廖文榕

汽車內(nèi)飾材料有機(jī)污染物檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)

廖文榕

福建奔馳汽車工業(yè)有限公司

隨著車內(nèi)環(huán)境以及排放國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)，車內(nèi)空氣污染控制、檢測(cè)與汽車內(nèi)飾環(huán)保材料應(yīng)用，成為整個(gè)汽車行業(yè)迫切需要解決的問(wèn)題。該文以當(dāng)前國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和德國(guó)企業(yè)行業(yè)的技術(shù)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)需求為導(dǎo)向，結(jié)合車內(nèi)主要的有機(jī)污染物來(lái)源，探討如何建立一個(gè)進(jìn)行汽車內(nèi)飾材料有機(jī)污染物檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)室。

汽車 內(nèi)飾材料 有機(jī)污染物 檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn) 實(shí)驗(yàn)室建設(shè)

隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，與汽車息息相關(guān)的污染問(wèn)題也日益突出，主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面，一是汽車排放的尾氣污染物和噪聲對(duì)車外環(huán)境的污染；二是車體材料釋放的有害物質(zhì)造成的車內(nèi)環(huán)境污染。對(duì)于汽車排放污染和噪聲污染，國(guó)家已經(jīng)制定并頒布了相關(guān)法律和一系列汽車大氣污染物、噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)，并實(shí)施了汽車型式核準(zhǔn)、生產(chǎn)一致性檢查和在用車排放檢查制度，對(duì)控制汽車外部環(huán)境污染發(fā)揮了重要作用。對(duì)于車內(nèi)環(huán)境污染，國(guó)家制定了檢測(cè)車內(nèi)空氣污染的標(biāo)準(zhǔn)——HJ/T 400-2007《車內(nèi)揮發(fā)性有機(jī)物和醛酮類物質(zhì)采樣測(cè)定方法》[1]，并從2008年3月1日起正式實(shí)施的。2011年，國(guó)家又出臺(tái)了GB-T 27630-2011《乘用車內(nèi)部空氣質(zhì)量空氣指南》[2]，主要作為新車的車內(nèi)環(huán)境評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，并于2012年3月1日開始實(shí)施。

要改善污染對(duì)環(huán)境的影響，必須從零部件及原材料著手，而零部件產(chǎn)品是否能滿足設(shè)計(jì)要求，首先要通過(guò)檢測(cè)來(lái)評(píng)定，因此，檢驗(yàn)和測(cè)試是選擇、控制及篩選材料的有效途徑；通過(guò)檢測(cè)可以將不符合材料功能要求的產(chǎn)品，重新優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而滿足要求，可以將不符合環(huán)保要求的材料進(jìn)行整改或重新選擇，從而在源頭上將污染控制。

1 車內(nèi)污染物的主要來(lái)源

新車車內(nèi)空氣污染主要來(lái)源有：一是車內(nèi)各種配件，如隔音墊、密封件、橡膠件、塑料件、坐椅等不環(huán)保化學(xué)配方設(shè)計(jì)；二是車內(nèi)飾，如車內(nèi)地板、門內(nèi)護(hù)板、車頂棚襯里、窗簾等；三是生產(chǎn)中使用的油漆、稀釋劑和黏合用的膠粘劑等。

2 主要檢測(cè)產(chǎn)品

根據(jù)污染的主要來(lái)源，需要分別對(duì)非金屬材料、零部件和整車進(jìn)行有機(jī)污染物的檢測(cè)。

在零部件供應(yīng)商試生產(chǎn)階段，對(duì)零部件和材料進(jìn)行嚴(yán)格的首樣放行，依據(jù)公司產(chǎn)品技術(shù)規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)要求，同時(shí)對(duì)以下零部件和材料進(jìn)行污染物檢測(cè)。

零部件：頂蓬，座椅總成，地毯，密封條、隔音隔熱墊、線束、橡膠塞、門飾板，儀表盤，方向盤，遮陽(yáng)板，行李箱蓋板，空調(diào)，音響等內(nèi)飾件。

材料：塑料、橡膠、發(fā)泡材料、地毯革、皮革、紡織品、薄膜、涂料、膠粘劑、附著力促進(jìn)劑、脫模劑、清洗劑等[3]。

整車：在總裝結(jié)束，成品車下線后，依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求對(duì)整車室內(nèi)空氣污染物進(jìn)行檢測(cè)。

3 符合國(guó)標(biāo)及歐標(biāo)需求的主要檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)及測(cè)試方法

