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。

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?
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。
表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 |
表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 |
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。
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。
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。
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。
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。
成分全谱分析结果:
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-辛醇为TOTM的合成原料,癸醇、丁醇则可能为工业原料中的杂质。
零部件管控思路:
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。
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。
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,也不是一两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。
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