汽車(chē)內(nèi)飾材料霧化測(cè)試中重量法和反射法結(jié)果相關(guān)性研究

郭立爽，馬淵，左欣欣，王惠麗

天津華測(cè)檢測(cè)認(rèn)證有限公司，天津 300300)

0 引言

汽車(chē)作為人們最重要的代步工具，在日常生活中扮演著重要角色。繼汽車(chē)尾氣和噪聲污染之后，車(chē)內(nèi)空氣質(zhì)量問(wèn)題備受關(guān)注。汽車(chē)內(nèi)部空間狹小，內(nèi)部密封性極好，因此內(nèi)飾材料揮發(fā)的有害氣體會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生嚴(yán)重威脅[1-2]。

霧化是指汽車(chē)內(nèi)飾材料中易揮發(fā)物質(zhì)受熱散發(fā)，遇冷凝結(jié)在汽車(chē)擋風(fēng)玻璃上，形成的一種霧狀沉淀的現(xiàn)象。它不僅影響駕駛員視線，難以清除，而且冷凝組分大多為易揮發(fā)的有害物質(zhì)，長(zhǎng)期吸入會(huì)對(duì)駕乘者造成危害[3]。目前霧化測(cè)試的常見(jiàn)方法有“重量法”和“反射法”，一般而言，兩種測(cè)定方法各自獨(dú)立并不存在直接聯(lián)系[4-5]。重量法是衡量冷凝物質(zhì)多少的測(cè)試；反射法測(cè)試結(jié)果被認(rèn)為是冷凝組分凝結(jié)在車(chē)窗上，使視線受阻的程度。但在實(shí)際檢測(cè)中，作者發(fā)現(xiàn)霧化性能好的樣品，重量法測(cè)試結(jié)果非常小，用反射法測(cè)試后的玻璃板更接近于空白玻璃；霧化性能差的樣品，在重量法結(jié)果大的同時(shí)，用反射法測(cè)試后的玻璃板上會(huì)有較厚的“霧凇”。

因此作者測(cè)試一批汽車(chē)內(nèi)飾材料后，將測(cè)試結(jié)果按材質(zhì)進(jìn)行分類(lèi)統(tǒng)計(jì)，再利用統(tǒng)計(jì)學(xué)手段來(lái)證明霧化兩種測(cè)試方法存在的相關(guān)性。

1 試驗(yàn)部分

1.1 儀器與耗材

1.1.1 儀器

所用儀器如下：霧化測(cè)試儀，型號(hào)Thermo PC201-FTS；十萬(wàn)分位天平，型號(hào)Mettler Toledo XSE105DU；光澤度儀，型號(hào)Dr.lange LZM150(60o)；恒溫恒濕艙，東莞升微生產(chǎn)， 型號(hào)V-MH-56；玻璃干燥器(300 mm)，天玻生產(chǎn)。

1.1.2 耗材

所用耗材如下：變色硅膠采用科密歐(AR)；鄰苯二甲酸二異葵脂(DIDP)：TCI(SG 0.97)。

1.2 測(cè)試方法

目前國(guó)際上主流的霧化測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)為：DIN 75201:2011[6]、ISO 6452-2007[7]和SAE J1756-2006[8]，除平行樣數(shù)量、待測(cè)樣品干燥要求、測(cè)試后鋁箔和玻璃板放置條件有區(qū)別外，上述標(biāo)準(zhǔn)對(duì)設(shè)備及測(cè)試參數(shù)要求基本一致。作者參照ISO6452-2007進(jìn)行測(cè)試，使用DIDP作為質(zhì)控樣品，同一樣品的兩種測(cè)試質(zhì)控均合格方可統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

1.2.1 重量法

此試驗(yàn)是將已進(jìn)行干燥處理的待測(cè)樣品放入霧化杯(散發(fā)面朝上)，在霧化杯上放好密封圈和密封環(huán)，把已稱(chēng)量好的鋁箔放置在密封圈上(有光澤一面朝向霧化杯)，在鋁箔上放置一塊潔凈圓形玻璃板，玻璃板上放置一張中性濾紙。待霧化儀溫度穩(wěn)定在(100±0.5) ℃、冷卻水溫度穩(wěn)定在(21±1) ℃時(shí)將霧化杯放入，并蓋上冷凝板，保持(16±0.1)h。加熱結(jié)束后將鋁箔取出，測(cè)試面朝上，放置在帶有硅膠的干燥缸里干燥3.5～4 h，稱(chēng)量鋁箔的質(zhì)量。前后鋁箔質(zhì)量差即為冷凝組分值。

