劉善文 孫宏偉 孟憲坤
(吉林石化公司有機合成廠 吉林吉林 32022)
隨著汽車輕量化的發(fā)展,橡塑制品越來越多的應(yīng)用于汽車領(lǐng)域,然而由于其特殊的化學(xué)合成工藝,一些殘留的單體、溶劑、添加劑等有機物質(zhì)在日常使用過程中逐漸揮發(fā),產(chǎn)生強烈的刺激性氣味,嚴(yán)重制約了橡塑制品在汽車內(nèi)飾件中的廣泛應(yīng)用。如何對這些復(fù)雜的揮發(fā)性有機物進行有效檢測,對于指導(dǎo)生產(chǎn)、控制產(chǎn)品質(zhì)量具有重要意義。
車內(nèi)的VOC(揮發(fā)性有機物)污染物主要有甲醛、苯、甲苯、二甲苯,苯主要來自車內(nèi)儀表盤、皮革、粘合劑、地毯、橡膠密封條等內(nèi)飾材料。2004年中國科協(xié)工程學(xué)會汽車環(huán)境專業(yè)委員會組織發(fā)起了“車內(nèi)環(huán)境污染情況調(diào)查”,結(jié)果顯示參與調(diào)查的車輛中,甲醛超標(biāo)的占23.4%,苯超標(biāo)的占75.1%,81.6%的車輛甲苯超標(biāo),24.5%的車輛二甲苯超標(biāo),70.2%的車輛總揮發(fā)性有機物(TVOC)超標(biāo)。
甲醛(HCHO)又名蟻醛,無色氣體,具有刺激性氣味,沸點19.50℃,被世界衛(wèi)生組織確定為致癌和致畸形物質(zhì)。甲醛可凝固蛋白質(zhì),空氣中甲醛濃度達12mg/m3時,可使人大量流淚,吸入60~120 mg/m3甲醛的空氣,可引起支氣管和肺部嚴(yán)重?fù)p傷。
苯,俗稱天那水,是一種無色至淺黃色透明油狀液體,沸點80.1℃,1993年被世界衛(wèi)生組織確定致癌物。苯可產(chǎn)生血液毒性,能引起再生障礙性貧血和白血病。當(dāng)空氣中的苯濃度為24.Omg/m3時,可導(dǎo)致人在30min內(nèi)死亡川。
甲苯為無色液體,有芳香氣味。高濃度甲苯蒸汽被人體吸入時,可抑制中樞神經(jīng)系統(tǒng),主要表現(xiàn)為頭痛、昏迷、疲勞、肌肉無力、眩暈等。
二甲苯對皮膚有刺激,長期暴露會產(chǎn)生脫脂性皮炎。對神經(jīng)系統(tǒng)的急性毒性大于苯和甲苯。
車內(nèi)空間狹小,各種揮發(fā)性有機物混雜在一起,加劇了對人體的刺激,揮發(fā)性有機物VOC的濃度達到0.2~3mg/m3時,人就會覺得有刺激和不適;濃度大于25mg/m3時,人除頭痛外還會出現(xiàn)其它神經(jīng)毒性反應(yīng)[1]。
我國國家環(huán)??偩衷?005年制訂了《國家環(huán)境友好汽車實施方案》,對車內(nèi)幾種主要污染物濃度進行了限制,如表2.1。
表2.1 車內(nèi)空氣污染物濃度限值
表3.1 采樣處理條件
目前,對原材料揮發(fā)性有機物的測定沒有統(tǒng)一的方法與評價標(biāo)準(zhǔn),可參照車內(nèi)、室內(nèi)有害氣體測定方法并結(jié)合生產(chǎn)、加工實際進行樣品處理、采集與測定。
取合適大小的塊狀樣品,放置于密閉的恒溫箱中(溫度可調(diào),并帶有氣體樣品采集導(dǎo)管),根據(jù)樣品的理化特性及使用情況,選擇合適溫度(如表3.1)進行恒溫處理24h,使樣品中的有機物充分揮發(fā),通過采樣導(dǎo)管進行氣體樣品采集,并冷卻至室溫后進行分析測定,分析材料在不同溫度下?lián)]發(fā)性有機物的濃度。
3.2.1 氣相色譜法
橡塑材料在加熱預(yù)處理過程中揮發(fā)氣體樣品成份繁雜,而氣相色譜法可以將多組分的氣體樣品進行有效分離,然后通過檢測器分別進行測定。
氣相色譜法基于樣品中各組分在固定相的吸附能力不同,被惰性氣體(N2、He等)帶入后其在色譜柱中的運行速率不同,經(jīng)過一定的柱長后彼此分離,順序離開色譜柱進入檢測器形成不同的色譜峰。
呂鴻[2]等利用用配有氫焰離子化檢測器的Agilent HP6890N型氣相色譜儀,通過外標(biāo)法繪制苯、甲苯、二甲苯的氣相色譜標(biāo)準(zhǔn)曲線,建立了快速、同時測定裝修材料膠黏劑中的苯、甲苯、二甲苯的方法,其檢出限均達到0.20ug/ml。游紅楊[3]以O(shè)V-l毛細(xì)管柱、配有氫焰離子化檢測器的SP-6800A氣相色譜儀對空氣中的總揮發(fā)性有機物(TVOC)進行測定,檢出限0.80ug/ml,結(jié)果的精密度、準(zhǔn)確性、重現(xiàn)性良好,適用于大批量氣體樣品中總有機揮發(fā)物的檢測。
3.2.2 分光光度計法
甲醛是橡塑制品散發(fā)的主要氣體污染物之一,甲醛的測定目前多采用分光光度計法。
待測樣品釋放的甲醛與其他氣體的混合氣體被采集后,持續(xù)地通過裝有蒸餾水水的氣體洗瓶,甲醛被水吸收,并用分光光度計測試溶液中甲醛濃度。在銨鹽作用下,甲醛和乙酰丙酮發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成二乙?;浔R剔啶(DDL),其在412nm波長處有最大吸收峰,據(jù)此可用紫外分光光度計有效測定蒸餾水中吸收的甲醛量。
目前,歐盟、大眾汽車及國標(biāo)HJ601-2011中均采用該方法對材料構(gòu)件散發(fā)的甲醛進行測定。
[1]馮順利.汽車內(nèi)空氣質(zhì)量檢測及評價方法的研究[D].長安大學(xué)碩士學(xué)位論文. 2008.
[2]呂鴻,張文申,許峰,等.氣相色譜法快速同時測定室內(nèi)裝飾裝修材料膠黏劑中的苯、甲苯、二甲苯的含量[J].化學(xué)分析計量,2011,20(1):59-61.
[3]游紅楊.改進性氣相色譜法測定空氣中總有機揮發(fā)物的研究[J].技術(shù)方法.2006,3(3):143-144.