劉娟　王若鑫　賈珍珍

摘 要：本研究采用了一種多離子在線質(zhì)譜儀快速分析汽車零部件中的VOCs散發(fā)物質(zhì)，并與傳統(tǒng)分析儀器GCMS/HPLC的結(jié)果進(jìn)行比較。結(jié)果顯示，兩組分析結(jié)果之間具有良好的相關(guān)性，從而說明多離子在線質(zhì)譜儀能夠被應(yīng)用于汽車零部件中VOCs散發(fā)的快速掃描測試，為汽車VOCs管控提供一種全新的快速分析方法。

關(guān)鍵詞：內(nèi)飾零部件 VOCs散發(fā) 快速分析方法

Research on VOCs Emission from Automotive Interior Parts by Rapid Analysis Method

Liu Juan，Wang Ruoxin，Jia Zhenzhen

Abstract：In this study， a selected ion flow tube mass spectrometry was used for rapid analysis of VOCs emitted from automotive parts， and the results were compared with those of traditional analysis method GCMS/HPLC. The results show that there is a good correlation between the two analysis results， which shows that the selected ion flow tube mass spectrometry can be applied to the rapid scanning test of VOCs emission in automotive parts， and provide a new fast analysis method for the control of automotive VOCs.

Key words：automotive interior parts， VOCs emission， rapid analysis method

1 汽車VOCs快速分析方法介紹

汽車內(nèi)飾物如儀表板、方向盤、座椅、地毯、頂棚等零部件釋放出的VOCs是車內(nèi)空氣中VOCs的主要來源，如要從源頭解決車內(nèi)空氣質(zhì)量問題就必須控制汽車內(nèi)飾物中VOCs的釋放[1]。目前汽車零部件VOCs多種測試方法[2]中，袋式法[3]作為其方法之一，是目前各車廠廣泛采用的控制VOCs散發(fā)的主要測試手段。

本研究以袋式法為基礎(chǔ)，測試了多種汽車內(nèi)飾零部件中的揮發(fā)性有機(jī)物VOCs的散發(fā)濃度。

采用了一種多離子在線質(zhì)譜儀Selected Ion Flow Tube Mass Spectrometry（以下簡稱“SIFT-MS”）[4]作為分析設(shè)備。該設(shè)備是一種直接式質(zhì)譜，通過精準(zhǔn)的化學(xué)離子反應(yīng)來檢測和定量痕量的VOCs物質(zhì)，是一種實(shí)時(shí)、高效分析氣體的理想工具[5]。由于使用了獨(dú)特的多離子組合技術(shù)，對不同目標(biāo)物質(zhì)能夠產(chǎn)生出不同的“指紋”產(chǎn)物，從而實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)同步快速定量分析。同時(shí)與傳統(tǒng)的GCMS/HPLC定量結(jié)果進(jìn)行對照比較，驗(yàn)證了SIFT-MS在汽車內(nèi)飾零部件VOCs測試應(yīng)用中的適用性。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 主要實(shí)驗(yàn)設(shè)備

步入式采樣艙：東莞昇微，V-BIR-78;采樣袋：聚氟乙烯（PVF）薄膜（厚度=0.05mm）;多離子在線質(zhì)譜儀（SIFT-MS）：Syft Technology，Voice 200Ultra;熱脫附氣相色譜質(zhì)譜儀：Markes TD100，Agilent 7890A/5975C;高效液相色譜儀：Thermo Scientific，UltiMate 3000。

2.2 實(shí)驗(yàn)方法

將待測樣品放入2000L袋子中，按照ISO12219-2袋式法前處理流程，沖入氮?dú)夂?，放?5℃的步入式采樣艙內(nèi)，加熱兩個(gè)小時(shí)后，開啟SIFT-MS直接掃描測試袋內(nèi)VOCs濃度值，每袋重復(fù)掃描三次，取其均值作為本樣品的SIFT-MS定量結(jié)果。

在SIFT-MS進(jìn)行掃描測試的同時(shí)，同步使用采樣泵收集袋內(nèi)氣體，分別通過Tenax TA管和DNPH管進(jìn)行VOCs富集，分別通過GCMS和HPLC進(jìn)行定量分析，作為傳統(tǒng)方法定量結(jié)果（以下簡稱“對照組”）。