車內(nèi)揮發(fā)性有機(jī)物污染物（VOC）的測(cè)試，可以從廣義和狹義上來(lái)進(jìn)行分類。廣義的VOC測(cè)試有三類：氣味評(píng)價(jià)(odor)，主要靠人的感官嗅覺(jué)進(jìn)行氣體難聞等級(jí)評(píng)價(jià)(VDA270)[4]；霧化試驗(yàn)(Fogging)，包括重量法或光澤度法(如DIN75201B)[5]；定量分析VOC，包括氣相頂空法，熱脫附法，HPLC法等。狹義的VOC測(cè)試根據(jù)定量分析的檢測(cè)物質(zhì)概括為：醛酮類物質(zhì)，如甲醛，乙醛，丙烯醛等；以及揮發(fā)性有機(jī)物，如苯，甲苯，二甲苯，乙苯，苯乙烯，TVOC等組分。

筆者所在的德系車企，對(duì)于汽車內(nèi)飾材料所必須符合的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及企業(yè)技術(shù)規(guī)范需求，將從整車到零部件再到材料的細(xì)分上，對(duì)車內(nèi)有機(jī)污染物的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)和方法概括如下。

關(guān)于整車的測(cè)試方法及有機(jī)污染物限值要求，主要依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試并評(píng)價(jià)，以符合國(guó)標(biāo)需求：HJ/T 400-2007《車內(nèi)揮發(fā)性有機(jī)物和醛酮類物質(zhì)采樣測(cè)定方法》及GB-T 27630-2011《乘用車內(nèi)部空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)指南》[1,2]。

關(guān)于總成零部件的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)及測(cè)試方法，主要依據(jù)企業(yè)產(chǎn)品技術(shù)規(guī)范所要求的標(biāo)準(zhǔn)：VDA 276 用1立方米的試驗(yàn)箱測(cè)定汽車內(nèi)部零件的有機(jī)物排放量（part 1 標(biāo)準(zhǔn)排放測(cè)試； part 2 用平衡濃度法測(cè)定內(nèi)飾件中的甲醛、苯酚、氨）[6]。

關(guān)于零部件及材料的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)及測(cè)試方法，主要依據(jù)企業(yè)產(chǎn)品技術(shù)規(guī)范所要求的標(biāo)準(zhǔn)：VDA270 機(jī)動(dòng)車內(nèi)飾件的氣味測(cè)試[4]；VDA275 用氣瓶法檢測(cè)內(nèi)飾件中的甲醛[7]；VDA277 車內(nèi)非金屬材料的揮發(fā)性有機(jī)物檢測(cè)[8]；VDA278車內(nèi)非金屬材料的總揮發(fā)性有機(jī)化合物檢測(cè)[9]；以及DIN75201 汽車內(nèi)飾材料的霧化性能測(cè)試[5]。

4 完成測(cè)試所需的主要儀器設(shè)備

滿足HJ/T 400-2007、VDA277及VDA278中揮發(fā)性有機(jī)污染物的采樣及檢測(cè)需求所需配備的儀器設(shè)備有：完成采樣需求所需的恒流采樣泵、校準(zhǔn)用皂膜流量計(jì)、捕集烴類物質(zhì)的TENAX采樣管等；解析及測(cè)試樣品所需的全自動(dòng)熱脫附儀、老化儀、氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀GC/MS等[1,8, 9]。

滿足HJ/T 400-2007中醛酮類物質(zhì)的采樣及檢測(cè)需求所需配備的儀器設(shè)備有：采集樣品所需的恒流采樣泵、校準(zhǔn)用皂膜流量計(jì)、捕集醛酮類物質(zhì)的DNPH采樣管；萃取測(cè)試樣品所需的固相萃取儀、高效液相色譜儀HPLC等[1]。

滿足DIN75201中汽車內(nèi)飾材料的霧化性能測(cè)試所需的霧化測(cè)試儀[5]。

其他相關(guān)的輔助設(shè)備：切割普通塑料樣品所需的切割機(jī)、漆膜樣品切割所需的專用切割機(jī)、稱量樣品需要的準(zhǔn)確度為0.1mg的天平、配置溶液及清洗器皿等所需水質(zhì)為電阻率18.2兆歐的超純水設(shè)備、加熱烘烤樣品所需烘箱、混勻溶液及清洗器皿所需超聲波清洗機(jī)、保存樣品及標(biāo)準(zhǔn)溶液所需的實(shí)驗(yàn)室冰箱等。

5 實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

5.1 實(shí)驗(yàn)室布局及硬件需求。參照有機(jī)分析實(shí)驗(yàn)室分為樣品前處理室、天平室、色譜儀器室等。樣品前處理室主要選擇環(huán)氧樹脂臺(tái)面，以適應(yīng)有機(jī)室實(shí)驗(yàn)常用到的酸、堿、有機(jī)溶劑；儀器室、天平室宜采用平整性好的經(jīng)拋光處理的大尺寸花崗石或大理石作臺(tái)面，平穩(wěn)及承重能力強(qiáng)；所有地面采用大理石或瓷磚材料，防塵且易清潔[10]。

