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轿车内饰件材料有机散射性气体测控系统 摘要 车内空气质量已引起了人们的广泛关注，轿车内饰件聚合物材料有机散射性 物质的释放是引起车内污染的主要因素。本文综述了国内外近二十年来人们在车 内空气质量方面的研究情况，介绍了聚合物材料在汽车内饰件方面的应用情况以 及内饰件材料挥发性有机物对车内空气的影响，总结了轿车内饰件产品有机散射 性气体释放的一些评价标准及评价方法。 我们对合作单位内饰件厂家进行了现场调查，了解到该厂家在内饰件产品有 机散射性物质释放质量控制所需要解决的一些问题，针对这些问题，我们做了详 细探究。我们以该厂应用广泛、有机散射性气体释放量大的两种材料做为重点研 究对象，以气相色谱仪( g c ) 及g c m s ( g c m s ) 作为主要分析手段，确定了 这几种材料内有机散射性气体的具体成分，分析了它们的主要来源。在利用 g c m s 检测结果的基础上，利用气相色谱仪，通过测定标准物质的保留时间， 我们解释了a b s 粒料样品在气相色谱仪上的所获得的气相色谱图；并以苯乙烯 气体为例，研究了外标法在气相色谱仪定量检测上的应用。我们对该方法进行了 验证，验证结果表明，外标法在气相色谱仪上是准确和有效的。 内饰件的气味强度是内饰件有机散射性气体释放质量的重要评价指标。我们 简要介绍了恶臭的几种评价方法，并结合内饰件有机散射性气体的定性分析结 果，分析了内饰件材料样品中引起气味的主要恶臭物质。 利用小型环境舱模拟聚合物材料的使用环境是研究聚合物材料v o c s 释放 特性及规律的一种好方法，根据美国a s t md5 11 6 9 7 标准，设计了简易小型环 境舱，并利用它对内饰件v o c s 的释放做了初步研究。 关键词：车内空气污染内饰件挥发性有机物恶臭评价标准 3 轿车内饰件材料有机散射性气体测控系统 a b s t r a c t i n c a ra i rp o l l u t i o nh a sa t t r a c t e dm o r ea n dm o r ea t t e n t i o no ft h ep u b l i c ，a n dc a r i n t e r i o rt r i mm a t e r i a l si st h em a i ns o u r c eo ft h ev o c p o l l u t i o n si n c a r i nt h i st h e s i s s t u d yo ni n c a ra i rq u a l i t yi nt h ep a s tt w od e c a d e sb o mi nh o m ea n da b r o a dw a s r e v i e w e d a p p l i c a t i o n sa n de f f e c t so ni n c a ra i rq u a l i t yo ft h ep l a s t i c s ，a d h e s i v e m a t e r i a l sa n df a b r i c st h a tu s e da sc a ri n t e r i o rt r i mm a t e r i a l s ，a n ds o m ec r i t e r i o i l so n o r g a n i ce m i s s i o no ft h o s et r i mp r o d u c t sw e r ea i s oi n t r o d u c e d b a s e do nt h ei n v e s t i g a t i o no fa na u t o m o t i v et r i ms y s t e m se n t e r p r i s e ，w ef o u n d o u tt h a tt h e r ew e r es o m ep r o b l e m si nc o n t r o l i n go fv o c se m i s s i o nf r o mi t sp r o d u c t s t h e s ep