门板挥发性有机物质溯源分析

杨冬梅

（上海乐来汽车分析测试有限公司，上海 201319）

随着人们生活质量的提高，对车内空气质量关注越来越多，而汽车内饰件挥发性有机物是影响车内空气质量的主要原因之一。随着科技的进步，内饰件的材料种类变得更为多元化，对整车VOC的贡献也将加大，因此内饰件供应商开展零部件的挥发性有机物（VOC）管控显得尤为重要。门板作为汽车的重要零部件，对整车的VOC有着较大贡献，本文通过分解门板内饰件的主要部件，研究各组分和原材料对门板VOC的贡献量，为门板内的挥发性有机物的管控提供参考方向。

1 门板挥发性有机物溯源分析注意事项

多方面研究表明，汽车内饰材料挥发性物质受时间、温度、环境影响较大，在进行门板挥发性有机物溯源分析时为了保证结果的可靠性，在各个环节均需要严格把控。

1.1 分析过程中样品的时间及包装要求

所有的样品在下线后24h进行包装，统一采样铝箔袋进行包装，每个样品单独包装，确保整个运输过程中不受污染，测试前需要再次确认样品的包装状态完好。

样品到实验室后，同一级别的子零件和材料分别同一天进行测试。

1.2 分析过程中样品的温度要求

样品生产、储存、测试环境控制在室温，减少温度对门板挥发性物质的影响。采用同一运输供应商，减少运输批次，最大限度地减少运输过程中温度的差异。

1.3 分析过程中环境的管控

对样品敞开状态的环境进行挥发性物质的监控分析，确保样品不被污染。

1.4 样品的进样量

样品的进样量尽量和零部件的实际使用量保持一致，塑料板的面积依据零部件的面积进行统一换算。

其中PP门基板面积换算后大约0.686m2，ABS上装骨架、中嵌骨架、扶手骨架面积换算后大约0.5m2，注塑板材实际试验按照换算后的面积进行。

1.5 样品的取样量

一种零部件和材料要在同一批次产品中选择两个平行样，以防分析的失效，进一步的验证。

2 门板挥发性有机物溯源分析

挥发性有机物溯源基本思路是将门板进行拆解，门板及拆解后的子零件和材料均采用2 000L袋式法测试，对数据以及图谱进行对照分析，从而找到门板各挥发性有机物的贡献源。

本文采用的门板主要拆解成4个子零件及1个二级子零件。拆解后的4个子零继续进行材料分解归类，最终分解成6种材料。实际实验使用了高、中、低配三种门板，具体的拆解图见图1。

图1 门板拆解图

2.1 实验方法

参照ISO12219—2-2012的测试方法，分析化合物依据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采样袋中，充入1 200L高纯氮气，65℃条件下加热2h，使零部件或材料中的挥发性有机物散发到袋内的气体中，加热结束后，采用TENAX管以及DNPH管采集气体，其中TENAX管以200mL/min的流速采集3L体积的气体，DNPH管以800mL/min的流速采集12L气体。使用TDS-GCMS对TENAX管进行分析，得到苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯、TVOC的含量，使用HPLC对DNPH洗脱液进行分析，得到甲醛、乙醛、丙烯醛的含量。

2.2 实验结果

对门板及其分解子零件和材料采用2000L袋式法进行测试分析。三种配置的门板分析结果以及限值要求如表1所示。

表1 不同配置门板VOC结果

从表1可以看出，门板挥VOC处于较高水平，根据门板的VOC管控要求，中低配的二甲苯、三种配置的甲醛以及高配的乙醛都超过限值要求，门板挥发性物质的溯源分析需要着重于找到这三种挥发性有机物的主要贡献源。

不同配置的VOC结果可以看出，高配门板的醛类物质明显高于中低配门板，这可能是因为高配门板中使用了真皮材料，真皮包覆工艺中使用了黏胶剂进行复合。

2.2.1 低配门板实验结果分析

低配门板分析结果如表2所示。

表2 低配门板材料及零件的VOC浓度

2.2.2 中配门板实验结果分析

中配门板分析结果如表3。

表3 中配门板材料及零件的VOC浓度

2.2.3 高配门板实验结果分析

高配门板分析结果如表4所示：

表4 高配门板材料及零件的VOC浓度

2.2.4 门板溯源结果分析

低、中、高配门板检测结果显示，挥发性有机物有检出的有甲苯、二甲苯、乙苯，苯乙烯、甲醛、乙醛，这些挥发性有机物由多个子零件及材料共同贡献。根据高、中、低配门板各挥发性有机物对应贡献源可以看出，不同配置的门板相同挥发性有机物的贡献源大致相同，具体汇总见表5。

表5 不同挥发性有机物的各子零件及材料贡献汇总表

甲苯的主要贡献材料是泡棉，泡棉实际生产工艺中封闭于门基板中，复合成门基板以后甲苯的检测结果下降明显。子零件扶手对甲苯的贡献明显大于其他子零件，因此扶手是甲苯的最主要贡献源。

二甲苯的各部件及材料测试结果均衡，没有明显突出的贡献源，由TPO皮、扶手PVC皮、TPO上装、PP门基板、PP板材这些子零件及材料共同作用，TPO的贡献相对显著。高配中未采用TPO部件，二甲苯的检测结果未有明显降低，可能是真皮部件生产工艺引入。

乙苯的中低配门板的主要贡献源是TPO上装。高配门板由ABS板材、PP门基板共同作用。

苯乙烯产生的主要原因是ABS塑料加热分解，所以主要贡献源是ABS板材及注塑件。

甲醛的主要贡献源是PP门基板以及泡棉，泡棉中含有大量的甲醛，即便是处于封闭的一个状态仍然会挥发出大量甲醛。高配门板引入了真皮材料，真皮部件生产过程中有可能也引入了部分的甲醛，所以导致高配门板的甲醛比中低配的高。

乙醛在中低配的门板中未检出。高配门板使用了真皮上装，导致了乙醛的检出。

门板TVOC的主要挥发源为PP门基板，PP塑料以及泡棉均有较大贡献。

3 结论

门板不同挥发性有机物的贡献源不同，均是由多个子零件及材料共同作用产生，同时生产工艺也会影响挥发性有机物。对于不同VOC的管控采取的方式不同，有主要贡献源的着重管控主要贡献源零部件，如门板中的甲醛、苯乙烯，没有主要贡献源的，所有共同作用的部件及材料均需管控。进行溯源分析后可以更加准确地指导门板生产过程中挥发物有机物的管控，为后续门板挥发性有机物的改进提供了方向。