車內乙醛貢獻率研究

熊國良，蔣寶林

(廣州汽車集團股份有限公司汽車工程研究院，廣東廣州 511434)

0 引言

數據顯示:截至2017年底，我國汽車保有量達到2.17億輛。汽車成為人們出行必不可少的工具。由于汽車內飾材料多為非金屬材料，且車內空間相對狹小密閉，在使用過程中不可避免地會釋放出各種揮發性有機物質，如苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯、甲醛、乙醛、丙烯醛等。其中車內管控難度最大的物質是乙醛，有研究表明其合格率僅為50.9%[1]。

為了對車內乙醛進行管控，目前各主機廠的主流做法是根據車內各內飾零部件的大小使用不同體積的采樣袋對零部件進行乙醛測試，查找乙醛散發量大的零部件進行整改[2]。這種方法存在的問題是：因為散發空間不一致，無法橫向比較各零部件的散發量，不能迅速找出對整車乙醛貢獻量大的零部件進行整改。文中介紹了使用統一規格的袋子對車內各內飾零部件進行乙醛測試，獲得各內飾零部件對整車乙醛貢獻率的方法，能夠迅速找出對整車乙醛貢獻量大的零部件進行針對性的整改，提高車內空氣質量水平。

1 試驗部分

1.1 試驗器材

試驗器材包括：99.999%高純氮氣；2 000 L Tedlar氣體采樣袋；津騰GM-1.0A隔膜真空泵；氮氣質量流量計；DNPH捕集管；Gilian Gilibrator-2電子皂膜流量計；GilAir Plus恒流采樣泵；Agilent 1260高效液相色譜儀；步入式環境艙；7種醛酮-DNPH (Dinitrophenylhydrazone)100×10-6混標(o2si)。

1.2 試驗樣件

結合《車內揮發性有害物質控制管理要求》(草案)附錄一的高風險零部件清單抽取如表1所示零部件總成進行測試。

表1 實驗樣件清單

1.3 試驗方法

此次試驗采用國內使用較為廣泛的袋試法。被測零部件以總成形式放置于2 000 L Tedlar氣體采樣袋中，同時應注意使零部件以面向乘員的一面朝上并充分展開。使用99.999%的高純氮氣對氣體采樣袋進行沖洗，充入氣體采樣袋體積的30%左右高純氮氣，再用隔膜真空泵將氣體抽出，重復操作3次；再向采樣袋中準確充入采樣袋體積50%的高純氮氣。如圖1所示將采樣袋放入步入式環境艙中，使用65 ℃加熱2 h±10 min；加熱2 h后輕拍氣體采樣袋使其中氣體混合均勻并用DNPH捕集管采集醛酮類物質。氣體采集條件如表2所示。

圖1 采樣示意圖

采集參數DNPH捕集管采集速度/(mL·min-1)800采集時間/min15氣體采集體積/L12樣品管采集數量/支2

2 結果與討論

參照文獻[3]中附錄C，用色譜級乙腈洗脫采集好的DNPH捕集管，使用高效液相色譜儀分析洗脫液中的醛酮類物質。最終獲得各樣件所釋放的乙醛的散發量，結果如表3所示。

表3 各內飾零部件乙醛散發量結果μg·m-3

從表3可以看出：不同車型的同一零件其乙醛的散發量也存在相差較大的情況。如頂棚，散發量最小的是車型1，僅30 μg/m3，最大的是車型3，高達235 μg/m3，兩者間相差接近8倍。這是因為頂棚由多種材料復合加工而成，材質均一性較差且不同車型頂棚存在大小不一、有無天窗及復合工藝不同等差異。而一些材料相對均一且在不同車型中大小也接近的零件，如門飾板總成、方向盤總成等，即便是不同車型的件，其乙醛的散發量也比較接近。不同的車型中，同一個零件的乙醛存在散發量相差很大的情況，也存在散發量接近的情況。故單看乙醛的散發量大小還不能直觀地反映哪些零件是乙醛的主要貢獻件。需要清楚各零件在整車中的乙醛貢獻率。

首先將各零部件的乙醛散發量進行加和，作為整車乙醛的理論散發量。經過計算可獲得各零部件的乙醛貢獻率。表4為統計后所得的3種車型中各內飾零部件的乙醛貢獻率。

表4 各內飾零部件乙醛貢獻率%

由統計數據可以看出：車型1乙醛貢獻率超過5%的零部件有：座椅總成(29.7%)、乘客艙地毯總成(22.2%)、行李箱飾板(11.7%)、儀表板總成(6.0%)。車型1中這幾個零件的乙醛貢獻率為整車的69.7%。車型2乙醛貢獻率超過5%的零部件有：座椅總成(22.8%)、隔熱隔音墊總成(18.5%)、頂棚(8.4%)、儀表板總成(7.8%)、門飾板總成(6.9%)、車身阻尼墊(6.7%)、乘客艙地毯總成(5.3%)。車型2中這幾個零件的乙醛貢獻率為整車的76.4%。車型3乙醛貢獻率超過5%的零部件有：座椅總成(21.5%)、車身阻尼墊(18.1%)、行李箱飾板(16.0%)、頂棚(12.6%)、乘客艙地毯總成(8.5%)、隔熱隔音墊總成(5.4%)。車型3中這幾個零件的乙醛貢獻率為整車的82.1%。

歸納起來：3種車型中乙醛貢獻率均較大的零件有座椅總成及乘客艙地毯總成，約占整車的28%～52%。其余貢獻較大的零件有：行李箱飾板、儀表板總成、隔熱隔音墊、頂棚、車身阻尼墊等。故當車內空氣出現乙醛超標的情況時，可針對上述零部件的材料及工藝進行整改，以快速解決此類車內空氣質量問題。

3 結論

(1)通過統一使用2 000 L袋試法對車內主要內飾零部件進行VOC測試，發現3種車型中乙醛的主要貢獻零部件部大體相同，主要為：座椅總成、隔熱隔音墊總成、頂棚、儀表板總成、行李箱飾板、乘客艙地毯總成、車身阻尼墊等件。

(2)此次所研究的3種車型中乙醛貢獻率最大的零部件為座椅總成，貢獻率均在20%以上。

(3)此次所研究的3種車型中70%～80%的乙醛由貢獻率在5%以上的幾個(4～7個)零件所貢獻。