r o b l e m si n c l u d e dw h a tt h o s ev o c st h a te m i t t e df r o mt h ec a ri n t e r i o rt r i m p r o d u c t sw e r ea n dh o wt om e a s u r ee s p e c i a l l yc o n t r o lt h e m t w ok i n d so fm a t e r i a l s w i t l ll l i g hv o c e m i s s i o n s ( a d 3 s ，p v c ) w e r es c r e e n e do u ta so u rm a i ns t u d yo b j e c t b ym e a n so fg c m s w ea s c e r t a i n e dt h ev o c se m i t t e df r o mt h o s em a t e r i a l sa n d a n a l y z e dw h e r et h e yw e r ec o m ef r o m b a s e do nt h eg c m sa n a l y s i sr e s u l t sa n db y u s et h eg co ft h ea u t o m o t i v ea i ms y s t e m se n t e r p r i s e ，w eg o tt h er e t e n t i o nt i m eo f s e v e r a lv o c st h a te x i s t e di nt h ea b ss a m p l em a t e r i a la n de x p l a i n e di t s c h r o m a t o g r a mm a p t a k i n gt h es t y r e n ea sa ne x a m p l e ，w es t u d i e dt h ea p p l i c a t i o no f t h e e x t e m a ls t a n d a r dm e t h o d t om e a s u r et h ev o c se m i s s i o nq u a n t i t yb yu s i n gg c w ev a l i d a t e dt h em e t h o da n dt h ev a l i d a t i n gr e s u l t ss h o w e dt h a tt h e e x t e r n a ls t a n d a r d m e t h o d w a sv a l i da n dp r e c i s e t h eo d o ri n t e n s i t yo fac a ri n t e r i o ra i mp r o d u c ti sa ni m p o r t a n ta s s e s s m e n ti n d e x t l l a tu s e dt od e s c r i b et h ev o c se m i s s i o nq u a l i t yo ft h ep r o d u c t w 色s u m m a r i z e dt h e a s s e s s m e n tm e t h o d so fo d o ra n da n a l y z e dt h em a i nc a u s a t i o no ft h ea b sa n dp v c s a m p l em a t e r i a l s b a do d o rq u a l i t y b yu s i n gs m a l l s c a l ee n v i r o n m e n t a lc h a m b e rt od e t e r m i n a t eo r g a n i ce m i s s i o n s f r o mp o l y m e rm a t e d a l si sag o o da