jià)值在3.0 級(jí)的占11.4%，大于3.5 級(jí)占2.1%。

40℃濕態(tài)的實(shí)驗(yàn)中，分析了149 個(gè)塑料材質(zhì)的試樣，這些塑料的氣味評(píng)價(jià)結(jié)果的平均值為2.8 級(jí)，按照靠半級(jí)的修約方式，修約后結(jié)果為3.0 級(jí)，評(píng)價(jià)值在2.0 級(jí)的占極少數(shù)只有0.68%，評(píng)價(jià)值在2.5 級(jí)的占51.3%，占比最大，評(píng)價(jià)值在3.0 級(jí)的占32.9%，評(píng)價(jià)值在3.5 級(jí)的占15.1%。

80℃干態(tài)的實(shí)驗(yàn)中，分析了150 個(gè)塑料材質(zhì)的試樣，這些塑料的氣味評(píng)價(jià)結(jié)果的平均值為3.3 級(jí)，按照靠半級(jí)的修約方式，修約后結(jié)果為3.5 級(jí)，評(píng)價(jià)值在3.0 級(jí)的占46.0%，評(píng)價(jià)值在3.5 級(jí)的占46.0%，評(píng)價(jià)值在4.0 級(jí)的占6.7%，評(píng)價(jià)值在4.5 級(jí)的占1.3%。

由圖4、圖5 分析可得：在取樣量為20g 的濕態(tài)實(shí)驗(yàn)中，23℃的氣味值主要集中在2.0 級(jí)-2.5 級(jí)占比之和為87.0%，40℃的氣味值主要集中在2.5 級(jí)-3.0 級(jí)，占比之和為84.2%。由圖4-圖6 分析的結(jié)果可得：取樣量為20g 時(shí)，試驗(yàn)溫度升高，氣味評(píng)價(jià)值均值也增大，這與取樣量為10g 的氣味評(píng)價(jià)值相比，取樣量的變化并沒(méi)有影響氣味均值的改變。

4.3 取樣量為C 類：200cm2

當(dāng)樣品是隔熱隔音材料、座椅、泡沫材料、頂棚、地毯等大面積使用的材料時(shí)，樣品厚度比較薄時(shí)，取樣量為200cm2，實(shí)驗(yàn)室分別分析了3 個(gè)溫度點(diǎn)的氣味評(píng)價(jià)結(jié)果，如圖7-圖9。

圖7 試樣在23℃的氣味評(píng)價(jià)值分布

圖8 試樣在40℃的氣味評(píng)價(jià)值分布

圖9 試樣在80℃的氣味評(píng)價(jià)值分布

23℃濕態(tài)的實(shí)驗(yàn)中，分析了79 個(gè)塑料材質(zhì)的試樣，這些塑料的氣味評(píng)價(jià)結(jié)果的平均值為2.5 級(jí)，修約后結(jié)果為2.5 級(jí)，評(píng)價(jià)值在2.0 的占20.5%，評(píng)價(jià)值在2.5 級(jí)的占63.6%，評(píng)價(jià)值在3.0 級(jí)的占13.6%,評(píng)價(jià)值在3.5 級(jí)的是個(gè)例占2.3%。

40℃濕態(tài)的實(shí)驗(yàn)中，分析了98 個(gè)塑料材質(zhì)的試樣，這些塑料的氣味評(píng)價(jià)結(jié)果的平均值為2.9，按照靠半級(jí)的修約方式，修約后結(jié)果為3.0，評(píng)價(jià)值在2.5 的占32.7%，評(píng)價(jià)值在3.0 的占46.9%，評(píng)價(jià)值在3.5 的占19.4%，評(píng)價(jià)值在4.0 的占1.0%。

80℃干態(tài)的實(shí)驗(yàn)中，分析了127 個(gè)塑料材質(zhì)的試樣，這些塑料的氣味評(píng)價(jià)結(jié)果的平均值為3.4，按照靠半級(jí)的修約方式，修約后結(jié)果為3.5。評(píng)價(jià)值在3.0 的占29.1%，評(píng)價(jià)值在3.5 的占56.7%，評(píng)價(jià)值在4.0 的占13.4%，評(píng)價(jià)值在5.0 的占0.8%。

由圖7、圖8 分析可得：在取樣量為200cm2的濕態(tài)實(shí)驗(yàn)中，23℃的氣味值主要集中在2.0 級(jí)-2.5 級(jí)占比之和為84.1%，40℃的氣味值主要集中在2.5 級(jí)-3.0 級(jí)，占比之和為79.6%。由圖7-圖9 分析的結(jié)果可得：取樣量為200cm2時(shí)，試驗(yàn)溫度升高，氣味評(píng)價(jià)值均值也增大，這與取樣量為10g 和取樣量為20g 的氣味評(píng)價(jià)值相比，取樣量的變化對(duì)氣味均值是有影響的?，F(xiàn)在很多車企對(duì)氣味結(jié)果的修約方式是取平均值靠近半級(jí)（與VDA270 一樣），我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)溫度點(diǎn)相同時(shí)，取樣量對(duì)修約值注1無(wú)影響（見(jiàn)圖10）。

圖10 氣味值分析結(jié)果匯總

5 結(jié)論

（1）從整體來(lái)看，溫度點(diǎn)相同，取樣量對(duì)塑料材質(zhì)的氣味評(píng)價(jià)有影響，但影響不大，各個(gè)評(píng)價(jià)值的占比都不一樣，但對(duì)修約后的評(píng)價(jià)值并無(wú)影響，這也說(shuō)明了溫度對(duì)汽車內(nèi)飾塑料材料的揮發(fā)比取樣量的貢獻(xiàn)大。

（2）從整體來(lái)看，取樣量相同，溫度越高，塑料材質(zhì)氣味評(píng)價(jià)均值、修約后的評(píng)價(jià)值均也明顯增高，同時(shí)也說(shuō)明了高溫有利于揮發(fā)物質(zhì)的釋放，這些揮發(fā)的物質(zhì)對(duì)氣味值具有一定的貢獻(xiàn)。

（3）由圖10 可得：在濕態(tài)實(shí)驗(yàn)中，取樣量雖然不同，但是23℃的氣味值主要集中在2.0 級(jí)-2.5 級(jí)，40℃的氣味值主要集中在2.5 級(jí)-3.0 級(jí)。

（4）由圖10 可得：在干態(tài)實(shí)驗(yàn)中，80℃的氣味值主要集中在3.0 級(jí)-3.5 級(jí)，取樣量越大評(píng)價(jià)值為3.0 級(jí)占比就越小，而評(píng)價(jià)值為3.5 級(jí)占比就越大。

經(jīng)過(guò)大量的數(shù)據(jù)摸底分析可知，汽車內(nèi)飾塑料材質(zhì)的溫度和取樣量均會(huì)影響塑料的氣味強(qiáng)度，而溫度的貢獻(xiàn)更大一些，當(dāng)前，塑料材質(zhì)在汽車的內(nèi)飾中應(yīng)用越來(lái)越廣泛，具有廣闊的發(fā)展前景，要提高汽車乘用車內(nèi)的空氣質(zhì)量，加強(qiáng)內(nèi)飾塑料在高溫條件下的穩(wěn)定性也是很有必要的。