門板揮發性有機物質溯源分析

楊冬梅

（上海樂來汽車分析測試有限公司，上海 201319）

隨著人們生活質量的提高，對車內空氣質量關注越來越多，而汽車內飾件揮發性有機物是影響車內空氣質量的主要原因之一。隨著科技的進步，內飾件的材料種類變得更為多元化，對整車VOC的貢獻也將加大，因此內飾件供應商開展零部件的揮發性有機物（VOC）管控顯得尤為重要。門板作為汽車的重要零部件，對整車的VOC有著較大貢獻，本文通過分解門板內飾件的主要部件，研究各組分和原材料對門板VOC的貢獻量，為門板內的揮發性有機物的管控提供參考方向。

1 門板揮發性有機物溯源分析注意事項

多方面研究表明，汽車內飾材料揮發性物質受時間、溫度、環境影響較大，在進行門板揮發性有機物溯源分析時為了保證結果的可靠性，在各個環節均需要嚴格把控。

1.1 分析過程中樣品的時間及包裝要求

所有的樣品在下線后24h進行包裝，統一采樣鋁箔袋進行包裝，每個樣品單獨包裝，確保整個運輸過程中不受污染，測試前需要再次確認樣品的包裝狀態完好。

樣品到實驗室后，同一級別的子零件和材料分別同一天進行測試。

1.2 分析過程中樣品的溫度要求

樣品生產、儲存、測試環境控制在室溫，減少溫度對門板揮發性物質的影響。采用同一運輸供應商，減少運輸批次，最大限度地減少運輸過程中溫度的差異。

1.3 分析過程中環境的管控

對樣品敞開狀態的環境進行揮發性物質的監控分析，確保樣品不被污染。

1.4 樣品的進樣量

樣品的進樣量盡量和零部件的實際使用量保持一致，塑料板的面積依據零部件的面積進行統一換算。

其中PP門基板面積換算后大約0.686m2，ABS上裝骨架、中嵌骨架、扶手骨架面積換算后大約0.5m2，注塑板材實際試驗按照換算后的面積進行。

1.5 樣品的取樣量

一種零部件和材料要在同一批次產品中選擇兩個平行樣，以防分析的失效，進一步的驗證。

2 門板揮發性有機物溯源分析

揮發性有機物溯源基本思路是將門板進行拆解，門板及拆解后的子零件和材料均采用2 000L袋式法測試，對數據以及圖譜進行對照分析，從而找到門板各揮發性有機物的貢獻源。

本文采用的門板主要拆解成4個子零件及1個二級子零件。拆解后的4個子零繼續進行材料分解歸類，最終分解成6種材料。實際實驗使用了高、中、低配三種門板，具體的拆解圖見圖1。

圖1 門板拆解圖

2.1 實驗方法

參照ISO12219—2-2012的測試方法，分析化合物依據GB/T 27630—2011要求的五苯，TVOC和三醛，包含苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯、TVOC，甲醛、乙醛、丙烯醛。

所有的零部件以及材料放入2 000L采樣袋中，充入1 200L高純氮氣，65℃條件下加熱2h，使零部件或材料中的揮發性有機物散發到袋內的氣體中，加熱結束后，采用TENAX管以及DNPH管采集氣體，其中TENAX管以200mL/min的流速采集3L體積的氣體，DNPH管以800mL/min的流速采集12L氣體。使用TDS-GCMS對TENAX管進行分析，得到苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯、TVOC的含量，使用HPLC對DNPH洗脫液進行分析，得到甲醛、乙醛、丙烯醛的含量。

2.2 實驗結果

對門板及其分解子零件和材料采用2000L袋式法進行測試分析。三種配置的門板分析結果以及限值要求如表1所示。

表1 不同配置門板VOC結果

從表1可以看出，門板揮VOC處于較高水平，根據門板的VOC管控要求，中低配的二甲苯、三種配置的甲醛以及高配的乙醛都超過限值要求，門板揮發性物質的溯源分析需要著重于找到這三種揮發性有機物的主要貢獻源。

不同配置的VOC結果可以看出，高配門板的醛類物質明顯高于中低配門板，這可能是因為高配門板中使用了真皮材料，真皮包覆工藝中使用了黏膠劑進行復合。

2.2.1 低配門板實驗結果分析

低配門板分析結果如表2所示。

表2 低配門板材料及零件的VOC濃度

2.2.2 中配門板實驗結果分析

中配門板分析結果如表3。

表3 中配門板材料及零件的VOC濃度

2.2.3 高配門板實驗結果分析

高配門板分析結果如表4所示：

表4 高配門板材料及零件的VOC濃度

2.2.4 門板溯源結果分析

低、中、高配門板檢測結果顯示，揮發性有機物有檢出的有甲苯、二甲苯、乙苯，苯乙烯、甲醛、乙醛，這些揮發性有機物由多個子零件及材料共同貢獻。根據高、中、低配門板各揮發性有機物對應貢獻源可以看出，不同配置的門板相同揮發性有機物的貢獻源大致相同，具體匯總見表5。

表5 不同揮發性有機物的各子零件及材料貢獻匯總表

甲苯的主要貢獻材料是泡棉，泡棉實際生產工藝中封閉于門基板中，復合成門基板以后甲苯的檢測結果下降明顯。子零件扶手對甲苯的貢獻明顯大于其他子零件，因此扶手是甲苯的最主要貢獻源。

二甲苯的各部件及材料測試結果均衡，沒有明顯突出的貢獻源，由TPO皮、扶手PVC皮、TPO上裝、PP門基板、PP板材這些子零件及材料共同作用，TPO的貢獻相對顯著。高配中未采用TPO部件，二甲苯的檢測結果未有明顯降低，可能是真皮部件生產工藝引入。

乙苯的中低配門板的主要貢獻源是TPO上裝。高配門板由ABS板材、PP門基板共同作用。

苯乙烯產生的主要原因是ABS塑料加熱分解，所以主要貢獻源是ABS板材及注塑件。

甲醛的主要貢獻源是PP門基板以及泡棉，泡棉中含有大量的甲醛，即便是處于封閉的一個狀態仍然會揮發出大量甲醛。高配門板引入了真皮材料，真皮部件生產過程中有可能也引入了部分的甲醛，所以導致高配門板的甲醛比中低配的高。

乙醛在中低配的門板中未檢出。高配門板使用了真皮上裝，導致了乙醛的檢出。

門板TVOC的主要揮發源為PP門基板，PP塑料以及泡棉均有較大貢獻。

3 結論

門板不同揮發性有機物的貢獻源不同，均是由多個子零件及材料共同作用產生，同時生產工藝也會影響揮發性有機物。對于不同VOC的管控采取的方式不同，有主要貢獻源的著重管控主要貢獻源零部件，如門板中的甲醛、苯乙烯，沒有主要貢獻源的，所有共同作用的部件及材料均需管控。進行溯源分析后可以更加準確地指導門板生產過程中揮發物有機物的管控，為后續門板揮發性有機物的改進提供了方向。