零部件VOC检测方法的介绍与差异分析

孟超 袁磊磊 薛振荣 刘召瑞 贾毅超

摘 要：为保证整车车内空气质量满足国标GB/T27630-2011《乘用车内空气质量评价指南》的要求，将整车VOC控制目标分解到内饰各个零部件。目前各主机厂常用的汽车内饰零部件VOC检测方法有德系车企的气候箱法和日系车企的采样袋法两大类，针对检测原理、检测对象、采样过程对2种不同的檢测方法做重点介绍。

关键词：气候箱法;采样袋法;内饰零部件

中图分类号：U463.8  文献标识码：B  文章编号：1671-7988（2019）12-138-03

Abstract： In order to ensure the vehicle interior air quality meet the national standard GB/T27630-2011 "air quality in passenger car evaluation guide" requirements， the vehicle VOC control target decomposition to the interior parts. Currently used car interior parts each forms a VOC detection methods have car companies climate box method and Japanese automa -kers sampling bags method， in view of the detection principle， object detection， sampling process to focus on two different detection methods do.

Keywords： climate box; sample bag; interior trim parts

1 前言

随着经济社会的快速发展和人们生活水平的日益提高，汽车已经成为人们日常生活中不可缺少的重要交通工具。汽车给人们生活带来方便的同时，车内空气污染也会危害驾驶员与乘客的身体健康。2017年12月31日GB/T27630《乘用车内空气质量评价指南》起正式实施。在管理制度方面，工信部形成了以“信息备案、定期抽检、技术引导”为核心的管理框架。面对日益完备的标准和管理体系，各大汽车企业面临的车内VOC管控压力与日俱增，因此汽车企业针对国标要求制定了汽车内饰零部件的VOC检测和控制技术标准以改善车内空气质量。

2 零部件VOC检测方法的种类及介绍

汽车内饰零部件VOC含量检测方法大致分为两种即采样袋法、气候箱法。采样袋法主要被日系主机厂（丰田、日产）及其合资企业采用，袋子法是将待测的样品放入聚氟乙烯采样袋中，该采样袋本身要求不含有VOC，然后将密封的采样袋放入步入式恒温箱中在65℃下加热2h，用固相吸附剂进行吸附后，利用气质联用（GC-MS）和高效液相色谱（HPLC）分别对苯类物质和醛酮类组分定性、定量分析。气候箱法是将零部件放入一个1m3实验箱内，在规定的温度、湿度和空气交换率条件下对放入1m3试验箱的零部件进行处理。处理过程中零部件散发的VOC物质在试验箱内与洁净空气混合均匀，到达规定时间时通过采集口采集箱内气体，进而对零部件释放出的有机物与冷凝物进行定性及定量分析，1m3气候箱与聚氟乙烯采样袋如图1所示。

3 采样袋法检测方法介绍

3.1 测试原理

将内饰零部件置于密闭的采样袋中在规定的温度下加热2h后，利用TENAX管采集一定体积的气体的气体样品，样品中的苯类物质被捕集在采样管中。利用干燥的惰性气体吹扫采样管后经二次脱附进入毛细管气相色谱质朴联用仪，从而对苯类组分进行定性与定量分析。利用DNPH管采集一定的气体样品，样品中的醛酮组分的被捕集的采样管中，然后用乙腈进行洗脱，采用高效液相色谱对醛酮组分进行定性、定量分析，采样袋法试验装置示意图如图2所示。

3.3 试验过程

将待检测的零部件样品放入采样袋内，向样袋中充入其容积50%的氮气，然后连接聚四氟乙烯管、采样管和采样泵，将步入式恒温箱加热到60℃，将零部件样品分批迅速放入步入式恒温箱中，关闭步入式恒温箱门时开始计时，加热时间为2小时。记录采样时间、采样人员及样件原始信息等，保温2h后分别抽取气体样品。采样过程中步入式恒温箱保持加热状态，按照放入样件的顺序采集样本，TENAX与DNPH各采集两支，其中一支备用。采集苯类物质的采样泵流量要求在200ml/min，采集醛酮类物质的采样泵流量要求在800ml/ min，采样时间为15min。每采好1个样品管后，采样后如果不能立即进行分析，应用封口膜封好，并用铝箔包好且放在黑暗处（10℃）保管，保管期不能超过7天。采样完成后，将装有样件的采样袋拿出步入式恒温箱再取出样件，最后将采样袋外翻在烘箱80℃下老化不低于12h。采样泵、步入式恒温箱、DNPH采样管、TENAX采样管、聚四氟乙烯管实物如图3所示。

4 气候箱法检测方法介绍

4.1 测试原理

气候箱法的试验空间是1个体积为（1±0.05）m3的密闭空间，内部装有调节空气均匀度的装置和样品支架。为了调节空气交换率，试验箱体上安装有进气管和排气管。供气单元提供压缩空气，通过湿度调节装置加湿后，进入箱内加热和循环，箱内保持正压，通过排气装置进行空气交换。箱内留有取样和监测气路用于VOC物质检测。采样装置如图4所示。气候箱材质要求内壁镜面不锈钢占暴露面积95%以上，温度要求室温至200℃，偏差小于±0.5℃，湿度调节装置：偏差小于±5%RH，气密性要求1000Pa正压下，泄漏小于0.001m3/min。

4.2 试验过程

试验过程分四个阶段：

准备阶段：设置设备参数，对检测舱的温度和湿度进行调节，确保温度为（70±1）℃、湿度为（5±2）%。放置样件：试验前30min将检测舱温度调节至（65±0.5）℃，然后将试样样品放入检测舱内，密封检测舱。

第一阶段：VOC采集阶段（可采集苯类和醛酮类物质，也可采集胺类物质，乙二醇醚）。

第二阶段：冷凝雾化试验阶段。

注：整个测试过程，均有FID在线监测记录总挥发物浓度。使用试验气体（丙烷）和氮气对火焰离子探测仪进行校准。

5 不同检测方法的比较

气候箱法与采样袋法的比较见表1。

6 结语

总体而言，采样袋法是一种较为简便的测量零部件VOC含量的采样方法，适合汽车企业和零部件供应商对零部件的VOC含量进行检测和控制。气候箱法能更好地模拟内饰件在整车内的状态，但由于该方法测试成本较高且测试效率较低，因此也存在一定的局限性。综合来看，采样袋法和气候箱法各有优缺点，但都不失为管控汽车内饰零部件VOC的推荐测试方法。

参考文献

[1] 王亮，黄江玲，刘丹丹，汽车内饰零部件及其材料VOC含量分析的采样方法，汽车工艺与材料，2012，12：12-17.

[2] 孙成武，陈林萍，曹维，采样袋法检测汽车内饰零部件VOC及结果分析[J].检测与维修，2014，6：16-18.

[3] GB/T27630乘用车内空气质量评价指南[S].2011.