汽车内饰塑料材质的气味评价结果分析

2023-02-11房亚杰

时代汽车 2023年2期

房亚杰

上海华测品正检测技术有限公司上海市 201100

1 引言

随着当前社会的快速发展和生活水平的不断提高，人们对健康关注度越来越高。这一转变表现为消费者在选购汽车的时候，不再局限于车的性能，更加看重健康环保。车内气味作为消费者进入车内最直观感受到的信息，其好坏严重影响着消费者的选择。据中汽中心统计的数据显示：截止2021 年9 月底，我国车内异味累计投诉量高达28583 宗，其中，2021 年1-9 月有2500 多位车主实名投诉，对一些汽车品牌形象造成了负面影响。汽车内的气味主要是车内材料散发的有机物导致，要想在源头上改善车内气味环境，制造商必然在车内饰材料的选择上下功夫，汽车内外饰也愈来愈成为人们关注的焦点，不仅要实用还要外观漂亮安全，由于塑料质量轻、性能好，塑料材料就成为汽车厂商的新宠，成型性好、价格便宜、广泛使用的塑料[1-2]有很多品种，聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸酯（PMMA）、丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚酰胺（PA）、聚碳酸酯（PC）、聚甲醛（POM）、共混材质等，由于聚甲醛塑料散发对人的鼻粘膜有很大的刺激，一般不做气味评价。本文分析的塑料材质主要是PP、PC、PMMA、ABS、共混材质等，并对它们的气味评价结果进行分析，得到不同温度、不同取样量下的气味强度值分布，并统计了各个评价值的占比，以此初步判断塑料材质的异味散发性。

2 车内气味评价方式

气味评价是车内空气质量管控的基础环节，目前不同汽车企业气味评价方法也各有不同，对气味强度和舒适度的关注点也各有侧重。材料气味检测方法[3-7]分为三类。德系方法: 以德国汽车工业协会标准 (VDA 270)为基础，该方法是国内使用最多的材料气味检测方法，该方法的突出特点是样品加热有三个温度梯度，分为干态和湿态，气味评价只有强度评价，分六个等级。美系方法：以通用汽车企业标准 (GMW 16818) 为代表，该方法的突出特点是气味强度分为十个等级。目前吉利采用的气味评价等级与美系标准相近，但吉利在4 级-7 级增加了半级的评价体系。日系方法：以丰田汽车企业标准《非金属材料的气味质量》为代表，该方法的突出特点是材料气味评价包含初始气味评价和老化后气味评价，取样方法更为精细，气味评价包含了强度、愉悦度、类型等多个维度。目前，我国主机厂的车内气味管控标准方法各异、种类繁杂，本文就以VDA 270 标准中的试验温度为基础，六级强度分析车内饰塑料材质的气味值，气味评价等级见表1。

表1 气味评价等级

3 试验

3.1 主要实验仪器

恒温鼓风干燥箱，型号DHG-9203A和LRH-250；电子天平，型号JA3003；1L 气味测试瓶，厂家宁波环测。

3.2 实验材料的选取

汽车内饰常用的塑料材料广泛的应用在仪表板本体、副仪表板本体、门板本体、遮阳板和立柱饰板等，试验取样主要按照A类:10g，B 类:20g 和C 类：200cm2。

3.3 实验步骤

时效处理条件（见表2），采用方案试验参见相关规范。

表2 样品预处理方式

方案1、2：准备好测试容器并检查是否干净，无气味，在测试容器内放入50mL（1L 气味瓶）去离子水，以保证整个实验在湿态中进行，将测试样品放在气味瓶内的不锈钢支架上，必要时可使用铁丝网进行固定,避免与水直接接触。在整个测试过程中，确保盖子与容器间的密封，将测试容器放置于（23±2）℃/（40±2）℃的烘箱中恒温均（24±1）h。

方案3：准备好测试容器并检查是否干净，无气味，在整个测试过程中，确保盖子与容器间的密封，将测试容器放置于（80±2）℃的烘箱中恒温2h±10min。

3.3.1 气味嗅辨

（23±2）℃、（40±2）℃处理的测试样品从烘箱中取出时应立即嗅辨，（80±2）℃条件下预处理的样品应从烘箱中取出后冷却至（60±5）℃后再组织嗅辨。嗅辨时将盖子的一侧打开约45°，嗅辨完成后迅速将盖子盖紧。

4 气味评价结果分析

4.1 取样量为A 类：10g

当样品是弹簧夹头、塞子、接管、卡扣等小零件时，取样量为10g，分别汇总了3个温度点的气味评价结果，如图1-图3。

图1 试样在23℃的气味评价值分布

图2 试样在40℃的气味评价值分布

图3 试样在80℃的气味评价值分布

在23℃湿态的实验中，分析了120 个塑料材质的试样，这些塑料的气味评价结果的平均值为2.4 级，按照靠半级的修约方式，修约后结果为2.5 级，评价值在2.0 级的占35.0%，评价值在2.5 级的占53.3%，占了一半，评价值在3.0 级的占10.0%，评价值在3.5 的占0.8%，大于3.5 级的是个例，占0.8%。

