汽车内饰材料有机挥发性物质的检测与评价

孟 娜，袁爱春，袁 泓

（1.上海旷达篷垫汽车内饰件有限公司，上海200070；2.上汽大众汽车有限公司，上海201815）

汽车内饰材料有机挥发性物质的检测与评价

孟 娜1，袁爱春2，袁 泓2

（1.上海旷达篷垫汽车内饰件有限公司，上海200070；2.上汽大众汽车有限公司，上海201815）

汽车内饰中存在一定量的挥发性气体，这些气体中常含有甲醛、苯等危害人体健康的物质。对汽车内饰材料有机挥发性物质的测试包含整车的挥发性有机物含量测试和内饰材料的挥发性有机物测试。介绍了常用采样袋法、检测舱法、顶空法、热分析法和甲醛挥发法对车辆内饰材料挥发性有机物检测的五种方法，并对各种方法的优缺点进行了评价。

采样袋法；挥发性有机物；汽车内饰

Abstract:There is a certain amount of volatile gas in the automotive interior materials of the car,which contains formaldehyde,benzene and other substances that are harmful to human health.The test of organic volatile substances in automotive interior materials includes the testing of volatile organic substances in the whole vehicle and the interior materials.The common detection methods such as sample bags,detection module,head space method,thermal analysis method and formaldehyde volatilization method to detectthe volatile organic substances of vehicle interior materials are introduced.The advantages and disadvantages of various detection methods are evaluated.

Key words:sampling bag method,organic volatile substances,automotive interior materials

0 引言

汽车内饰部件主要有隔热垫、遮阳板、顶蓬、整车地垫、前舱隔热垫、尾箱垫、天窗滑板等，这些汽车内饰中存在一定量的挥发性有机物（VOC），此类有机化合物气体对人体有害，会影响驾驶者和乘坐人员的身体健康，如吸入过量的苯类物质会引起白血病，而这类物质主要来源于汽车内饰的黏合胶、人造皮革、喷漆面等材料，汽车内饰中的座椅套及车门衬板等针织品则会产生甲醛。上述挥发性物质不但造成人体危害，而且还可以在汽车挡风玻璃以及窗户上凝集，对驾驶员的视野造成影响，严重的威胁到行车安全。所以，要严格控制挥发性有机物的产生，对汽车内饰材料进行挥发性物质测试也是十分必要的。

1 汽车VOC含量检测

不同车系对VOC含量检测采用不同的测试标准，日系车辆则使用《车内VOC试验方法》，德国车系使用德国大众PV3938标准，俄罗斯车辆使用俄罗斯GOST R 51206—2004《车内空气污染物评价标准及测试》标准。目前我国的相关测试标准为2007年推出的《车内挥发性有机物和醛酮类物质采样测试方法》。

2008年国家环境保护总局颁布了HJ/T 400—2007《车内挥发性有机物和醛类物质采样测定方法》测试标准[1]。该标准规定的测试环境温度为（25.0±1.0）℃，测试相对湿度为（50±10）%。该测试标准有以下5点注意事项：①待检测的车辆所处的测试环境需要符合相关规定；②待检测车辆须为检验合格后下线约28日的，车辆内部不能覆盖物品；③需要将车辆的车门、车窗全部打开后静置6 h以上；④受检车辆在测试前的准备期间安装好采样装置并符合规定的测试条件；⑤受检车辆测试期间需要关闭所有门窗，密闭16 h后开始采集。

2 检测方法与评价

为了保证车辆内饰材料的空气质量符合GB/T 27630—2011《乘用车内空气质量评价指南》要求，车辆企业需控制汽车内饰材料及零部件的VOC释放量，这就需要对汽车内饰进行采样及样品检测分析。在不同的车辆企业中对于测定不同的有机化合物有着不同的检测手段。目前主要有采样袋法、检测舱法、顶空法、热分析法和甲醛挥发法。

2.1 采样袋法

日系车辆企业常使用采样袋法检测总成、零部件或材料的VOC释放量，并且可以同时检测醛酮类物质和苯烃类物质。具体采样方法和要求可参照HJ/T 400—2007《车内挥发性有机物和醛酮类物质采样测定方法》中关于空气VOC含量分析的标准，这样总成、零部件或材料的VOC释放量就可以与整车空气质量的标准建立对应关系[2]。

采样袋法简单易行，但是测试需要消耗的DNPH吸附管为一次性材料，因而除检测舱法外，采样袋法的检测成本最高，并且使用的次数也有限制。总的来说，简便的采样袋法适合汽车企业或零部件供应商的例行监测与产品质量安全控制。

2.2 检测舱法

大多数德国系车（大众、宝马和奔驰公司）、美系车（通用公司）及合资企业习惯于使用检测舱法来检测汽车内饰释放的VOC含量。试验空间采用一个体积为（1±0.05）m3、且可以调节空气均匀度装置的密封空间，并在内部安装有样品支架[3]。试验箱体安装上有进气管及排气管以改变内部的空气交换率。进入检测舱的压缩空气需要调节控制湿度，且在检测前需要利用氮气及丙烷进行火焰离子探测仪的校准。

