某車型典型零部件散發(fā)惡臭物質(zhì)研究

單丹丹，胡雋雋，鄧俊杰，程健

（安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心，安徽 合肥 230601）

前言

2016年中國汽車銷售量達(dá)到2802.8萬輛，相比2015年增長 13.7%，隨著汽車剛需的增加，顧客對(duì)產(chǎn)品健康性能提出的要求也越來越高。J.D.Power新車質(zhì)量調(diào)查結(jié)果顯示，車內(nèi)異味2015-2016連續(xù)兩年成為顧客抱怨最多的問題。車內(nèi)異味與惡臭物質(zhì)緊密關(guān)聯(lián)，惡臭物質(zhì)通過人的嗅覺感官，作用于人的心理，使人產(chǎn)生不愉快的感覺。惡臭物質(zhì)種類繁多，不同物質(zhì)的氣味特征和對(duì)人的刺激程度不同，嗅閾值也差別巨大[1][2]。嗅閾值是指人的嗅覺器官對(duì)某種氣味物質(zhì)的最低檢測(cè)值或能感覺到的最低濃度[3]。

本文以江淮某一車型為載體，選取塑料、皮革、橡膠等材料類型，對(duì)其代表零部件儀表板、座椅、密封條的揮發(fā)性有機(jī)物全譜進(jìn)行分析，結(jié)合氣味類別、嗅閾值、散發(fā)物質(zhì)濃度等因素，通過惡臭散發(fā)物質(zhì)稀釋倍數(shù)進(jìn)行篩選排序，研究三個(gè)代表零部件惡臭物質(zhì)釋放量及來源。

1　實(shí)驗(yàn)部分

1.1　原材料

儀表板總成、前排座椅、密封條總成：各一套；苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯、甲醛、乙醛、丙烯醛、丙酮、丁酮、丙醛、丁醛、苯甲醛、丙醛、丁醛：標(biāo)準(zhǔn)液。

1.2　主要儀器設(shè)備

氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC-MS）和高效液相色譜儀（HPLC）：安捷倫科技有限公司；零部件VOC環(huán)境艙：東莞市升微機(jī)電設(shè)備科技有限公司；2000L試樣袋：寧波環(huán)測(cè)實(shí)驗(yàn)器材有限公司。

1.3　實(shí)驗(yàn)過程

（1）先將2000L試樣袋密封后抽空袋內(nèi)空氣，再向袋中充入其容積50%左右的純氮?dú)猓?/p>

（2）在65℃恒溫箱內(nèi)放置2h后，用真空泵迅速將袋內(nèi)的氣體抽出；

（3）重復(fù)操作上述1）2）步驟2次；

（4）向處理過的2000L試樣袋中投入零部件后密封；

（5）在室溫下向樣袋內(nèi)充入試樣袋容積30%左右的純氮?dú)夂?，用泵將氣體抽出；

（6）按照5）反復(fù)進(jìn)行2次操作后注入試樣袋容積50%左右的純氮?dú)猓?/p>

（7）將封裝好部件的試樣袋投入到 65℃的恒溫箱內(nèi)放置2h；

（8）在65℃下恒溫2h后，用TENAX管和DNPH管采集試樣袋中的氣體。

2　結(jié)果及分析

2.1　儀表板總成

針對(duì)儀表板總成揮發(fā)性有機(jī)物全譜進(jìn)行分析，共識(shí)別17種散發(fā)物質(zhì)，按照嗅閾值、散發(fā)物質(zhì)濃度和稀釋倍數(shù)進(jìn)行梳理排序，具體見表1。

結(jié)合散發(fā)物質(zhì)稀釋倍數(shù)和散發(fā)物質(zhì)氣味類型，從表1識(shí)別出儀表板總成主要惡臭散發(fā)物質(zhì)為丙酮、己醛、2－甲基萘、1－辛烯，其稀釋倍數(shù)均大于6。儀表板總成主要材料為PP+EPDM-T20材料、PC+ABS材料和少量裝飾材料PVC皮革。PP材料散發(fā)出的醛酮類物質(zhì)多數(shù)由其加工過程中的添加劑引入，例如常用的有機(jī)過氧化合物作為PP材料的相對(duì)分子質(zhì)量調(diào)節(jié)劑在高溫條件下降解產(chǎn)生對(duì)氣味影響極大的醛、酮、酯等化合物[4][5]。PC+ABS材料中的醛酮物質(zhì)同樣是由其生產(chǎn)中的助劑及ABS原料合成過程中的殘留物質(zhì)引入。1－辛烯主要來源于高聚物改性過程中使用的抗氧劑。

