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车内空气质量控制,微谱分析助你一臂之力

汽车空气质量、VOC、低气味······这是汽车业内当今的红词、热词,这不仅是对汽车主机厂提出了挑战,也是对整个产品供应链的挑战。当VOC超过一定浓度时,对人体的伤害很大。VOC伤害人的肝脏、肾脏、大脑和神经系统甚至会导致人体血液出问题,患上白血病等其他严重的疾病。 

微谱分析,是指通过微观谱图(光谱、色谱、质谱、能谱、核磁共振谱、热谱等)对未知成分进行分析的技术方法。

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那么哪些化合物会对车内气味产生影响?微谱分析如何管控车内空气质量呢?
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车内气味研究项目背景

车内空气质量控制,微谱分析助你一臂之力

关注问题:

哪些总成/部件/材料的气味贡献最明显?

材料气味的源头物质是什么, 来自哪里?

内饰件如何从源头上改善气味?


整车气味非测试结果揭示


1

气味溯源路径


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2

测试方法简介

气相色谱-嗅闻/质谱联用(GC-O/MS)技术,以GC-MS对挥发性成份进行定性定量分析,辅以人类鼻子感知挥发物的气味味型及强弱,从所有挥发性成份中区分出气味物质,并直观地确定气味物质对整体气味的贡献。

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1. 常用GC-O/MS测试条件

前处理方法

色谱柱

分析方法

热脱附法

非极性柱

稀释分析法

顶空-固相微萃取法

中极性柱

频率检测法

蒸馏萃取法

强极性柱

峰后强度法

大孔吸附法

-

时间强度法

2. 整车采样方法比较

主要采样差异

采样方法

HJ/T 400-2007

非标方法

采样环境

环境舱

室外露天环境

环境温度

25.0℃±1.0℃

42±2℃(曝晒实测)

采样时间

30min

4h

GC-O/MS

浓度太低,分离后的气味几乎无法辨识

浓度提高后,可识别单一气味


3

整车气味非标测试结果揭示

车内空气质量控制,微谱分析助你一臂之力车型一:某合资普通品牌,使用时间7年

1. 曝晒采样得到的TVOC较高。

2. 主要气味物质为芳烃,次要为苯酚、C8/C4醇、环己酮、乙酸酯,气味较小的有醛类和烷烃。车内挥发性成份主要为烷烃类物质,但气味较小。 3. 低温区挥发成份较多。

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车内空气质量控制,微谱分析助你一臂之力车型二:某合资豪华品牌,使用时间2个月

1. 曝晒采样得到的TVOC较低。 

2. 主要气味物质为芳烃,次要为苯酚、 C8醇、丙烯酸酯、苯甲酮和烯烃,另有DMF、丙酮等有机溶剂和醛类。车内挥发性成份主要为烷烃类物质,但气味较小。 3. 低温区挥分性成分占比极小。

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零部件气味溯源方法与结果

车内空气质量控制,微谱分析助你一臂之力试验:

选择某车型仪表板用搪塑PVC材料作为试样,对其进行GC-O/MS气味分析及成分全谱分析,找出气味物质并分析其可能来源。

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车内空气质量控制,微谱分析助你一臂之力GC-O/MS分析结果(方法一):

 1、方法一测得试样中可嗅辨的气味共有134种(左侧为主要气味)。

2、主要气味物质为2-乙基己醇、1-辛醇、癸醇、芳烃、苯甲酮、醛类等,其中三种醇与样品整体气味最相似。

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车内空气质量控制,微谱分析助你一臂之力GC-O/MS分析结果(方法二):

1. 方法二测得试样中可嗅辨的气味共有19种。

2. 主要气味物质为2-乙基己醇、1-辛醇、癸醇、丁醇、二甲苯、苯甲酮、苯酚等,其中醇类与样品整体气味最相似。

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成分全谱分析结果:

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气味溯源:

搪塑PVC材料的主要气味物质为醇类,其主要来源为增塑剂TOTM(偏苯三甲酸三辛酯),2-乙基己醇和1-辛醇TOTM的合成原料,癸醇、丁醇则可能为工业原料中的杂质。

 

气味源管控/改善思路

零部件管控思路:

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关键气味物质限量:

1、气味等级A参考某车企对扰人气味的评价标准。

2、由单一物质的气味等级与浓度对应关系,结合气味测试时材料中该物质的挥发率,推算该物质在材料中的限量。

物质

气味等级A对应气体浓度

2-乙基己醇

0.5μg/L

            1-辛醇

                                0.5μg/L

癸醇

0.7μg/L

物质

试样做标准气味测试时,容器中的气体浓度

2-乙基己醇

0.96μg/L

1-辛醇

0.88μg/L

癸醇

0.78μg/L

 

物质

试样做标准气味测试时,容器中的气体浓度

推算限量

2-乙基己醇

756μg/L

302μg/L

1-辛醇

680μg/L

260μg/L

癸醇

598μg/L

232μg/L

关键原料整改:不同供应商的TOTM对比

例如:通过对比,两家供应商的TOTM原料中,主体原料和杂质的比例有明显差异。

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关键原料整改:TOTM与某款聚酯增塑剂对比

例如:以下两种原料中,低沸点成分有明显差异。但由于主料种类不同,实际应用性能仍需试验。

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微谱分析在汽车材料领域的应用

项目

解析

解决问题

汽车benchmark分析

竞品分析,对目标样品成分进行全成分分析,找到优良性能的根本原因。

1、产品性能与竞品有差距;

2、市场先进产品调研

3、研发周期过长

失效分析

通过微谱分析对功能件失效进行原因寻找,并提供解决方案

1、产品断裂

2、颜色黄变

3、异物析出等

车内气味溯源

确定产生车内气味的物质,找到其来源,并在原材料段进行合理控制。

1、车内空气气味来源

2、改善车内空气质量

成分质控控制

通过成分分析,建立制品材料指纹库,对关键物质进行锁定,对每批次原材料进行指纹匹配、质控。

1、认证合格件与批量件成分不一致

2、长期性能短期判断

3、供应商评价

 

小结:


不管是汽车轻量化还是VOCs、低气味问题,这并非是整车厂单方面的努力能做到的,也不是两家领先的供应商能做到的,这需要全产业链向着创新、绿色环保化转型升级。微谱集团将为各企业在汽车轻量化、VOCs和低气味、汽车benchmark分析、汽车材料失效分析、质控等方面提供更多分析技术支持。


微谱集团简介:


微谱集团(全称:上海微谱化工技术服务有限公司)是材料与化学领域专业的综合型科技服务商,拥有未知成分分析的核心技术——微谱分析,为客户提供五大类业务,包含微观谱图分析、产品设计开发、第三方检测、仪器平台测试、专利策划服务,专注为材料、化学、环保、能源、医药、食品等领域的企业提供有针对性的技术解决方案。 截至2015年12月,已与包括众多500强企业在内的30000多家客户建立了合作,并以每年新增8000家合作客户的速度在增长,服务的地区覆盖全国并积极开拓海外市场。


声明:本文转载自微谱集团,艾邦高分子整理编辑,未经允许不得私自转载。如有技术方面问题,欢迎大家留言交流。联系微谱:021-51036397

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作者 ab