在40℃湿态的实验中，分析了99 个塑料材质的试样，这些塑料的气味评价结果的平均值为2.8 级，按照靠半级的修约方式，修约后结果为3.0 级，评价值在2.5 级的占50.5%，占比最重，评价值在3.0 级的占37.4 级%，评价值在3.5 级的占10.1%，评价值大于3.5 级的占2.0%。

80℃干态的实验中，分析了111 个塑料材质的试样，这些塑料的气味评价结果的平均值为3.3 级，按照靠半级的修约方式，修约后结果为3.5 级，评价值在3.0 级的占54.1%，评价值在3.5 级的占34.2%，评价值在4.0 级的占6.3%，评价值在4.5-5.0级的占4.5%。

由图1、图2 分析可得：在取样量为10g 的湿态实验中，23℃的气味值主要集中在2.0 级-2.5 级占比之和为88.3%，40℃的气味值主要集中在2.5 级-3.0 级，占比之和为87.9%。由图1-图3 分析的结果可得：取样量为10g 时，试验温度升高，气味评价值均值也增大，这也说明高温有利于物质的挥发，这些挥发物对气味值有一定的贡献。

4.2 取样量为B 类：20g

当样品是扶手、烟灰缸、扶栏、变速杆防尘罩、遮阳板等中等部件，取样量为20g，实验室分别分析了3 个温度点的气味评价结果，如图4-图6。

图4 试样在23℃的气味评价值分布

图5 试样在40℃的气味评价值分布

图6 试样在80℃的气味评价值分布

23℃湿态的实验中，分析了140 个塑料材质的试样，这些塑料的气味评价结果的平均值为2.4 级，按照VDA270 修约方式，修约后结果为2.5 级，评价值在2.0 级的占37.1%，评价值在2.5 级的占49.3%，评价值在3.0 级的占11.4%，大于3.5 级占2.1%。

40℃湿态的实验中，分析了149 个塑料材质的试样，这些塑料的气味评价结果的平均值为2.8 级，按照靠半级的修约方式，修约后结果为3.0 级，评价值在2.0 级的占极少数只有0.68%，评价值在2.5 级的占51.3%，占比最大，评价值在3.0 级的占32.9%，评价值在3.5 级的占15.1%。

80℃干态的实验中，分析了150 个塑料材质的试样，这些塑料的气味评价结果的平均值为3.3 级，按照靠半级的修约方式，修约后结果为3.5 级，评价值在3.0 级的占46.0%，评价值在3.5 级的占46.0%，评价值在4.0 级的占6.7%，评价值在4.5 级的占1.3%。

由图4、图5 分析可得：在取样量为20g 的湿态实验中，23℃的气味值主要集中在2.0 级-2.5 级占比之和为87.0%，40℃的气味值主要集中在2.5 级-3.0 级，占比之和为84.2%。由图4-图6 分析的结果可得：取样量为20g 时，试验温度升高，气味评价值均值也增大，这与取样量为10g 的气味评价值相比，取样量的变化并没有影响气味均值的改变。

4.3 取样量为C 类：200cm2

当样品是隔热隔音材料、座椅、泡沫材料、顶棚、地毯等大面积使用的材料时，样品厚度比较薄时，取样量为200cm2，实验室分别分析了3 个温度点的气味评价结果，如图7-图9。

图7 试样在23℃的气味评价值分布

图8 试样在40℃的气味评价值分布

图9 试样在80℃的气味评价值分布

23℃湿态的实验中，分析了79 个塑料材质的试样，这些塑料的气味评价结果的平均值为2.5 级，修约后结果为2.5 级，评价值在2.0 的占20.5%，评价值在2.5 级的占63.6%，评价值在3.0 级的占13.6%,评价值在3.5 级的是个例占2.3%。

40℃湿态的实验中，分析了98 个塑料材质的试样，这些塑料的气味评价结果的平均值为2.9，按照靠半级的修约方式，修约后结果为3.0，评价值在2.5 的占32.7%，评价值在3.0 的占46.9%，评价值在3.5 的占19.4%，评价值在4.0 的占1.0%。

80℃干态的实验中，分析了127 个塑料材质的试样，这些塑料的气味评价结果的平均值为3.4，按照靠半级的修约方式，修约后结果为3.5。评价值在3.0 的占29.1%，评价值在3.5 的占56.7%，评价值在4.0 的占13.4%，评价值在5.0 的占0.8%。

由图7、图8 分析可得：在取样量为200cm2的湿态实验中，23℃的气味值主要集中在2.0 级-2.5 级占比之和为84.1%，40℃的气味值主要集中在2.5 级-3.0 级，占比之和为79.6%。由图7-图9 分析的结果可得：取样量为200cm2时，试验温度升高，气味评价值均值也增大，这与取样量为10g 和取样量为20g 的气味评价值相比，取样量的变化对气味均值是有影响的。现在很多车企对气味结果的修约方式是取平均值靠近半级（与VDA270 一样），我们发现当温度点相同时，取样量对修约值注1无影响（见图10）。