浅谈重量对风道TVOC的影响

莫国庆　莫启思　湛雷

摘 要：本文介绍了重量对风道的TVOC的影响，分析了不同材料不同重量对风道TVOC的贡献大小。

关键词：重量 风道 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简介

TVOC（总挥发性有机化合物）是指：利用Tenax GR或Tenax TA采样，非极性色谱柱（极性指数小于10）进行分析，保留时间在正己烷和正十六烷之间的挥发性有机化合物。TVOC的测量方法按《HJ/T 400-2007车内挥发性有机物和醛酮类物质采样测定方法》中的规定进行。世界卫生组织将挥发性有机物（VOC）定义为在常压下、沸点为50～260℃的各种有机化合物。由于其单组份浓度低，因此常用TVOC表示其总量。TVOC大多数都有毒性，其对人体危害主要包括：散发不适臭味、引起炎症与过敏反应以及具有神经毒性等。空气中多种VOC的存在也可能发生相互作用，这样会对直接暴露在其中的人体健康带来更大危害[1]。世界卫生组织（WHO）、美国国家科学院/国家研究理事会（NAS/NRC）等机构一直强调TVOC是一类重要的空气污染物。

2 汽车风管TVOC来源

汽车TVOC是由车内非金属材料及零部件散发而来[2]。风管作为车内较大的非金属零部件，对于整车的TVOC有一定贡献。国内多数车企对于TVOC的管控方式大多都是逐级分解，即从整车到零部件再到原材料，通过层层把控来实现整车TVOC的管控，给消费者提供环保健康的车内环境[3]。

风管生产工艺较简单，主要涉及到吹塑和注塑两种。风管的主要材料是HDPE，此次用于对比的这部分零部件重量是A，采用的是吹塑工艺。中间除霜风管及部分地板风道由于零部件形状原因，吹塑不能制作，因此采用的注塑工艺，材料用的是PP-TD20，此次用于对比的这部分零部件重量B。HDPE及PP-TD20均有部分需要粘PU海绵（自带胶粘），PU海绵的重量大概C。

从风管的材质上看，PU海绵（自带胶粘）重量很小（占比约为1%），自带的胶粘量很薄，而且HDPE和PP-TD20材质都有用海绵粘。因此可以从HDPE和PP-TD20两方面去考虑风管总成的TVOC来源，HDPE的重量约为PP-TD20重量的12倍。

3 重量差异对汽车风管TVOC的影响

因为风管总成的TVOC是HDPE和PP-TD20两种材质影响的，HPDE的重量占风管总成约92%，PP-TD20的重量占风管总成约8%。为了解重量对风管总成TVOC的的影响，进行了以下两组试验：

a、测试了整套风管总成（重量D）的TVOC值，和将PP-TD20材料的中间除霜风管/地板风道2及左右地板风道去除之后（去除之后重量E）的TVOC值。去除之后的重量约占整套风管总成的重量的75%。由于将PP-TD20材料完全去除，这一组测试的数据可以体现只有HDPE材料的情况下，风管总成的TVOC表现如何。以及75%的HDPE材料，其TVOC表现是否是风管总成的TVOC测试值的75%。

b、在a方案的基础上，增加对照测试：仅去除PP-TD20材料的中间除霜风管/地板风道2，3组试验的重量分别是：全套风管总成（D）、去除PP-TD20材料及部分HDPE材料的风管（F）、仅去除PP-TD20材料的风管（G）。这一组测试的数据除可以验证第一组的测试外，还能进一步分析HDPE材料的减少，对风管总成的TVOC影响大小。

a组试验零件明细见表1：

b组试验零件明细见表2：

注：a组、b组试验中测试的零件是同一厂家同一时间生产的一批风管随机抽的样件进行测试。先进行a组试验，在得到a组试验的结果后，想要进一步对比HDPE材料的减少，对风管总成TVOC影响的大小，才开始的b组试验。a组和b组使用的是同一零件厂家不同批次的零件。

a组试验：

按照将样件放进2000L袋子里，在65℃加热2小时后进行VOC及醛酮类的采样。测试数据见表3：

a组试验图谱差异如图1：

a组试验结论：

1.D比E的重1.25kg，TVOC减少1471ug/m3;

2.全套的全谱共120个挥发物质峰，减重的全谱共76个挥发物质峰，挥发性物质种类上有明显差异，两个样品差异峰的结果相差1084ug/m3，差异峰占两个样品结果差异的主要部分。

3.两个样品挥发物一致的化合物中有80%的化合物结果差异在70%以内，减重对大部分化合物结果没有呈现明显的降低趋势。

4.由于减重去除了PP-TD20这个材料，剩余的材料两个样品中均存在，推测TVOC差异主要可能是PP-TD20导致。

b组试验：

按照将样件放进2000L袋子里，在65℃加热2小时后进行VOC及醛酮类的采样。测试数据见表4：

b组试验图谱差异如图2：

b组试验结论：

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

2.分析F和G，两个图谱相似度较高。

3.对照未减重和减重后得图谱，发现挥发性物质种类上有明显差异。

4.由于F和G两个减重都去除了PP-TD20这个材料，F减重多了HDPE这种材料，但F和G结果差异不大，所以很大可能减重导致TVOC减少的主要来源于 PP-TD20 这个材料。

5.按照测试结果推断，风道TVOC结果中PP-TD20占比約为30%，HDPE约为70%。

4 结语

风管总成作为汽车内非金属零部件的一个重要组成部分，而且使用空调的过程中空气都要经过风管，风管总成的TVOC偏高将会直接影响乘员的健康。重量对风管的TVOC影响很小，影响风管TVOC的主要还是风管的材料。改善风管总成的TVOC性能，应从风管的材料本身入手，而不是考虑不同车型间的风管总成的重量差异。不管是HDPE还是PP-T20，从基材的聚合制备、混料改性、挤出造粒、干燥后处理、注塑成型到最终使用，每个过程都会有部分TVOC释放[4]。因此，从以上几个方面入手，每个环节都增加TVOC的控制措施，最终风管总成的TVOC将得到较好的改善。

参考文献：

[1]尤可为，葛蕴珊.轿车内微环境空气污染状况的实验研究，北京理工大学学报，2008，（4）.

[2]刘垚均，张营，达伟伟.车内空气质量开发与管控方式的研究[J]，汽车实用技术，2020，（02）.

[3]张大强，莫国庆.乘用车车内空气质量控制浅谈[J]，时代汽车，2020（14）.

[4]徐伟，李艳华.低VOC低密度的PP材料应用于薄壁内饰件的可行性研究，汽车实用技术，2018，（18）.