温度对VOC散发特性研究

2018-05-26邓俊杰程健胡隽隽单丹丹孔俊黄家奇

汽车实用技术 2018年8期

邓俊杰，程健，胡隽隽，单丹丹，孔俊，黄家奇

（安徽江淮汽车集团股份有限公司技术中心，安徽合肥 230601）

前言

针对车内挥发性有机化合物（VOC），GB/T 27630-2011《乘用车内空气质量评价指南》采用标准环境对车内苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯、甲醛、乙醛、丙烯醛八项有害物质进行检测[1,2]；为节约检测周期及成本等，结合车辆实际应用特点，主机厂较多采用高温条件对零部件 VOC进行管控[3,4]，以实现整车合规，但温度对VOC散发性能影响研究较少[5,6,7]。本试验通过对不同温度条件下不同用材零部件及整车的VOC性能进行分析，研究温度对VOC散发特性影响。

1 试验部分

1.1 试验部件及主要用材

门槛总成：主要用材 PP+EPDM-T20；立柱总成：主要用材PP+EPDM-T20及POM；顶棚：主要用材PU板+无纺布；地毯：主要用材PET纤维；座椅：主要用材PVC皮革+PU发泡。

1.2 主要仪器设备

气相色谱质谱联用仪（GC-MS）和高效液相色谱仪（HPLC）：安捷伦科技有限公司；整车及零部件 VOC环境舱：东莞市升微机电设备科技有限公司；2000L袋子：宁波环测实验器材有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 零部件VOC散发性能研究试验方法

（1）常温试验方法：参考 Q/JQ 11159《车内零部件挥发性有机物要求及测试方法》（检测温度和密闭时间进行调整），在2000L袋子中25℃条件下密闭16h后对零部件VOC散发性能进行分析；

（2）高温试验方法：依据 Q/JQ 11159《车内零部件挥发性有机物要求及测试方法》，在2000L袋子中65℃条件下密闭2h后对零部件VOC散发性能进行分析。

1.3.2 整车VOC散发性能研究试验方法

（1）常温试验方法：按照HJ/T 400-2007《车内挥发性有机物和醛酮类物质采样测定方法》标准进行试验，车内温度25℃；

（2）高温试验方法：参考ISO 12219-1：2012《道路车辆车内空气第1部分：整车试验环境舱法》[8]，在400W/m2±50W/m2红外加热4h后进行VOC数据采集（车内温度55℃）。

2 结果与讨论

2.1 温度对零部件VOC散发性能研究

表1 不同温度条件下零部件VOC散发性能分析结果

表2 不同零部件VOC散发增加量对比分析结果

表3 不同VOC散发物质沸点

从表1结果可以看出：相比常温16h的VOC物质散发集聚，门槛在高温2h条件下，甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯、甲醛、乙醛等 VOC散发物质均有不同程度的增加，其中甲苯散发增加量最大，达37.7ug/m3；立柱在高温条件下散发物质也有增加，其中甲醛散发增加量最大，达33.8ug/m3；其他部件（顶棚、地毯、座椅）高温条件下，散发物质有明显上升，其中座椅甲醛散发增加量显著增加，达356.5ug/m3，相比常温条件，散发量增加28.9倍，这是由于甲醛沸点较低，只有-19.5℃，受温度影响极易挥发。

从表2中结果可以看出：不同零部件VOC散发增加量存在较大差异，其中门槛和立柱部件主要为塑料材质，在25-65℃范围内挥发性物质扩散受温度影响程度小，散发增加量平均只有23.9 ug/m3和22.5 ug/m3，而软内饰部件（顶棚、地毯、座椅）主要采用纤维、皮革或发泡等材质，含有较多孔洞，表面积大，利于VOC散发，在研究温度范围内VOC物质扩散受温度影响严重，导致散发增加量明显增加，最大达136.7 ug/m3；对比塑料部件，软内饰部件（顶棚、地毯、座椅）VOC散发单项物质随温度升高VOC增加显著增大，同时由于甲醛、乙醛温度敏感性高，易挥发，导致软内饰部件醛类物质增加尤为明显。

2.2 温度对整车VOC散发性能研究

表4 不同温度条件下整车VOC散发性能分析结果

备注：表4中的平均值为去除苯和丙烯醛后的其余6种VOC散发物质的对应平均值。

从表4结果可以看出：高温条件下，车内甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯、甲醛、乙醛等 VOC散发物质均有不同程度的上升，增加平均值为173 ug/m3，其中甲醛挥发增加量最大，达492ug/m3，增加倍数为17.6；由此可见，车内温度上升，车内醛类物质会加速释放，同时对比表 2，可推断其主要来源为车内软内饰部件散发。

对比整车及零部件 VOC散发性能，高温条件均会加剧整车及零部件 VOC物质的释放，且醛类物质受温度影响程度更大。