淺談重量對風道TVOC的影響

莫國慶　莫啟思　湛雷

摘 要：本文介紹了重量對風道的TVOC的影響，分析了不同材料不同重量對風道TVOC的貢獻大小。

關鍵詞：重量 風道 TVOC

Brief Discussion on the Influence of Quality on TVOC of Wind Duct

Mo Guoqing Mo Qisi Zhan Lei

Abstract：This paper introduces the influence of quality on TVOC of wind Duct， and analyzes the contribution of different materials with different quality to TVOC of wind tunnel.

Key words：quality， wind duct， TVOC

1 TVOC簡介

TVOC（總揮發性有機化合物）是指：利用Tenax GR或Tenax TA采樣，非極性色譜柱（極性指數小于10）進行分析，保留時間在正己烷和正十六烷之間的揮發性有機化合物。TVOC的測量方法按《HJ/T 400-2007車內揮發性有機物和醛酮類物質采樣測定方法》中的規定進行。世界衛生組織將揮發性有機物（VOC）定義為在常壓下、沸點為50～260℃的各種有機化合物。由于其單組份濃度低，因此常用TVOC表示其總量。TVOC大多數都有毒性，其對人體危害主要包括：散發不適臭味、引起炎癥與過敏反應以及具有神經毒性等。空氣中多種VOC的存在也可能發生相互作用，這樣會對直接暴露在其中的人體健康帶來更大危害[1]。世界衛生組織（WHO）、美國國家科學院/國家研究理事會（NAS/NRC）等機構一直強調TVOC是一類重要的空氣污染物。

2 汽車風管TVOC來源

汽車TVOC是由車內非金屬材料及零部件散發而來[2]。風管作為車內較大的非金屬零部件，對于整車的TVOC有一定貢獻。國內多數車企對于TVOC的管控方式大多都是逐級分解，即從整車到零部件再到原材料，通過層層把控來實現整車TVOC的管控，給消費者提供環保健康的車內環境[3]。

風管生產工藝較簡單，主要涉及到吹塑和注塑兩種。風管的主要材料是HDPE，此次用于對比的這部分零部件重量是A，采用的是吹塑工藝。中間除霜風管及部分地板風道由于零部件形狀原因，吹塑不能制作，因此采用的注塑工藝，材料用的是PP-TD20，此次用于對比的這部分零部件重量B。HDPE及PP-TD20均有部分需要粘PU海綿（自帶膠粘），PU海綿的重量大概C。

從風管的材質上看，PU海綿（自帶膠粘）重量很小（占比約為1%），自帶的膠粘量很薄，而且HDPE和PP-TD20材質都有用海綿粘。因此可以從HDPE和PP-TD20兩方面去考慮風管總成的TVOC來源，HDPE的重量約為PP-TD20重量的12倍。

3 重量差異對汽車風管TVOC的影響

因為風管總成的TVOC是HDPE和PP-TD20兩種材質影響的，HPDE的重量占風管總成約92%，PP-TD20的重量占風管總成約8%。為了解重量對風管總成TVOC的的影響，進行了以下兩組試驗：

a、測試了整套風管總成（重量D）的TVOC值，和將PP-TD20材料的中間除霜風管/地板風道2及左右地板風道去除之后（去除之后重量E）的TVOC值。去除之后的重量約占整套風管總成的重量的75%。由于將PP-TD20材料完全去除，這一組測試的數據可以體現只有HDPE材料的情況下，風管總成的TVOC表現如何。以及75%的HDPE材料，其TVOC表現是否是風管總成的TVOC測試值的75%。

b、在a方案的基礎上，增加對照測試：僅去除PP-TD20材料的中間除霜風管/地板風道2，3組試驗的重量分別是：全套風管總成（D）、去除PP-TD20材料及部分HDPE材料的風管（F）、僅去除PP-TD20材料的風管（G）。這一組測試的數據除可以驗證第一組的測試外，還能進一步分析HDPE材料的減少，對風管總成的TVOC影響大小。

a組試驗零件明細見表1：

b組試驗零件明細見表2：

注：a組、b組試驗中測試的零件是同一廠家同一時間生產的一批風管隨機抽的樣件進行測試。先進行a組試驗，在得到a組試驗的結果后，想要進一步對比HDPE材料的減少，對風管總成TVOC影響的大小，才開始的b組試驗。a組和b組使用的是同一零件廠家不同批次的零件。

a組試驗：

按照將樣件放進2000L袋子里，在65℃加熱2小時后進行VOC及醛酮類的采樣。測試數據見表3：

a組試驗圖譜差異如圖1：

a組試驗結論：

1.D比E的重1.25kg，TVOC減少1471ug/m3;

2.全套的全譜共120個揮發物質峰，減重的全譜共76個揮發物質峰，揮發性物質種類上有明顯差異，兩個樣品差異峰的結果相差1084ug/m3，差異峰占兩個樣品結果差異的主要部分。

3.兩個樣品揮發物一致的化合物中有80%的化合物結果差異在70%以內，減重對大部分化合物結果沒有呈現明顯的降低趨勢。

4.由于減重去除了PP-TD20這個材料，剩余的材料兩個樣品中均存在，推測TVOC差異主要可能是PP-TD20導致。

b組試驗：

按照將樣件放進2000L袋子里，在65℃加熱2小時后進行VOC及醛酮類的采樣。測試數據見表4：

b組試驗圖譜差異如圖2：

b組試驗結論：

1.D比F重1.25kg，D比G重0.55kg，減重不同，但TVOC結果接近;

2.分析F和G，兩個圖譜相似度較高。

3.對照未減重和減重后得圖譜，發現揮發性物質種類上有明顯差異。

4.由于F和G兩個減重都去除了PP-TD20這個材料，F減重多了HDPE這種材料，但F和G結果差異不大，所以很大可能減重導致TVOC減少的主要來源于 PP-TD20 這個材料。

5.按照測試結果推斷，風道TVOC結果中PP-TD20占比約為30%，HDPE約為70%。

4 結語

風管總成作為汽車內非金屬零部件的一個重要組成部分，而且使用空調的過程中空氣都要經過風管，風管總成的TVOC偏高將會直接影響乘員的健康。重量對風管的TVOC影響很小，影響風管TVOC的主要還是風管的材料。改善風管總成的TVOC性能，應從風管的材料本身入手，而不是考慮不同車型間的風管總成的重量差異。不管是HDPE還是PP-T20，從基材的聚合制備、混料改性、擠出造粒、干燥后處理、注塑成型到最終使用，每個過程都會有部分TVOC釋放[4]。因此，從以上幾個方面入手，每個環節都增加TVOC的控制措施，最終風管總成的TVOC將得到較好的改善。

參考文獻：

[1]尤可為，葛蘊珊.轎車內微環境空氣污染狀況的實驗研究，北京理工大學學報，2008，（4）.

[2]劉垚均，張營，達偉偉.車內空氣質量開發與管控方式的研究[J]，汽車實用技術，2020，（02）.

[3]張大強，莫國慶.乘用車車內空氣質量控制淺談[J]，時代汽車，2020（14）.

[4]徐偉，李艷華.低VOC低密度的PP材料應用于薄壁內飾件的可行性研究，汽車實用技術，2018，（18）.