3 結(jié)果與討論

3.1 選用了同批次的10組后排座椅發(fā)泡樣品進(jìn)行研究。

將樣品分別放入袋內(nèi)，每個(gè)袋同時(shí)使用SIFT-MS與傳統(tǒng)方法兩種方式進(jìn)行定量，取兩種方式的各自10次測試均值進(jìn)行對比，結(jié)果如圖1所示。可以看出：SIFT-MS結(jié)果普遍比對照組結(jié)果稍大，部分原因可能是由于SIFT-MS是一種直接式質(zhì)譜，樣品氣體直接進(jìn)入儀器定量分析，減少了傳統(tǒng)方法中吸附管吸附與脫附的中間過程，損耗相對較小。

3.2 選用不同種類的內(nèi)飾零部件，包括頂棚、座椅、方向盤、IP等共計(jì)20組進(jìn)行研究。將樣品分別放入2000L袋內(nèi)，每個(gè)袋子同時(shí)通過SIFT-MS和傳統(tǒng)方式進(jìn)行定量：

（1）甲苯、乙苯、二甲苯、甲醛、乙醛的SIFT-MS與對照組結(jié)果相關(guān)系數(shù)R2都在0.9以上，說明兩者之間有高度的相關(guān)性。

（2）苯和苯乙烯的SIFT-MS與對照組結(jié)果相關(guān)系數(shù)R2只能達(dá)到0.7以上，相對較低，原因可能是樣品中的測試結(jié)果均較小，導(dǎo)致測試誤差偏大，從而降低了兩者的相關(guān)性。

（3）多種汽車內(nèi)飾零部件的測試結(jié)果均顯示SIFT-MS與對照組結(jié)果保持良好相關(guān)性，說明SIFT-MS這種直接式質(zhì)譜的分析方法能夠適應(yīng)多種基質(zhì)類型，并在復(fù)雜基質(zhì)中保持良好的目標(biāo)物質(zhì)選擇性。

3.3 本研究也分析了丙烯醛的相關(guān)數(shù)據(jù)，但由于受DNPH衍生反應(yīng)效率低的影響[6]，丙烯醛在HPLC方法測試中的結(jié)果均顯示為未檢出，但SIFT-MS方法采用軟電離的形式，不受衍生效率的影響，均能得到一個(gè)陽性結(jié)果。兩種方法的測試結(jié)果無法進(jìn)行對照比較，現(xiàn)有的研究方案還需要進(jìn)一步改善，本文暫時(shí)不對結(jié)果進(jìn)行分析。

4 結(jié)語

本研究發(fā)現(xiàn)，SIFT-MS作為一種快速分析設(shè)備，其定量結(jié)果穩(wěn)定，數(shù)據(jù)可重現(xiàn)，在多種基質(zhì)背景下與GCMS/HPLC的傳統(tǒng)定量結(jié)果之間存在良好的相關(guān)性，同時(shí)，又具有操作簡便、測試快速等顯著優(yōu)勢，使得該設(shè)備能夠在汽車車內(nèi)環(huán)境VOCs管控領(lǐng)域作為一種突破性的補(bǔ)充技術(shù)，擁有廣闊的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)：

[1]王文濤，李莉，劉強(qiáng)，楊安志，趙福全.汽車VOC檢測方法研究[J].2011汽車車身內(nèi)外飾產(chǎn)品及新材料應(yīng)用國際研討會(huì)論文集.2011：101-104.

[2]王艷青，王茜，陳楠.袋式法VOC測試影響因素分析及準(zhǔn)確度提升研究[J].交通工程技術(shù).2016（43）：39-44.

[3]《Interior air of road vehicles-Part 2：Screening method for the determination of the emissions of volatile organic compounds from vehicle interior parts and materials-Bag method》[S] ISO 12219-2.2012.

[4]https：//www.syft.com/.

[5]王若鑫，劉娟，湯品一.汽車內(nèi)飾零部件VOCs快速分析的應(yīng)用[J].時(shí)代汽車2019（08）：118-119.

[6]Christopher Nones，Yan Li，Daniel Milligan，Barry Prince.《Ultra-Trace Real Time VOC Measurements by SIFT-MS for VIAQ》[J] SAE International. Journal of Engines. 2017：volume10，issue4.