溫度對VOC散發(fā)特性研究

鄧俊杰，程健，胡雋雋，單丹丹，孔俊，黃家奇

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

前言

針對車內(nèi)揮發(fā)性有機化合物（VOC），GB/T 27630-2011《乘用車內(nèi)空氣質(zhì)量評價指南》采用標(biāo)準環(huán)境對車內(nèi)苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯、甲醛、乙醛、丙烯醛八項有害物質(zhì)進行檢測[1,2]；為節(jié)約檢測周期及成本等，結(jié)合車輛實際應(yīng)用特點，主機廠較多采用高溫條件對零部件 VOC進行管控[3,4]，以實現(xiàn)整車合規(guī)，但溫度對VOC散發(fā)性能影響研究較少[5,6,7]。本試驗通過對不同溫度條件下不同用材零部件及整車的VOC性能進行分析，研究溫度對VOC散發(fā)特性影響。

1 試驗部分

1.1 試驗部件及主要用材

門檻總成：主要用材 PP+EPDM-T20；立柱總成：主要用材PP+EPDM-T20及POM；頂棚：主要用材PU板+無紡布；地毯：主要用材PET纖維；座椅：主要用材PVC皮革+PU發(fā)泡。

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；整車及零部件 VOC環(huán)境艙：東莞市升微機電設(shè)備科技有限公司；2000L袋子：寧波環(huán)測實驗器材有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 零部件VOC散發(fā)性能研究試驗方法

（1）常溫試驗方法：參考 Q/JQ 11159《車內(nèi)零部件揮發(fā)性有機物要求及測試方法》（檢測溫度和密閉時間進行調(diào)整），在2000L袋子中25℃條件下密閉16h后對零部件VOC散發(fā)性能進行分析；

（2）高溫試驗方法：依據(jù) Q/JQ 11159《車內(nèi)零部件揮發(fā)性有機物要求及測試方法》，在2000L袋子中65℃條件下密閉2h后對零部件VOC散發(fā)性能進行分析。

1.3.2 整車VOC散發(fā)性能研究試驗方法

（1）常溫試驗方法：按照HJ/T 400-2007《車內(nèi)揮發(fā)性有機物和醛酮類物質(zhì)采樣測定方法》標(biāo)準進行試驗，車內(nèi)溫度25℃；

（2）高溫試驗方法：參考ISO 12219-1：2012《道路車輛車內(nèi)空氣 第1部分：整車試驗環(huán)境艙法》[8]，在400W/m2±50W/m2紅外加熱4h后進行VOC數(shù)據(jù)采集（車內(nèi)溫度55℃）。

2 結(jié)果與討論

2.1 溫度對零部件VOC散發(fā)性能研究

表1 不同溫度條件下零部件VOC散發(fā)性能分析結(jié)果

表2 不同零部件VOC散發(fā)增加量對比分析結(jié)果

表3 不同VOC散發(fā)物質(zhì)沸點

從表1結(jié)果可以看出：相比常溫16h的VOC物質(zhì)散發(fā)集聚，門檻在高溫2h條件下，甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯、甲醛、乙醛等 VOC散發(fā)物質(zhì)均有不同程度的增加，其中甲苯散發(fā)增加量最大，達37.7ug/m3；立柱在高溫條件下散發(fā)物質(zhì)也有增加，其中甲醛散發(fā)增加量最大，達33.8ug/m3；其他部件（頂棚、地毯、座椅）高溫條件下，散發(fā)物質(zhì)有明顯上升，其中座椅甲醛散發(fā)增加量顯著增加，達356.5ug/m3，相比常溫條件，散發(fā)量增加28.9倍，這是由于甲醛沸點較低，只有-19.5℃，受溫度影響極易揮發(fā)。

從表2中結(jié)果可以看出：不同零部件VOC散發(fā)增加量存在較大差異，其中門檻和立柱部件主要為塑料材質(zhì)，在25-65℃范圍內(nèi)揮發(fā)性物質(zhì)擴散受溫度影響程度小，散發(fā)增加量平均只有23.9 ug/m3和22.5 ug/m3，而軟內(nèi)飾部件（頂棚、地毯、座椅）主要采用纖維、皮革或發(fā)泡等材質(zhì)，含有較多孔洞，表面積大，利于VOC散發(fā)，在研究溫度范圍內(nèi)VOC物質(zhì)擴散受溫度影響嚴重，導(dǎo)致散發(fā)增加量明顯增加，最大達136.7 ug/m3；對比塑料部件，軟內(nèi)飾部件（頂棚、地毯、座椅）VOC散發(fā)單項物質(zhì)隨溫度升高VOC增加顯著增大，同時由于甲醛、乙醛溫度敏感性高，易揮發(fā)，導(dǎo)致軟內(nèi)飾部件醛類物質(zhì)增加尤為明顯。

2.2 溫度對整車VOC散發(fā)性能研究

表4 不同溫度條件下整車VOC散發(fā)性能分析結(jié)果

備注：表4中的平均值為去除苯和丙烯醛后的其余6種VOC散發(fā)物質(zhì)的對應(yīng)平均值。

從表4結(jié)果可以看出：高溫條件下，車內(nèi)甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯、甲醛、乙醛等 VOC散發(fā)物質(zhì)均有不同程度的上升，增加平均值為173 ug/m3，其中甲醛揮發(fā)增加量最大，達492ug/m3，增加倍數(shù)為17.6；由此可見，車內(nèi)溫度上升，車內(nèi)醛類物質(zhì)會加速釋放，同時對比表 2，可推斷其主要來源為車內(nèi)軟內(nèi)飾部件散發(fā)。

對比整車及零部件 VOC散發(fā)性能，高溫條件均會加劇整車及零部件 VOC物質(zhì)的釋放，且醛類物質(zhì)受溫度影響程度更大。

3 結(jié)論

（1）高溫條件下整車及零部件VOC散發(fā)增多，且不同散發(fā)物質(zhì)散發(fā)增加量不同；

（2）相比塑料部件，軟內(nèi)飾部件隨溫度升高，VOC散發(fā)更加明顯；

（3）對比苯系物質(zhì)，整車及零部件散發(fā)的醛類物質(zhì)溫度敏感性更高。

參考文獻

[1] GB/T 27630-2011乘用車內(nèi)空氣質(zhì)量評價指南[S].

[2] HJ/T400-2007車內(nèi)揮發(fā)性有機物和醛酮類物質(zhì)采樣測定方法[S].

[3] Q/JQ 11159-2014車內(nèi)零部件揮發(fā)性有機物要求及測試方法[S].

[4] Q/JLY 7110274A-2011車內(nèi)零部件揮發(fā)性有機物測定方法[S].

[5] 張傳楨,葛蘊珊,劉琳琳.溫度對新車車內(nèi)污染物的研究分析[Z].2016中國汽車工程學(xué)會年會論文集,2016:84-87.

[6] 鐘廣亮,曹慧林.某車型內(nèi)飾零部件及材料的 VOC特性研究[J].汽車材料與涂裝,2017（23）:7-11.

[7] 鄧俊杰,胡雋雋,單丹丹,程健.吸附材料對 VOC 凈化性能研究[J].汽車零部件,2018（1）:74-76.

[8] ISO 12219-1:2012道路車輛車內(nèi)空氣第1部分:整車試驗環(huán)境艙法[S].