n dn e wm e t h o df o rv o c se m i s s i o nr e s e a r c h i n g i n t h el i g h to ft h ea s t md 51 17 w ed e s i g n e do u rr e l a t i v e l ys i m p l es i n a i l s c a l e e n v i r o n m e n t a lc h a m b e ra n dd i ds o m ep r o p h a s es t u d ya b o u tv o ce m i s s i o n sf r o mc a r i n t e r i o ra i m p r o d u c t s k e yw o r d s ：i n c a ra i rq u a l i t y i n t e r i o rt r i mp r o d u c t sv o c so d o rc r i t e r i o n 4 声明尸明 本人郑重声明：本论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取 得的成果，撰写成博士硕士学位 除论文中已经注明引用的内容外， 和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确 注明的其他个人或集体已经公开发表或未公开发表的成果。 本声明的法律责任由本人承担。 学位论文作者签名：么积嗄 伊斗年弓月( 留e t 轿车内饰件材料有机散射性气体测控系统 埠 翮吾 近些年，我国轿车产业迅猛发展，据中国国家统计局统计，2 0 0 3 年，中国 轿车产量首次突破2 0 0 万辆，达到2 0 6 8 9 万辆，销售1 9 7 万辆，同比增长8 4 4 和8 0 7 。中国已超过法国成为世界第四大汽车生产国。据估计，国内汽车中长 期增长趋势不会受到影响，到2 0 1 0 年，中国家用轿车保有总量将达到1 4 6 6 万辆， 家用轿车将成为最重要的拉动力量。随着轿车大规模的进入国人家庭，由轿车所 引发的一系列环境污染问题也日益为人所重视。尤其在车内空气质量方面，由于 它与人们的生活密切相关，加上前几年因室内装修材料所引起的室内空气污染问 题令人记忆犹新，国人对此更是倍加关切。然而，我国车内空气质量状况不容乐 观，有关车内有毒有害气体超标严重的报道经常见诸报端，甚至曾发生过由于车 内有毒有害气体浓度过高，而使人致死的事件。从我国一些相关的调查机构的调 查检测来看，车内空气质量问题非常严重。中国装饰协会室内空气监测中心对近 2 0 0 辆新车的检测发现，若参照室内空气质量标准，有近九成的汽车都存在车内 甲醛或苯含量超标问题，大部分车辆甲醛超标在五六倍以上。深圳市某检测研究 院的工作人员，曾对市内使用不足半年的部分新车进行了随机抽检，以室内空气 标准为参照，调查结果显示：7 0 的被检新车内有毒气体浓度都存在不同程度的 超标；空气质量最差的车内的有毒气体浓度超标近5 0 倍左右，二般大多超标十 几倍。 影响车内空气质量的污染物很多，主要有：可吸入粒子、n o x 、0 3 、c o 、 及挥发性有机物( v o l m i l eo r g a n i cc o m p o u n d s 简称：v o c s ) 。前面五种与轿车的 外部环境密切相关，难以从轿车本身出发来解决问题。车内挥发性有机物( v o c s ) 作为车内最主要的污染物，由于具有一些特点( 绝对浓度低、气体种类繁多、某 些无色无味、危害大且不易察觉、对人身健康危害有累积效应) ，应当引起广泛 重视。从消费者角度来看，车内v o c s 不但影响到车内环境的舒适性( 轿车内饰 件材料所释放的许多种v o c s 都有气味) ，而且威胁到人身健康( 车内许多v o c s 属于有毒有害气体) ，甚至生命安全( 车内v o c s 可以使人产生疲劳，而疲劳是 引发交通事故的重要因素) ；从国家标准制定部门来看，要维护国民利益，维护 消费者权益，也必须对车内空气质量作出相应控制；从轿车制造商来说，车内 v o c s 将影响到消费者对其生产轿车的评价，从而影响到消费者对其产品的认同 5 _ 轿车内饰件材料有机散射性气体测控系统 感，并最终影响到企业利润。