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汽车零部件VOC检测方法介绍

T107283

2017/07/03

私聊

其他消费品检测

文/吴倩（华测检测团队）
前言
挥发性有机物（VOC）会显著影响室内空气质量，这一专业名词被广泛应用于诸多工业领域，并日益引发人们关注。随着工业的发展和汽车的普及，人们在车内花费的时间越来越多，但车内空间相对狭小，密闭性好，如果有大量VOC散发（如苯类、醛类），极有可能引起人体产生病变、癌症，胎儿畸形等等。此外，VOC还会产生刺激性的气味，严重危害驾乘人员的身体健康。车内VOC的主要来源是车内的各种零部件（如座椅、地毯）和材料（如PP、PET），故严格、全面地管控车内零部件或者材料的VOC散发才能有效降低车内环境的VOC含量。
我国VOC管控标准主要针对整车，但降低或者减小车内VOC散发最有效的手段是降低车内零部件或者材料的VOC散发。目前零部件和材料的VOC管控暂时还没有国家标准，各企业通过制定相应的企业标准自行管控。关于零部件VOC散发，行业内主要的测试方法是袋式法和箱式法，本文主要介绍其测试原理和方法。
1 袋式法
袋式法测试的原理：根据测试零部件的不同，选择大小合适的Tedler材质的袋子（一般袋子的大小有10L、50L、100L、200L、500L、1000L、2000L），将样品放入袋子内，用密封条密封，抽真空后充入一定体积的高纯氮气，放入设定好温度和湿度的恒温恒湿舱内加热一定时间后，再采集袋子内的气体进行上机分析。
目前袋式法国际标准是2012年发布的ISO-12219-2-2012《Screening method for the determination of the emissionsof volatile organic compounds from vehicle interior parts and materials-Bagmethod》，主要测试的VOC项目为：苯，甲苯，二甲苯，乙苯，苯乙烯，甲醛，乙醛，丙烯醛，TVOC等。此外，袋式法测试有很多整车厂的企标，原理基本类似，只是在测试参数和VOC项目会有所不同。ISO的测试方法具体如表1所示。

表1 ISO-12219-2-2012袋式法测试方法

ISO-12219-2-2012车内部件和材料挥发性有机物和醛酮类物质采样测定方法
适用范围	汽车内饰件
袋子大小	10L
取样	100cm2
袋子空白要求	甲醛≤0.075μg/bag，其余单个VOC物质≤0.05μg/bag
测试过程	采样袋在测试前老化干净，放入样品，用密封条密封后抽真空，充入50%采样袋体积的高纯氮气，之后将采样袋放入65℃的恒温恒湿舱加热2h。
采样	用TENAX管采集VOC，采集1L气体；用DNPH管采集醛酮，采集3L气体。
测试	TEANX管用ATD-GCMS测试VOC，DNPH管用乙腈洗脱后，洗脱液用HPLC测试醛酮。

图1 放入样品并抽真空

图2 充入高纯氮气

图3 样品加热

图4 袋式法采样

2 箱式法
箱式法的测试原理：将测试零部件置于理想混合状态的1m³试验箱中，控制箱内温度、湿度及空气交换速率进行特定气候条件下的状态调节，零部件散发出的有机物在箱中不断循环，一定时间后通过采集箱内气体进而对零部件释放出的VOC进行定性及定量分析。此外，箱式法测试一般都配备有FID（离子火焰法碳氢分析仪），可监测随着测试时间的推移，箱内零部件散发出来的碳氢化合物浓度的变化趋势。
目前箱式法主要采用的是国际标准ISO-12219-4-2013《Methodfor the determination of the emissions of volatile organic compounds fromvehicle interior parts and materials-Small chamber method》。一般测试的VOC项目为：苯，甲苯，二甲苯，乙苯，苯乙烯，甲醛，乙醛，丙烯醛，TVOC。箱式法测试也有诸多企标，测试参数和VOC项目有所不同，但主要设备和原理都相同。ISO的测试方法具体如表2所示。

表2ISO-12219-4-2013箱式法测试方法

ISO-12219-4-2013车内零部件挥发性有机物和醛酮类物质采样测定方法
适用范围	汽车内饰件
箱子大小	1m³
测试过程	箱子老化清洁后，设置箱内温度为65℃，湿度为5%，气体交换率为0.4h^-1，待各参数稳定后，采集箱内的空白进行分析。分析出的空白满足标准要求后将样品放入箱内加热4h，采集箱内的气体上机分析。
箱子空白要求	目标物浓度应小于样品中目标物测试值的10%
采样	TENAX管采集VOC，通常采样流量会设置为100ml/min，采集体积为3L，用DNPH管采集醛酮，采样流量为400ml/min，采集体积为12L。
测试	TEANX管用ATD-GCMS测试VOC，DNPH管用乙腈洗脱后，洗脱液用HPLC测试醛酮。

图1 设定好测试参数

图2 放入样品

图3 箱式法采样
箱式法另一常用标准是德国汽车工业联合会发布的VDA276-2005《Determinationof Organic Substances as Emitted from Automotive Interior Products Using a 1m³Test Chamber》，VDA的原理和测试过程基本与ISO相同，本文就不再详细介绍。

结语
袋式法和箱式法都是汽车检测行业测试车内零部件VOC散发相对可靠的方法，不同点在于，袋式法可选择不同规格的采样袋，是一个静态密封测试过程，可同时进行多个采样袋不同样品的测试，该方法测试效率比较高；箱式法的箱子体积是固定的，可模拟在车内动态气体循环条件下，随着时间的推移，零部件VOC的散发趋势和散发达到一个动态平衡时的各VOC组分的浓度。客户可根据测试目的的不同，选择合适的零部件VOC测试方法。