5.2 不間斷電源及恒溫恒濕系統(tǒng)。儀器室里長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的色譜、質(zhì)譜儀等大型精密設(shè)備，需要穩(wěn)定的電壓保證正常工作，還需要防止斷電產(chǎn)生的電流對(duì)設(shè)備的損壞，所以需要配備不間斷電源。同時(shí)規(guī)劃全室恒溫恒濕系統(tǒng)（23±1℃，50±5Rh%），保證精密儀器設(shè)備的穩(wěn)定工作環(huán)境。

5.3 通風(fēng)櫥與整體新風(fēng)系統(tǒng)。為了降低試驗(yàn)對(duì)人體的危害，必須在樣品前處理室布設(shè)通風(fēng)櫥，進(jìn)行有毒有害操作。由于通風(fēng)櫥風(fēng)機(jī)關(guān)閉后室內(nèi)空氣對(duì)流，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部還是充斥著部分試劑、溶液、樣品等揮發(fā)出的各種氣味。所以有必要在整個(gè)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部設(shè)立新風(fēng)系統(tǒng)，確保在一定時(shí)間間隔內(nèi)可以做到室內(nèi)全部換氣，以保證檢測(cè)人員的身體健康。

5.4 壓縮空氣及高純氣體配備。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部，有機(jī)前處理吹掃，色譜、質(zhì)譜儀等設(shè)備都需要用到各種氣體。一般使用到的氣體有：普通壓縮空氣、高純氮?dú)?、高純氦氣、高純氫氣、高純氧?空氣等。其中壓縮空氣采用全室管道集體輸送，各高純氣體集中安置于防爆通風(fēng)安全柜內(nèi)。

5.5 尾氣處理。設(shè)置尾氣收集裝置，在不影響實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部排氣效率的前提下，讓廢氣集中后通過(guò)填充水洗塔，活性碳吸附塔，高分子濾材吸附設(shè)備，用水噴淋、吸附吸收、燃燒等方法，降低對(duì)環(huán)境的危害。

5.6 廢液處理。在實(shí)驗(yàn)室總排污口，布設(shè)小型污水處理設(shè)施，通過(guò)吸附、中和、厭氧、曝氧，對(duì)污水進(jìn)行前期處理，減輕后段污水處理廠的工作壓力。

5.7 安全急救設(shè)施。實(shí)驗(yàn)室里，試驗(yàn)涉及部分有毒有害的有機(jī)溶劑及腐蝕性強(qiáng)的酸堿化學(xué)試劑的使用，遇到突發(fā)狀況時(shí)，需要采取緊急救護(hù)措施，專門配備緊急噴淋裝置及洗眼器、滅火器、醫(yī)藥箱等，以保證工作人員的安全[11]。

6 結(jié)語(yǔ)

筆者站在一個(gè)中德合資的車企立場(chǎng)，結(jié)合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和德國(guó)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)需求，對(duì)檢測(cè)產(chǎn)品、測(cè)試方法、儀器設(shè)備及實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行探討，希望能夠建立一個(gè)完善的、合理規(guī)劃布局的汽車內(nèi)飾材料有機(jī)污染物檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室，為汽車零部件及原材料的環(huán)保把關(guān)，將造成車內(nèi)環(huán)境污染的元兇拒之門外。

[1] HJ/T 400—2007, 車內(nèi)揮發(fā)性有機(jī)物和醛酮類物質(zhì)采樣測(cè)定方法[S].

[2] GB/T 27630—2011, 乘用車內(nèi)空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)指南[S].

[3] 張江萍. 乘用汽車內(nèi)飾材料的發(fā)展趨勢(shì)及選材方法[J]. 武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)?信息與管理工程版, 2009, 31(4): 606-609.

[4] VDA 270 Determination of the Odour Behaviour of Materials used in the Internal Fittings of Vehicles.

[5] DIN75201 Determination of the fogging characteristics of trim materials in the interior of automobiles.

[6] VDA 276 Determination of Organic Substances as Emitted from Automotive Interior Products Using a 1 m3 Test Chamber.

[7] VDA 275 Determination of Formaldehyde from Vehicle Interior with Modified Flask Method.

[8] VDA 277 Determination of Organic Emission of Non-metallic materials from vehicles Interior [9] VDA 278 Thermodesorption Analysis of Organic Emissions for the Characterization of Non-metallic Automobile Interior Materials.

[10] 劉玉玉. 有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的探索與實(shí)踐[J]. 科技信息, 2011,(15): 171.

[11] 錢初洪,等. 高?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)與設(shè)計(jì)方案[J]. 肇慶學(xué)院學(xué)報(bào), 2011, 32(5):53-56.