零部件VOC檢測方法的介紹與差異分析

孟超 袁磊磊 薛振榮 劉召瑞 賈毅超

摘 要：為保證整車車內(nèi)空氣質(zhì)量滿足國標(biāo)GB/T27630-2011《乘用車內(nèi)空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)指南》的要求，將整車VOC控制目標(biāo)分解到內(nèi)飾各個(gè)零部件。目前各主機(jī)廠常用的汽車內(nèi)飾零部件VOC檢測方法有德系車企的氣候箱法和日系車企的采樣袋法兩大類，針對(duì)檢測原理、檢測對(duì)象、采樣過程對(duì)2種不同的檢測方法做重點(diǎn)介紹。

關(guān)鍵詞：氣候箱法;采樣袋法;內(nèi)飾零部件

中圖分類號(hào)：U463.8? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B? 文章編號(hào)：1671-7988（2019）12-138-03

Abstract： In order to ensure the vehicle interior air quality meet the national standard GB/T27630-2011 "air quality in passenger car evaluation guide" requirements， the vehicle VOC control target decomposition to the interior parts. Currently used car interior parts each forms a VOC detection methods have car companies climate box method and Japanese automa -kers sampling bags method， in view of the detection principle， object detection， sampling process to focus on two different detection methods do.

Keywords： climate box; sample bag; interior trim parts

1 前言

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展和人們生活水平的日益提高，汽車已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚闹匾煌üぞ?。汽車給人們生活帶來方便的同時(shí)，車內(nèi)空氣污染也會(huì)危害駕駛員與乘客的身體健康。2017年12月31日GB/T27630《乘用車內(nèi)空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)指南》起正式實(shí)施。在管理制度方面，工信部形成了以“信息備案、定期抽檢、技術(shù)引導(dǎo)”為核心的管理框架。面對(duì)日益完備的標(biāo)準(zhǔn)和管理體系，各大汽車企業(yè)面臨的車內(nèi)VOC管控壓力與日俱增，因此汽車企業(yè)針對(duì)國標(biāo)要求制定了汽車內(nèi)飾零部件的VOC檢測和控制技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)以改善車內(nèi)空氣質(zhì)量。

2 零部件VOC檢測方法的種類及介紹

汽車內(nèi)飾零部件VOC含量檢測方法大致分為兩種即采樣袋法、氣候箱法。采樣袋法主要被日系主機(jī)廠（豐田、日產(chǎn)）及其合資企業(yè)采用，袋子法是將待測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。氣候箱法是將零部件放入一個(gè)1m3實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)，在規(guī)定的溫度、濕度和空氣交換率條件下對(duì)放入1m3試驗(yàn)箱的零部件進(jìn)行處理。處理過程中零部件散發(fā)的VOC物質(zhì)在試驗(yàn)箱內(nèi)與潔凈空氣混合均勻，到達(dá)規(guī)定時(shí)間時(shí)通過采集口采集箱內(nèi)氣體，進(jìn)而對(duì)零部件釋放出的有機(jī)物與冷凝物進(jìn)行定性及定量分析，1m3氣候箱與聚氟乙烯采樣袋如圖1所示。

3 采樣袋法檢測方法介紹

3.1 測試原理

將內(nèi)飾零部件置于密閉的采樣袋中在規(guī)定的溫度下加熱2h后，利用TENAX管采集一定體積的氣體的氣體樣品，樣品中的苯類物質(zhì)被捕集在采樣管中。利用干燥的惰性氣體吹掃采樣管后經(jīng)二次脫附進(jìn)入毛細(xì)管氣相色譜質(zhì)樸聯(lián)用儀，從而對(duì)苯類組分進(jìn)行定性與定量分析。利用DNPH管采集一定的氣體樣品，樣品中的醛酮組分的被捕集的采樣管中，然后用乙腈進(jìn)行洗脫，采用高效液相色譜對(duì)醛酮組分進(jìn)行定性、定量分析，采樣袋法試驗(yàn)裝置示意圖如圖2所示。

