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：為保證整車車內空氣質量滿足國標GB/T27630-2011《乘用車內空氣質量評價指南》的要求，將整車VOC控制目標分解到內飾各個零部件。目前各主機廠常用的汽車內飾零部件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，針對檢測原理、檢測對象、采樣過程對2種不同的檢測方法做重點介紹。

關鍵詞：氣候箱法;采樣袋法;內飾零部件

中圖分類號：U463.8 ?文獻標識碼：B ?文章編號：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

CLC NO.： U463.8 ?Document Code： B ?Article ID： 1671-7988（2019）12-138-03

1 前言

隨著經濟社會的快速發展和人們生活水平的日益提高，汽車已經成為人們日常生活中不可缺少的重要交通工具。汽車給人們生活帶來方便的同時，車內空氣污染也會危害駕駛員與乘客的身體健康。2017年12月31日GB/T27630《乘用車內空氣質量評價指南》起正式實施。在管理制度方面，工信部形成了以“信息備案、定期抽檢、技術引導”為核心的管理框架。面對日益完備的標準和管理體系，各大汽車企業面臨的車內VOC管控壓力與日俱增，因此汽車企業針對國標要求制定了汽車內飾零部件的VOC檢測和控制技術標準以改善車內空氣質量。

2 零部件VOC檢測方法的種類及介紹

汽車內飾零部件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廠（豐田、日產）及其合資企業采用，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，用固相吸附劑進行吸附后，利用氣質聯用（GC-MS）和高效液相色譜（HPLC）分別對苯類物質和醛酮類組分定性、定量分析。氣候箱法是將零部件放入一個1m3實驗箱內，在規定的溫度、濕度和空氣交換率條件下對放入1m3試驗箱的零部件進行處理。處理過程中零部件散發的VOC物質在試驗箱內與潔凈空氣混合均勻，到達規定時間時通過采集口采集箱內氣體，進而對零部件釋放出的有機物與冷凝物進行定性及定量分析，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

將內飾零部件置于密閉的采樣袋中在規定的溫度下加熱2h后，利用TENAX管采集一定體積的氣體的氣體樣品，樣品中的苯類物質被捕集在采樣管中。利用干燥的惰性氣體吹掃采樣管后經二次脫附進入毛細管氣相色譜質樸聯用儀，從而對苯類組分進行定性與定量分析。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，然后用乙腈進行洗脫，采用高效液相色譜對醛酮組分進行定性、定量分析，采樣袋法試驗裝置示意圖如圖2所示。

3.3 試驗過程

將待檢測的零部件樣品放入采樣袋內，向樣袋中充入其容積50%的氮氣，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，關閉步入式恒溫箱門時開始計時，加熱時間為2小時。記錄采樣時間、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，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。采集苯類物質的采樣泵流量要求在200ml/min，采集醛酮類物質的采樣泵流量要求在800ml/ min，采樣時間為15min。每采好1個樣品管后，采樣后如果不能立即進行分析，應用封口膜封好，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

氣候箱法的試驗空間是1個體積為（1±0.05）m3的密閉空間，內部裝有調節空氣均勻度的裝置和樣品支架。為了調節空氣交換率，試驗箱體上安裝有進氣管和排氣管。供氣單元提供壓縮空氣，通過濕度調節裝置加濕后，進入箱內加熱和循環，箱內保持正壓，通過排氣裝置進行空氣交換。箱內留有取樣和監測氣路用于VOC物質檢測。采樣裝置如圖4所示。氣候箱材質要求內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℃，濕度調節裝置：偏差小于±5%RH，氣密性要求1000Pa正壓下，泄漏小于0.001m3/min。

4.2 試驗過程

試驗過程分四個階段：

準備階段：設置設備參數，對檢測艙的溫度和濕度進行調節，確保溫度為（70±1）℃、濕度為（5±2）%。放置樣件：試驗前30min將檢測艙溫度調節至（65±0.5）℃，然后將試樣樣品放入檢測艙內，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，也可采集胺類物質，乙二醇醚）。

第二階段：冷凝霧化試驗階段。

注：整個測試過程，均有FID在線監測記錄總揮發物濃度。使用試驗氣體（丙烷）和氮氣對火焰離子探測儀進行校準。

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，適合汽車企業和零部件供應商對零部件的VOC含量進行檢測和控制。氣候箱法能更好地模擬內飾件在整車內的狀態，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缺點，但都不失為管控汽車內飾零部件VOC的推薦測試方法。

參考文獻

[1] 王亮，黃江玲，劉丹丹，汽車內飾零部件及其材料VOC含量分析的采樣方法，汽車工藝與材料，2012，12：12-17.

[2] 孫成武，陳林萍，曹維，采樣袋法檢測汽車內飾零部件VOC及結果分析[J].檢測與維修，2014，6：16-18.

[3] GB/T27630乘用車內空氣質量評價指南[S].2011.