由于车内挥发性有机物主要源自轿车内饰件材料有 机散射性气体的散发，所以控制车内有机散射性气体污染的主要任务就落在了内 饰件生产厂家身上。因此，适应发展趋势，未雨绸缪，合理控制与解决由于轿车 内饰件有机散射性气体所带来的污染问题，对于处在中国汽车业高速发展，且面 临世界范围内的激烈竞争的这样一个特殊阶段的内饰件厂家就显得尤为重要。 内饰件厂家为了满足整车厂对于车内空气质量的要求，需要找到有机散射性 气体释放控制的方法，以控制挥发性物质的污染，本课题的任务就是希望能找到 一种能切合于企业实际的，可操作性强的这样一种方法。 6 轿车内饰件材料有机散射性气体测控系统 第一章车内空气质量研究综述 1 1国内外车内空气质量研究情况 车内空气污染物主要包括：可吸入粒子、n o x 、0 3 、c o 、挥发性有机物v o c s 及生物污染，有关上述污染物的国内外研究情况见下表1 1 。 表1 - 1 车内空气质量研究情况 污；物危害来源释槲相黼国夕阿院状况国内跪僦 种类 v o 弱晴，弓l 起i 立车腭荆与车蝴时国内外目前诮抚最附噬蜕8 0国内已开始注 敏危溯 料降氮车外间存迄般新专门竹诤钠空年胨，主要燃 意阂母匦但 中匦引起各汽擎| 嘟渑车棚拣最气质菖柳腓科咋辆内v o c s 的主要停黜 种呼燃气燃黻高竞达准污染水暇各种影响测v o b 浓度 病j 燃 6 4 0 0 m g m 3 。 因燕现在已有 对水羽缎 触使勉幼黼的v o c s 展 一邗开了钶刊程弼院 0 1 2 1 3 1 。 碱弓瞻各种呼汽利嘲尾 约有1 0 - - - 2 0 0我国公多 努匝工主要研究箨懒 稍葡淝对 粒子吸遘岗蒜气哩耐，稠具卫生踊隹内的陶懈外界于列车内p m m )列车l 捌献 ( g b 7 3 - 1 9 9 1 5 ) 规环境( 如交唾抛兄)的污染啾 5 8 晰。定空调物【 车等冈素稗靴撇妒。 耷厢内p m 应水平f 黼铘 钢。 0 2 5 n 蜘3 。美国 环保局则规固应 1 5 0 n 蝴n j ( 2 4 小时) 。 0 0高割徘汽朝黼 轿车内人多介我国公必撇有关该方1 蓟僦葡堂叫掀 完撇于l 沪具卫生国佳很多，主要研御 污染水平方面 3 0 p p m ，我国( 助3 - 1 9 9 6 ) 定空0 0 污染* 嗽删q 瞥葡荆调旅移噼茸稍啊卿。 0 0 使膊内o o 应1 0 致铂侮瓤吼 m 幽n 3 。 n 阻 弓随络种呼汽车 j 澈尾般在3 0 - - -匡瓤砖翻揖标稍有畹主要口碴硼翔眇 吸遵黼气 1 5 0 料】b 。准靛，居恻谳n 陇的徘 平均浓悠 水产【l l 】 0 1 魄m 3 ；黝 扇谚固呖理脚。 q高囱雠 燃油与空气般牲l p未查至帏灌蝴；稍有吼主要调查研搿眇 气体恶化各燃诒擗 踟p p b 。沲了- v 呐n o x 懈 种呼燃历产蝴0水产阎。 病，损瘩9 】恸产物 能 - 7 轿车内饰件材料有机散射性气体测控系统 1 2 车内散射性有机物污染研究情况 轿车内饰件材料有机散射性物质的释放是引起轿车内有机污染的主要原因， 在这一节里，我们将对车内有机污染做进一步介绍。 1 2 1 有机散射性物质的分类 1 9 8 9 ，世界卫生组织根据化合物的沸点将室内有机污染物分为四类1 1 3 】( 见 表1 2 ) 。 表1 - 2 室内有机污染物的分类 根据w h o 的定义，挥发性有机物( v o c ) 是在常压下，沸点5 0 2 6 0 的 各种有机化合物。v o c 按其化学结构，可以进一步分为：烷类、芳烃类、烯类、 卤烃类、酯类、醛类、酮类及其它类等。挥发性有机物是车内一类主要污染物， 目前，在车内已鉴定出1 0 0 多种，其中，苯系物( 包括苯、二甲苯、甲苯) 、各 种烷烃类、醇类、醛类比较常见。 1 2 2 车内有机污染物的来源 1 ) 内饰件聚合物材料 汽车内用于内部装饰的聚合物材料种类多、数量大，它们在使用过程中会释 放出种类繁多的挥发性有机物。由于车内空间狭小，使得车内挥发性有机物的浓 度一般都比车外环境要高，这种情况在新车中尤其严重，据检测，车内空气中 v o c s 的总浓度最高竟达6 4 m g m 3 。 2 ) 车外环境 车外各种有机物排放源( 如车外的各种工业废气、光化学烟雾、汽车尾气等) ， 都是车内有机污染物的来源，这里主要是指汽车尾气。