1.2.2 反射法

此試驗(yàn)是將已進(jìn)行干燥處理的待測(cè)樣品放入霧化杯(散發(fā)面朝上)，在霧化杯上放好密封圈和密封環(huán)，把已測(cè)量過(guò)光澤度值的空白玻璃板放在密封圈上(測(cè)試面朝向霧化杯)，然后在玻璃板上放置一張中性濾紙。待霧化儀溫度穩(wěn)定在(100±0.5) ℃、冷卻水溫度穩(wěn)定在(21±1) ℃時(shí)將霧化杯放入，并蓋上冷凝板，保持(180±3) min。加熱結(jié)束后取出玻璃板，測(cè)試面朝上，放置在溫度(23±2) ℃、濕度(50±5)%RH的無(wú)塵、無(wú)風(fēng)環(huán)境中。(60±6) min后使用光澤度儀測(cè)量實(shí)驗(yàn)后的光澤度值，該數(shù)值與空白玻璃板光澤度值的比值即為該樣品的霧化值。

1.3 試驗(yàn)材料選取

選用汽車(chē)內(nèi)飾常用材料，根據(jù)ISO6452-2007標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試，將實(shí)驗(yàn)結(jié)果按發(fā)泡、橡膠、毛氈、皮革、塑料、真皮等材質(zhì)進(jìn)行分類(lèi)統(tǒng)計(jì)。

2 結(jié)果與分析

2.1 結(jié)果匯總

通過(guò)對(duì)試驗(yàn)樣品進(jìn)行測(cè)試，將偏離質(zhì)控范圍和超出平行樣品偏差的數(shù)據(jù)剔除后，得到如表1所示結(jié)果。

表1 霧化數(shù)據(jù)匯總

2.2 結(jié)果分析

在對(duì)實(shí)際現(xiàn)象進(jìn)行相關(guān)性分析時(shí)，一般是用樣本數(shù)據(jù)計(jì)算相關(guān)系數(shù)，從而作為總體相關(guān)系數(shù)的估計(jì)值。當(dāng)樣本容量很小或樣本數(shù)據(jù)比較極端時(shí)，計(jì)算出的樣本結(jié)果不一定能反映總體的真實(shí)相關(guān)關(guān)系，這就會(huì)產(chǎn)生虛假相關(guān)現(xiàn)象。為判斷樣本相關(guān)系數(shù)對(duì)總體相關(guān)程度的代表性，需要對(duì)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)。若計(jì)算結(jié)果是顯著的，說(shuō)明它可以作為總體相關(guān)程度的代表值，否則在統(tǒng)計(jì)學(xué)上沒(méi)有意義。

使用SPSS軟件[9]對(duì)上述數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析，每組數(shù)據(jù)都是使用重量法和反射法測(cè)試得到的，這些結(jié)果都通過(guò)了質(zhì)控樣品監(jiān)控和偏差分析，故不存在異常值，因此不應(yīng)通過(guò)剔除離群值使樣本數(shù)據(jù)服從正態(tài)分布，并且各材質(zhì)霧化值的總體也不一定符合正態(tài)分布，故無(wú)法使用最常見(jiàn)的Pearson Correlation(皮爾遜相關(guān)系數(shù))對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)。

根據(jù)上述特征，作者選用非參數(shù)方法的Spearman’s Rank Correlation Coefficient(斯皮爾曼等級(jí)相關(guān)系數(shù))檢驗(yàn)進(jìn)行分析，計(jì)算結(jié)果如表2所示。

表2 斯皮爾曼相關(guān)系數(shù)

取95%置信區(qū)間，即a=0.05,當(dāng)Sig.(雙側(cè))小于0.05時(shí)證明該材料的相關(guān)性是顯著的，即樣本可以代表總體的相關(guān)程度。由表2中“Sig.(雙側(cè))”可知，發(fā)泡、毛氈、塑料、真皮在置信區(qū)間內(nèi)相關(guān)性是顯著的。

根據(jù)相關(guān)性定義，當(dāng)相關(guān)系數(shù)取絕對(duì)值后，數(shù)值越接近于1，其相關(guān)性越強(qiáng)。由表2中“相關(guān)系數(shù)”可知：發(fā)泡、毛氈、塑料、真皮材質(zhì)的重量法和反射法結(jié)果都存在較強(qiáng)的負(fù)相關(guān)關(guān)系。

3 結(jié)論

綜上所述，發(fā)泡、毛氈、塑料、真皮材質(zhì)的兩種霧化測(cè)試方法存在較強(qiáng)的相關(guān)性。因此在對(duì)汽車(chē)內(nèi)飾材料的霧化性能進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，若一種測(cè)試方法的結(jié)果比較極端，可考慮不進(jìn)行另一種方法的測(cè)試，在保證結(jié)果可靠的同時(shí)，能最大限度地降低測(cè)試成本。

此研究通過(guò)試驗(yàn)和統(tǒng)計(jì)學(xué)計(jì)算證明了霧化重量法和反射法結(jié)果的相關(guān)性，在霧化標(biāo)準(zhǔn)建立、汽車(chē)內(nèi)飾材料選擇上具有積極作用。但在測(cè)試樣品的分類(lèi)上，未考慮化學(xué)成分的差異和加工工藝的區(qū)別，因此結(jié)論具有一定的局限性。若后續(xù)增加測(cè)試樣品數(shù)量，并根據(jù)化學(xué)成分和加工工藝進(jìn)行細(xì)分，所得相關(guān)性的結(jié)論必將更加可靠。