3.3 試驗(yàn)過程

將待檢測的零部件樣品放入采樣袋內(nèi)，向樣袋中充入其容積50%的氮?dú)?，然后連接聚四氟乙烯管、采樣管和采樣泵，將步入式恒溫箱加熱到60℃，將零部件樣品分批迅速放入步入式恒溫箱中，關(guān)閉步入式恒溫箱門時(shí)開始計(jì)時(shí)，加熱時(shí)間為2小時(shí)。記錄采樣時(shí)間、采樣人員及樣件原始信息等，保溫2h后分別抽取氣體樣品。采樣過程中步入式恒溫箱保持加熱狀態(tài)，按照放入樣件的順序采集樣本，TENAX與DNPH各采集兩支，其中一支備用。采集苯類物質(zhì)的采樣泵流量要求在200ml/min，采集醛酮類物質(zhì)的采樣泵流量要求在800ml/ min，采樣時(shí)間為15min。每采好1個(gè)樣品管后，采樣后如果不能立即進(jìn)行分析，應(yīng)用封口膜封好，并用鋁箔包好且放在黑暗處（10℃）保管，保管期不能超過7天。采樣完成后，將裝有樣件的采樣袋拿出步入式恒溫箱再取出樣件，最后將采樣袋外翻在烘箱80℃下老化不低于12h。采樣泵、步入式恒溫箱、DNPH采樣管、TENAX采樣管、聚四氟乙烯管實(shí)物如圖3所示。

4 氣候箱法檢測方法介紹

4.1 測試原理

氣候箱法的試驗(yàn)空間是1個(gè)體積為（1±0.05）m3的密閉空間，內(nèi)部裝有調(diào)節(jié)空氣均勻度的裝置和樣品支架。為了調(diào)節(jié)空氣交換率，試驗(yàn)箱體上安裝有進(jìn)氣管和排氣管。供氣單元提供壓縮空氣，通過濕度調(diào)節(jié)裝置加濕后，進(jìn)入箱內(nèi)加熱和循環(huán)，箱內(nèi)保持正壓，通過排氣裝置進(jìn)行空氣交換。箱內(nèi)留有取樣和監(jiān)測氣路用于VOC物質(zhì)檢測。采樣裝置如圖4所示。氣候箱材質(zhì)要求內(nèi)壁鏡面不銹鋼占暴露面積95%以上，溫度要求室溫至200℃，偏差小于±0.5℃，濕度調(diào)節(jié)裝置：偏差小于±5%RH，氣密性要求1000Pa正壓下，泄漏小于0.001m3/min。

4.2 試驗(yàn)過程

試驗(yàn)過程分四個(gè)階段：

準(zhǔn)備階段：設(shè)置設(shè)備參數(shù)，對(duì)檢測艙的溫度和濕度進(jìn)行調(diào)節(jié)，確保溫度為（70±1）℃、濕度為（5±2）%。放置樣件：試驗(yàn)前30min將檢測艙溫度調(diào)節(jié)至（65±0.5）℃，然后將試樣樣品放入檢測艙內(nèi)，密封檢測艙。

第一階段：VOC采集階段（可采集苯類和醛酮類物質(zhì)，也可采集胺類物質(zhì)，乙二醇醚）。

第二階段：冷凝霧化試驗(yàn)階段。

注：整個(gè)測試過程，均有FID在線監(jiān)測記錄總揮發(fā)物濃度。使用試驗(yàn)氣體（丙烷）和氮?dú)鈱?duì)火焰離子探測儀進(jìn)行校準(zhǔn)。

5 不同檢測方法的比較

氣候箱法與采樣袋法的比較見表1。

6 結(jié)語

總體而言，采樣袋法是一種較為簡便的測量零部件VOC含量的采樣方法，適合汽車企業(yè)和零部件供應(yīng)商對(duì)零部件的VOC含量進(jìn)行檢測和控制。氣候箱法能更好地模擬內(nèi)飾件在整車內(nèi)的狀態(tài)，但由于該方法測試成本較高且測試效率較低，因此也存在一定的局限性。綜合來看，采樣袋法和氣候箱法各有優(yōu)缺點(diǎn)，但都不失為管控汽車內(nèi)飾零部件VOC的推薦測試方法。

參考文獻(xiàn)

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