汽车燃料挥发或不完全燃 烧，排放出一些有机物，如一些烃类。由于汽车尾气排放，使得车外空气中来自 于汽车燃油的一些不完全燃烧产物含量较高，它们可以在车内环境与车外环境进 - 8 _ 轿车内饰件材料有机散射性气体测控系统 行气体交换时进入车内，引起车内v o c 污染。这种情况受到诸多因素的影响， 如天气状况( 如有风与无风、风力大小等) 、交通状况( 车辆多少、道路上行驶 车辆的类型等) 。 3 ) 人体自身的排放 1 2 3 毒性和危害 车内有机散射性气体对人体健康的影响可以分为两类，致癌性与非致癌性病 变。 1 ) 致癌性 尽管我们很难将某一癌症的形成的原因直接归结为车内v o c s ，但是，车内 v o c s 由于累积效应确实可以致癌。 有机散射性气体中有一些被世界卫生组织列为致癌性物质( 如苯) ，多种研 究表明苯的吸入会引起白血病且有可能诱发染色体、血细胞、骨髓细胞变异。美 国环保署将1 3 丁二烯和甲斟1 5 1 定为“可能性致癌物”。动物和人体实验表明， 1 3 丁二烯与呼吸道癌症、膀胱癌、胃癌、淋巴癌及血癌都有关系。据美国环保 署的一些研究表明，甲醛与鼻咽喉癌及肺癌有关。虽然，美国环保署未将乙苯列 为致癌物，但动物实验表明，乙苯与肿瘤的形成有关【1 6 】。 2 ) 非致癌性病变 即使在浓度较低的情况下，吸入几种主要的v o c s ( 包括苯、1 3 丁二烯、 乙苯、甲醛及二甲苯等) ，就可以引起眼睛、鼻子、咽喉过敏，并刺激肺。高浓 度的苯能使人犯困、头晕或头痛。甲苯能对中枢神经系统产生作用，从而导致短 期疲劳、嗜睡、头痛及呕吐。人体和动物实验表明，若长期接触苯，则可能引起 血液系统紊乱，再生性障碍贫血及白细胞减少。这种紊乱能破化免疫系统，使长 期接触苯的人更易感染各种病毒( 如流感) 。长期吸入1 3 丁二烯则能导致某种 心脏病，刺激上呼吸道，引起慢性咽喉疼痛、呕吐、头晕、头痛及睡眠失常。动 物实验表明，吸入1 3 丁二烯可能会阻碍呼吸系统、心血管系统及肝脏各项功能 的正常运行。 尽管车内各种v o c s 经常处于p p m 级水平，但它们对人体所产生的健康影 响却不可低估，原因有三点：一是长时间、持续的吸入所产生的累积效应；二是 多种v o c 所产生的叠加效应；三是对于老人、小孩和体弱者而言，他们更有可 - 9 _ 轿车内饰件材料有机散射性气体测控系统 能受到伤害。 1 2 4 车内v o c s 污染研究概况 关于车内v o c s 污染状况的研究比较多，最早检测车内v o c s 浓度的研究始 于上世纪8 0 年代末。据美国一些研究者对美国洛杉矶、波士顿、纽约及新泽西 等城市的车内v o c s 的测量表明，车内苯的平均浓度在1 3 6 5 0 4 9 9 m 3 ，甲苯 为3 3 3 - - 1 5 8 0 9 9 m 3 ，乙苯为5 8 - - 1 1 6 i _ t g m 3 ，邻二甲苯及对二甲苯为2 0 9 1 5 4 0 i t g m 3 ，间二甲苯为7 3 - - 1 6 0 9 9 m 3 ，甲醛为o 2 1 3 7 p g m 3 。 1 9 9 1 年由美国哈佛公共卫生学院的一项研究表明，车内甲苯、乙苯、邻二 甲苯及对二甲苯、间二甲苯的浓度1 1 - 2 3 倍于地铁，1 6 - - - ，1 9 倍于路边行人， 2 0 - 一2 4 倍于骑自行车的行人。 韩国k y u n g p o o kn a t i o n a lu n i v e r s i t y 的研究者测量了韩国大丘三条交通路线 上轿车和公共汽车内五种v o c s ( 苯、甲苯、乙苯、邻二甲苯及对二甲苯、间二 甲苯) 的污染情况【1 7 1 。结果表明，轿车车内各气体的平均浓度都要比公共汽车 内高。轿车内上述五种v o c 的总浓度为1 9 1 4 9 9 m 3 ，而公共汽车内则为 1 4 2 2 i _ t g m 3 。其中，轿车内苯的浓度要比公共汽车内高5 0 ，其它几种v o c 浓 度高2 5 3 7 。 国内也有一些关于车内v o c s 污染水平的调查，但是很少见到相关的检测数 据。