付鑫,李海青，任明輝，郭秋彥

吉利汽車研究院(寧波)有限公司,浙江寧波 315000

0 引言

新車異味抱怨對(duì)于廣大乘用車群體來(lái)說(shuō)早已不再陌生，POWER新車質(zhì)量研究調(diào)研數(shù)據(jù)表明國(guó)人在對(duì)汽車空氣健康的關(guān)注不僅停留在車內(nèi)化學(xué)物質(zhì)含量符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，而且需要車內(nèi)空氣愉悅度的整體提升，如何將車內(nèi)異味降至最低是國(guó)內(nèi)主機(jī)廠的重要任務(wù)。解決車內(nèi)異味問(wèn)題首先需要辨別氣味類型及來(lái)源，才能夠從根本上解決問(wèn)題。一般通過(guò)人的鼻子來(lái)辨別異味，氣味辨別是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的過(guò)程，氣味分子進(jìn)入到鼻腔與嗅腺分泌物相結(jié)合，刺激鼻腔中雙極嗅細(xì)胞，進(jìn)一步發(fā)生一系列物理和化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而刺激大腦嗅覺(jué)中樞神經(jīng)而產(chǎn)生嗅覺(jué)信號(hào)。整車氣味是由多種不同的氣味混合組成，形成了“1+1?2”的嗅覺(jué)效果，或產(chǎn)生新的氣味類型，或不同氣味物質(zhì)相互之間被掩蓋等情況。當(dāng)氣味評(píng)價(jià)人員進(jìn)入車內(nèi)想要進(jìn)一步辨識(shí)氣味類型與來(lái)源時(shí)，因嗅覺(jué)的適應(yīng)性而使氣味評(píng)價(jià)員無(wú)法進(jìn)一步準(zhǔn)確溯源,為客觀分析氣味來(lái)源帶來(lái)了諸多困難。

由此可見(jiàn)，僅僅依靠人的鼻子進(jìn)行整車氣味溯源是有一定局限性的。針對(duì)以上問(wèn)題，本文采用GC-MS與HPLC客觀數(shù)據(jù)分析手段來(lái)協(xié)助整車氣味溯源進(jìn)一步提升氣味類型與來(lái)源的準(zhǔn)確性，這樣可以更準(zhǔn)確地幫助主機(jī)廠來(lái)提升整車氣味，從而提升整車氣味愉悅度。

1 整車異味溯源方案

1.1 試驗(yàn)方案

選取異味抱怨一直處于較高狀態(tài)的車型作為研究對(duì)象，整車內(nèi)異味難以描述具體類型，單個(gè)零件評(píng)價(jià)與整車無(wú)法準(zhǔn)確對(duì)應(yīng)，整改方向也不清晰，對(duì)該整車進(jìn)行全譜分析，采樣標(biāo)準(zhǔn)使用HJ/T400。選取車內(nèi)8大類氣味關(guān)鍵影響零部件：主副儀表板、門板、頂棚、前圍隔音墊、地毯、座椅、行李艙隔板裝飾板、立柱，對(duì)這8種零部件進(jìn)行總成級(jí)VOC揮發(fā)性測(cè)試，并找出整車與零部件的特征性氣味物質(zhì)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

結(jié)合氣味10級(jí)制，以氣味相圖的6個(gè)特征點(diǎn)，即嗅覺(jué)感知閾值(ODT)、嗅覺(jué)識(shí)別閾值(ORT)、時(shí)間加權(quán)平均接觸限值(TLV-TWA)、短期暴露接觸限值(TLV-STEL)、安全上限接觸限值(TLV-C)、小鼠50%呼吸抑制值(RD50)構(gòu)建各化合物氣味強(qiáng)度等級(jí)模型,實(shí)現(xiàn)基于氣味相圖的分子級(jí)氣味溯源分析，找出最有整改價(jià)值的化學(xué)物質(zhì)。氣味強(qiáng)度等級(jí)模型如圖1所示，10級(jí)制氣味及氣味6個(gè)特征點(diǎn)對(duì)應(yīng)說(shuō)明見(jiàn)表1。

圖1 氣味強(qiáng)度等級(jí)模型

表1 10級(jí)制氣味及氣味6個(gè)特征點(diǎn)對(duì)應(yīng)說(shuō)明

1.2 試驗(yàn)儀器及試劑等

整車環(huán)境采樣倉(cāng)：晟微型號(hào)SEWTH-A-2670S、安捷倫氣質(zhì)聯(lián)用儀型號(hào)Agilent7890A/5975C、高效液相色譜儀型號(hào)島津LC-20A；