表1　儀表板散發(fā)物質(zhì)全譜分析

2.2　前排座椅

針對(duì)前排座椅揮發(fā)性有機(jī)物全譜進(jìn)行分析，共識(shí)別 24種散發(fā)物質(zhì)，按照嗅閾值、散發(fā)物質(zhì)濃度和稀釋倍數(shù)進(jìn)行梳理排序，具體見表2：

表2　前排座椅散發(fā)物質(zhì)全譜分析

結(jié)合散發(fā)物質(zhì)稀釋倍數(shù)和散發(fā)物質(zhì)氣味類型，從表2識(shí)別出前排座椅主要惡臭散發(fā)物質(zhì)為三亞乙基二胺、1－辛烯、己醛、N,N－二甲基甲酰胺、丙酮、丙醛、苯甲醛、雙二甲胺基乙基醚、四甲基丁二腈；其稀釋倍數(shù)均高于30，其中三亞乙基二胺稀釋倍數(shù)高達(dá) 274，前排座椅惡臭散發(fā)物質(zhì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于儀表板總成散發(fā)。前排座椅總成主要由主面料PU皮革、輔面料PVC皮革和發(fā)泡PU材料組成。三亞乙基二胺和雙二甲胺基乙基醚是PVC皮革聚合反應(yīng)的催化劑，導(dǎo)致這兩種物質(zhì)大量殘留在材料中。N,N二甲基甲酰胺等胺類物質(zhì)作為聚氨酯合成的溶劑大量殘留在PU皮革材料中。四甲基丁二腈作為聚氨酯合成材料偶氮二異丁腈的分解產(chǎn)物不僅具有刺激性氣味，還具有毒性。而座椅散發(fā)物質(zhì)中的多種醛酮類物質(zhì)由材料助劑分解而引入。

2.3　密封條

表3　密封條散發(fā)物質(zhì)全譜分析

針對(duì)四門密封條總成揮發(fā)性有機(jī)物全譜進(jìn)行分析，共識(shí)別20種散發(fā)物質(zhì)，按照嗅閾值、散發(fā)物質(zhì)濃度和稀釋倍數(shù)進(jìn)行梳理排序，具體見表3。

結(jié)合散發(fā)物質(zhì)稀釋倍數(shù)和散發(fā)物質(zhì)氣味類型，從表3識(shí)別出密封條總成主要惡臭散發(fā)物質(zhì)為苯甲醛、己醛、丁醛、丙醛、丙酮、N,N二甲基甲酰胺。四門密封條散發(fā)的醛類惡臭物質(zhì)稀釋倍數(shù)均較高，其中苯甲醛高達(dá) 159。經(jīng)分析，密封條主要成分為EPDM橡膠，其散發(fā)出的醛類物質(zhì)和N,N二甲基甲酰胺為促進(jìn)劑（醛胺類和酰胺類）在橡膠合成過程中的副產(chǎn)物。

3　結(jié)論

（1）三種零部件的揮發(fā)性有機(jī)物釋放量差異較大，前排座椅惡臭物質(zhì)的稀釋倍數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于儀表板總成、四門密封條，其中，儀表板惡臭物質(zhì)釋放量最低。

（2）通過對(duì)塑料、皮革、橡膠材料為代表的零部件散發(fā)物質(zhì)進(jìn)行分析，不同材料類型的零部件釋放的惡臭物質(zhì)種類明顯不同。儀表板總成散發(fā)的惡臭物質(zhì)主要為丙酮和己醛，座椅散發(fā)的惡臭物質(zhì)主要為三亞乙基二胺和N,N－二甲基甲酰胺，而四門密封條散發(fā)的惡臭物質(zhì)主要為苯甲醛。

（3）經(jīng)過對(duì)儀表板、前排座椅和密封條總成的散發(fā)惡臭物質(zhì)來源進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)其散發(fā)的惡臭物質(zhì)主要來源于零部件生產(chǎn)使用的原材料；因此，可通過更改原材料來降低零部件惡臭物質(zhì)散發(fā)。

[1] 包景嶺,鄒克華,王連生.臭環(huán)境管理與污染控制[M].北京:環(huán)境科學(xué)出版社,2009:141.

[2] 王亙,崔增秀等.40種典型惡臭物質(zhì)嗅閾值測(cè)定[J].安全與環(huán)境學(xué)報(bào),2015.12,15（6）:348-351.

[3] 石磊.臭氣味嗅覺實(shí)驗(yàn)法問答[M].化學(xué)工業(yè)出版社,2009:28.

[4] 薛江.過氧化物降解對(duì)聚丙烯結(jié)晶性能的影響[J].合成樹脂及塑料,2006,2（1）:26-27.

[5] 薛山,姜平,等.聚烯烴氣味的來源.檢測(cè)與消除[J].石化技術(shù)與應(yīng)用,2013,31(2);165-168.