我们从报纸或网站上可以看到一些关于此方面的调查介绍，如，2 0 0 2 年1 0 月2 1 日，北京晨报报道，中国装饰协会室内空气监测中心累计对近2 0 0 辆新 车的检测发现，若参照室内空气质量标准( 我国还没有车内空气质量标准) ，有 九成的汽车都存在车内甲醛或苯含量超标的问题，大部分车辆甲醛超标都在五六 倍以上，另外，广州、深圳等地都有相关报道。 比较而言，新车车内的v o c s 的污染状况更为严重。这是由于车内各内饰件 使用的材料、各种胶粘剂、固化剂、增塑剂中含有多种v o c s ，在刚出厂时释放 速度很快，因此造成车内v o c s 过高。美国一研究机构( s c i e m i f i ci n s t r u m e n t s e r v i c e s 简称s i s ) 在一辆新的l i n c o l nc o n t i n e n t a l 车的检测到了1 0 0 多种v o c s 。 澳大利亚联邦科学与医学科研部门去年测试发现【1 8 】，当新车出厂时，车内有害 气体浓度很高，挥发时间可持续6 个月以上。 - l o - 轿车内饰件材料有机散射性气体测控系统 第二章轿车内饰件材料有机散射性气体测控系统研究背景 2 1 轿车内饰件中聚合物材料使用情况 2 1 1 汽车上塑料使用情况 塑料是汽车中应用量最大的一类聚合物材料，被广泛应用于各汽车部件，尤 其是内饰件上。目前欧洲每辆车用塑料量平均为1 0 0 k g ，我国各类车型使用的塑 料大致在每辆4 0 k g 9 0 k g 之间，表2 - 1 列出了汽车各部件中塑料使用情况。 表2 - 1 汽车各部件用到的塑料类别与用量 项目 主要用到的塑料种类每辆车所用到的平均 彩鲈 重量( k g ) 缓冲器p p ，a b s ，p c1 0 o 座椅 p u r ，p p ，p v c1 3 o 仪表板p p ，a b s ，p a ，p c ，p e 1 5 o 燃油系统 p e ，p o m ，p a ，p p7 o 车身( 包括各种表盘) p p ，p p e ，p u6 o 阀盖衬垫、阀体部件p a ，p p ，p b t 9 o 内部功能性装饰件 p p ，a b s ，p e t ，p o m ，p v c2 0 o 电器部件 p p ，p e ，p b t ，p a ，p v c7 o 外饰件a b s ，p c ，p b t ，a s a ，p p 4 o 照明系统p p ，p c ，a b s ，p m m a ，p u5 o 内部装潢用部件 p v c ，p u r ，p p ，p e8 o 储液箱 p p ，p e ，p a1 0 总计1 0 5 0 2 1 2 内饰件中塑料使用情况 2 1 2 1 汽车内饰件塑料的应用发展概况 塑料在汽车上的应用研究始于2 0 世纪5 0 年代，至6 0 年代已有少量塑料件 应用于汽车上，且主要用于内饰件上，这时期主要以通用塑料( 如p u 、p v c 、 a b s 、p p 等) 为主。2 0 世纪7 0 年代受两次石油危机的影响，减重节能成为汽车 轿车内饰件材料有机散射性气体测控系统 制造的主要潮流，汽车塑料件，尤其是外装件得到了发展，此时，塑料件已占汽 车自重的2 3 。2 0 世纪8 0 年代始，人们对汽车减重节能、高速安全更为重 视，并提出了多样化、个性化、高性能化、低成本、长寿命的要求，功能件开发 受到重视，工程塑料合金和复合材料被大量采用。到2 0 世纪9 0 年代，内饰用塑 料件已达到了汽车自重的4 5 。 表2 - 2 德国汽车内饰塑料件应用状况【1 9 】 k 代1 9 7 6 年1 9 8 5 年1 9 9 2 年2 0 0 0 年 k g 辆 k g 辆 k g 辆 k g 辆 用量 3 6 52 23 3 62 96 6 34 o9 0 o5 6 2 1 2 2 各种内饰件所用到的各种材料 塑料是汽车内饰件的主要应用材料，它是引起车内空气污染的重要来源。有 关轿车内饰件所常用到的一些塑料见表2 3 。 表2 - 3 轿车内饰部件所常用到的一些塑料 内饰件所用到的塑料材料 仪表板 座椅 头枕 地毯 顶棚 车门内板 杂物料斗箱 门手柄 p p ，a b s ，p a ，p c ，p e ，m p p o ，t p o p u r ，p p ，p v c p u r ，p p ，p v c p v c p p ，p u ，p v c ，t p o ，p e t a b s ，p u ，p p ，t p o 改性p p a b s ，改性p p 2 1 3 轿车内饰粘接剂 轿车内饰件在组装过程中要用到多种类型的胶粘剂，具体应用情况见下表。 