零件采樣倉(cāng)：晟微型號(hào)V-BIR-24；

Tedlar采樣袋：大林德林；500 L(門板、行李艙隔板裝飾板),1 000 L(儀表板、副儀表板、前圍隔音墊),2 000 L(座椅、頂棚、地毯、立柱)；

DNPH管：藍(lán)色海貝；

乙腈：HPLC級(jí) 4 L/瓶，安譜。

2 溯源結(jié)果及分析

通過(guò)GC-MS和HPLC對(duì)整車內(nèi)揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行定性定量分析，之后將化學(xué)物質(zhì)同氣味強(qiáng)度等級(jí)模型進(jìn)行對(duì)應(yīng)，分析結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 整車氣味強(qiáng)度等級(jí)模型分析結(jié)果

表2中數(shù)據(jù)氣味等級(jí)小于10級(jí)的物質(zhì)主要有：乙苯、二甲苯、十三烷、十九烷、2，6，10-三甲基十二烷、2，2，4，6，6-五甲基庚烷、2，6-二甲基十一烷、甲苯、丙酮。

本文對(duì)主、副儀表板、門板、頂棚、前圍隔音墊、地毯、座椅、行李艙隔板裝飾板等8種零部件進(jìn)行總成級(jí)VOC揮發(fā)性測(cè)試，通過(guò)GC-MS與HPLC分析得出各零件所揮發(fā)出的化學(xué)物質(zhì)，并進(jìn)一步將各零部件與整車氣味關(guān)鍵物質(zhì)進(jìn)行一一對(duì)應(yīng)。零部件揮發(fā)性有機(jī)物含量分布見(jiàn)表3。

表3 零部件揮發(fā)性有機(jī)物含量分布 單位: μg/m3

從整車與零部件氣味揮發(fā)性有機(jī)物一一對(duì)應(yīng)后得出:最具整改價(jià)值的零件為門板(乙苯、二甲苯、2,2,4,6,6-五甲基庚烷、丙酮、甲苯)和前圍(十三烷、2,6,10-三甲基-十二烷、2，6-二甲基-十一烷、甲苯);十九烷未從此次試驗(yàn)中的總成零件中測(cè)出。

據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)可知，乙苯、二甲苯、甲苯具有苯類芳香氣味；2,2,4,6,6-五甲基庚烷、十一烷、十二烷、十三烷具有清香，芳香氣味；丙酮具有微香氣味。

進(jìn)一步舉例探究門板與整車異味匹配揮發(fā)性有機(jī)物來(lái)源與改善方式。其中2,2,4,6,6-五甲基庚烷一般用作化學(xué)試劑、精細(xì)化學(xué)品、醫(yī)藥中間體、材料中間體，并非原材料原料或輔料所含有的物質(zhì)，推斷為反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的中間體。門板揮發(fā)性有機(jī)物用途及來(lái)源見(jiàn)表4。

表4 門板揮發(fā)性有機(jī)物用途及來(lái)源

對(duì)門板中懷疑對(duì)象單獨(dú)進(jìn)行了50、1 000 L袋子法VOC測(cè)試，加熱條件為60 ℃、2 h，使用門板扶手基材做純基材、噴修補(bǔ)漆、噴清洗劑、無(wú)膠水包覆件、膠水A包覆件、膠水B包覆件。

門板可疑子零件揮發(fā)性有機(jī)物含量見(jiàn)表5,表中ND為未檢出。

表5 門板可疑子零件揮發(fā)性有機(jī)物含量 單位:μg

從測(cè)試數(shù)據(jù)可看出乙苯存在于所有試驗(yàn)樣品中，沒(méi)有明顯異常偏高數(shù)據(jù)，故整車中乙苯可判定為零件散發(fā)累積而來(lái)。而甲苯可明顯看出來(lái)自于膠水B，二甲苯來(lái)自于清洗劑與修補(bǔ)漆，丙酮來(lái)自于A膠水，進(jìn)一步查找A膠水MSDS，發(fā)現(xiàn)其丙酮含量占比70%～90%。

針對(duì)樣品中存在的問(wèn)題，提出了改進(jìn)方案：膠水可根據(jù)不同部位的基材來(lái)選擇合適的水性膠及相應(yīng)工藝，從而降低甲苯與丙酮的含量;禁止使用溶劑型清洗劑來(lái)清洗零件，改用酒精擦拭;禁止使用修補(bǔ)漆，通過(guò)修改模具來(lái)減少外觀缺陷，該問(wèn)題在前期開(kāi)發(fā)時(shí)即應(yīng)避免。

3 結(jié)束語(yǔ)

對(duì)整車及總成零部件進(jìn)行客觀化學(xué)分析，借助氣味物質(zhì)嗅閾值與氣味強(qiáng)度相結(jié)合的氣味強(qiáng)度等級(jí)模型，得出整車氣味關(guān)鍵影響物質(zhì)，并將其與總成零件中的化學(xué)物質(zhì)一一對(duì)應(yīng)起來(lái)，從而選出最具有整改價(jià)值的零件，進(jìn)一步根據(jù)化學(xué)分析手段得到的化學(xué)物質(zhì)，快速找到正確的整改方向，使整車氣味改善由主觀走向客觀。