检测舱法能够检测的有机化合物种类是最多的，不仅能够检测苯烃类、醛酮类有机化合物外，而且能够进行雾化检测。但是，检测舱法对密封要求很高，且舱体内部的表面材料要求使用既不能吸附VOC，也不能产生VOC的不锈钢材料，所以检测舱法的投资成本及使用成本都是最高的，配置这类设备一般只有实力较强的大汽车企业或第三方实验室。

2.3 顶空法

欧系汽车企业及国内部分自主品牌汽车企业常使用顶空法检测内饰材料中苯烃类挥发性有机物，检测分析在项空进样器和气相色谱仪中完成。具体操作过程为：首先裁取2 g材料样品投入20 mL的顶空瓶中，置于温度为120℃条件下恒温1 h，然后利用注射器从顶空瓶中抽取足量气体，最后使用气相色谱仪和FID检测器检测分析得到材料样品的VOC释放量[4]。

顶空法的取样检测简单，投资成本低，顶空瓶可以重复利用，检测成本也低，且顶空法的检测结果比热解析法更具有一致性和代表性。但是目前市面上流行的顶空法分析设备只包含气相色谱仪与FID检测器，而FID检测器只能检测汽车内饰材料中总挥发性有机物的成分含量，却很难分析出每一种苯烃类组分含量。

2.4 热解析法

欧系汽车企业除使用顶空法测试内饰材料中苯烃类挥发性物质外，还采用热解析法检测汽车内饰材料的苯烃类VOC释放量。以标志雪铁龙集团（PSA）公司的D 10 5495《热解析/色谱/质谱分析法对汽车座舱内饰材料的挥发性有机化合物的量化评价》为例对热解析法的检测过程进行说明：首先裁取10～30 mg的内饰材料样品投入至热解析管里，然后将其放入相应仪器中，在90℃恒温条件下保持30 min，这个过程中样品散发出的VOC通过传输线通入气质联用仪，最终各种苯烃类挥发性物的含量和总的VOC含量即可通过气质联用仪分析得到[5]。

用热解析法来检测汽车内饰材料有机挥发物含量，可以节约分析测试成本，仪器耗材重复利用率高，同时也降低了检测成本，对批量生产的样品检测和分析十分有利，因而也适用于国内汽车企业对VOC含量的检测。

2.5 甲醛挥发法

检测汽车内饰材料中醛酮类挥发物含量常采用甲醛挥发法。甲醛挥发法的具体操作为：将50 mL去离子水注入干净的500 mL广口瓶；汽车内饰材料或零部件裁取尺寸大小为60 mm×30 mm的样品，并在广口瓶内悬挂1根细铁丝，样品放置时可接触瓶子内壁和去离子水；密封广口瓶使用酚醛树脂瓶塞，将广口瓶置于温度为60℃的恒定温烘箱中3 h，并在室温条件下静置4 h后，从中吸取9 mL溶液注入容量为10 mL试管中，同时注入浓度为6.1 mol/L的DNPH溶液1 mL使其充分反应，然后用吸液管移取反应后的溶液并注入液相色谱仪中进行分析检测。

甲醛挥发法是目前汽车内饰材料挥发物质检测手段中最为常用的一种方法，检测分析所使用的仪器为分光光度计，但得到的检测结果只显示甲醛类物质的成分。如果所用分析仪器为液相色谱仪，则可以同时实现对样品中醛酮类挥发物质的检测。

3 结论

总体来讲，当前汽车内饰材料有机挥发物检测标准中有关取样程序过于繁杂，检测设备投资成本和设备维护费用较高。因而应加强测试手段的研究和检测程序的简化，寻找一种简单易行的VOC测试方法，从而降低检测成本、提高检测准确性和缩短检测时间。同时还可以借鉴国外相关行业对汽车内饰材料VOC的检测经验，并与我国汽车内饰挥发性有害物质现状结合起来，使我国汽车内饰材料的VOC检测逐渐实现规范化和高效化。

[1] 王玉,于淼.检测汽车内饰非金属材料挥发物质单体气味的方法,CN104807904A[P].2015.

[2] 韩璐.基于层次分析法的汽车内饰材料挥发性有机物（VOC）的表征与综合评价[D].东华大学,2015.

[3] 陈林,朱慧敏.顶空法检测汽车内饰材料VOC方法探讨[J].广东化工,2015,42（23）:180-181.

[4] 杨欣卉,刘丽琴.汽车装饰用皮革材料挥发性有害物质（VOCs）的测定[J].西部皮革,2011,33（2）:18-21.

Detection and evaluation of organic volatile substances in automotive interior materials

MENG Na1，YUAN Aichun2，YUAN Hong2

(1.Shanghai Kuangda Pengdian Automobile Interiors Co.,Ltd.,Shanghai 200070,China;2.Shanghai Volkswagen Co.,Ltd.,Shanghai 201815,China )

TS107

A

1001-7046（2017）04-0005-03

2017-06-12

孟娜（1983-），女，工程师，硕士研究生，主要从事汽车内饰纺织品的研发和管理工作。