1 2 轿车内饰件材料有机散射性气体测控系统 车门内装饰板 顶篷衬里 顶棚隔音衬垫 装饰板、商标 p v c 顶篷 仪表板 座椅衬垫 氯丁橡胶溶剂型 丁苯、氯丁橡胶为基体的溶剂型 氯丁橡胶为基体的溶剂型 丙烯酸酯型压敏胶 氯丁橡胶溶剂型胶粘剂、聚酰胺热溶胶、聚氨 酯反应型 聚氨酯反应型 丁苯胶橡胶为基体的溶剂型、乙烯一醋酸乙烯 共聚体热溶胶 2 1 4 车内织物 2 1 4 1 纺织品在汽车上的应用情况 纺织品在汽车中的使用主要分为两大类，一类是装饰性纺织品，一类是功能 性纺织品，其具体应用情况见下表。 表2 - 5 纺织品在汽车内的应用2 0 1 装饰性纺织品功能性纺织品 座椅面料，背衬轮胎帘子布、风扇胶带、胶管 车顶内饰、门饰、护壁遮阳板、门窗封条 地毯安全带、空气袋 篷盖布滤材、盖板隔音材料、摩擦片、密封材料、车 厢和发动机壳盖、构件复合材料 车内纺织品不但可赋予内饰件柔软和温暖的手感，提高内饰部件的舒适性， 而且还可以通过改变织物的图案和颜色等方法，为内饰件提供优美的外观，还可 以通过改变织物的种类及颜色，比较容易实现对车内装饰的个性化设计。好的车 内织物颜色、图案等的设计还可以在车内营造一个舒适的环境，从而可以减轻压 力和紧张感。 车内纺织品主要用作汽车座椅面套、汽车顶棚饰面、车门板饰面及车用地毯。 - 】3 - 轿车内饰件材料有机散射性气体测控系统 每辆轿车需用大约2 0 公斤纺织品，主要由下列部分组成t3 5 公斤的座套，4 5 公斤的地毯，6 公斤的其它内装饰和轮胎以及6 公斤的玻璃纤维增强材料。而作 为内装饰的座套、地毯和其它装饰，如门板等约1 4 公斤，占整个车用纺织品的 7 0 。 2 1 4 2 用作车内装饰的织物所使用的材料 表2 - 6 主要车用纤维在车内的使用情况 纺织品类别用途 车内纺织品也是车内有机散射性气体的重要污染源。在车内纺织品的纱线染 色、织造和整理过程中会用到一些润滑剂，它可以产生很严重的蒙雾现象。在车 内装饰织物的染整加工中，特别是在与泡沫塑料的粘合过程中所使用的粘合剂以 及在阻燃整理中所用到的阻燃剂，都有可能含有苯和甲醛等有害物质及气味物 质。 2 2内饰件材料有机散射性气体释放对车内空气质量的影响 轿车内饰件材料有机散射性气体的释放将直接影响到车内空气质量。车内 v o c s 是车内环境的主要污染物。它们对于车内空气质量有很大影响，威胁到车 内乘客的乘车环境舒适性、健康、生命安全。与其它环境内污染物相比，由内饰 件材料有机散射性气体释放所引起的车内v o c s 污染具有其自身的特点： 1 ) 累积性 由于车内环境是相对封闭的空间，内饰件材料所释放出的有机散射性气体随 着释放时间的延长，会在车内累积，导致污染物浓度升高。 2 ) 长期性 虽然车内v o c s 的浓度很低，但若长期作用于人体，也会影响人体健康。 3 ) 多样性 1 4 轿车内饰件材料有机散射性气体测控系统 内饰件的制造需用到多种高分子材料，每种材料所释放出的v o c s 都不尽相 同，导致了车内v o c s 种类的多样性。 2 2 1内饰件材料有机散射性气体释放对人体健康的影响 对于v o c s 对人们身体健康的影响我们在1 2 3 小节里有过一些说明，目前， 人们对于挥发性有机物中的甲醛和苯的研究比较充分，对于挥发性有机物的毒性 和对人体危害的研究还在进步进行中，在此我们不作赘述。若要了解v o c s 对人的健康影响的解详细情况，可参阅周中平等主编的室内污染检测与控制 f 2 1 1 及崔九思主编的室内空气污染监测方法 2 2 1 两书中的相关介绍。 2 2 2内饰件材料有机散射性气体释放对蒙雾性能的影响 2 2 2 1 雾化物质的来源 液体化合物沉积在物体表面，这一现象称为雾化。雾化物质主要来自车内所 使用的各种聚合物材料中低分子量物质，其中以聚氨酯泡沫塑料合成中所使用的 胺类催化剂最为显著。 雾化物质的来源有： 1 ) 塑料在合成及加工过程所使用的各种添加剂：催化剂、增塑剂、稳定剂，如： 聚氨酯泡沫塑料中的各种胺类催化剂；塑料中的各种增塑剂：邻苯二甲酸盐 ( 酞酸盐) 、偏苯三酸三辛酯；热稳定剂：2 , 6 二叔丁基- 4 甲基苯酚( b h t ) 。 2 ) 纺织品中的润滑剂( 织物如果没有经过很好的拉伸或精炼，会因为在纱线染 色、织造和整理过程中所使用的润滑剂的积累而产生很严重的雾淞现象) 。 这些低分子量的挥发性物质会在外界条件的影响下( 如紫外光、高温) 释放 出来，在车内各种部件表面冷凝雾化。 2 2 2 2 雾化对于车内环境的影响 雾化是由于挥发性物质引起的，除了对人身体健康及臭味影响外，这类物质 还会冷凝在车内各部件表面，影响制品外观。尤其是当有机物冷凝在车窗玻璃表 面时，会导致窗玻璃模糊，使其能见度降低，影响司机视线，危及司机及乘客安 全。 2 2 3内饰件材料对车内气味的影响 2 2 3 1 恶臭类物质的简要介绍 恶臭物质，是指一切刺激嗅觉器官引起人们不愉快及损坏生活环境的气体物 1 5 - 轿车内饰件材料有机散射性气体测控系统 质。 恶臭的性质：恶臭物质的气味，不仅取决于它的种类和性质，也取决于它的 浓度。通常把正常人勉强可以感觉到气味的浓度，即恶臭的最低嗅觉浓度称为嗅 觉阀值。一般情况下，人的嗅觉对多数恶臭物质的嗅觉阀值都在l o 母以下。 通过人的嗅觉即可感觉到的恶臭物质有4 0 0 0 多种，其中有几十种对人类健 康危害较大。恶臭物质发臭和它的分子结构密切相关，分子结构中凡具有硫基 ( s ) 、巯基( 或氢硫基) ( - s h ) 、硫氰基( - s c n ) 、羟基( o h ) 、醛基( 一c h o ) 、羰基 ( c = o ) 和羧基( c o o h ) 、胺类等，都能散发各种臭味。主要恶臭物质有硫醇类， 氨，硫化氢、甲基硫三甲胺、甲醛、苯乙烯、吲哚，甲基吲哚，酪酸和苯酚类 植 专宁o 2 2 3 2 恶臭污染的危害 由于恶臭污染是一种感觉灾害，使人感受到的影响也不尽相同。一般对人产 生的影响可以分为心理影响和生理影响。 1 ) 心理影响 恶臭物质可以给人的感觉器官以刺激，使人感到不愉快和厌恶，造成心理上 的负担，感到压抑。人对臭味是很敏感的，对于某些气体甚至l p p m 以下的浓度 也能感知，所以只要有微量的恶臭物质进入环境，就会使人感到不舒适，出现头 痛、头昏、恶心、呕吐、食欲不振、精神不集中，并影响睡眠，甚至影响居民的 正常生活。一般恶臭物质浓度超过嗅觉阀值的几十倍乃至几百倍，几乎都不产生 生理上的被害影响，另外由于每个人的年龄和身体健康状况的不同，对恶臭的敏 感程度也不同，对心理上产生的影响也有一定的差异。 2 ) 生理影响 有一部分恶臭物质达到一定的浓度后，可以对人的生理产生不良危害。这类 恶臭物质有：硫醇类、硫化氢、氨、甲硫醚、三甲胺、甲醛、苯乙烯、苯酚类等， 可直接危害人的健康。依污染物浓度和接触时间的长短，恶臭类物质对人可以造 成不同程度的危害，这些危害主要有： 1 ) 危害呼吸系统，妨碍正常呼吸功能； 2 ) 危害循环系统，会导致脉搏和血压的变化； 3 ) 危害消化系统，使人感到厌食，恶心，产生呕吐； 1 6 - 轿车内饰件材料有机散射性气体测控系统 4 ) 危害内分泌系统，使分泌功能发生紊乱，影响机体的新陈代谢； 5 ) 危害神经系统，造成失眠、神经衰弱； 6 ) 对精神的影响，使人精神烦躁不安，思想不集中，引起判断力、记忆力 下降。 长期反复受到恶臭物质的刺激，还会引起嗅觉疲劳，导致嗅觉失灵。 2 2 3 3内饰件散发出的恶臭类物质 由于轿车内饰件材料种类多，各种材料在其合成及加工过程中又用到各种助 剂，使得轿车内有机散射性物质数量大、种类繁多。内饰件材料中释放量比较大 的几种的烃类( 如苯乙烯) 、胺类( 三乙二胺) 及醛酮类物质都是嗅阀值很低的 恶臭类物质。由于轿车乘客舱是一个相对狭小并相对封闭的空间，加上有机散射 性物质释放所产生的累积效应，恶臭物质对人心理及生理影响不可低估。 2 3内饰件材料有机散射性物质释放质量的评价内容及标准介绍 目前，由于人们对车内空气质量研究不多，并没有真正的关于车内空气质量 的定义，不过，由于车内环境和室内环境有相似之处，在此我们可以以室内空气 质量作为借鉴。 关于室内空气质量的定义有一个发展过程，最初，人们将车内空气质量几乎 等价于一系列污染物浓度的指标，近年来，人们认识到纯客观的定义并不能完全 涵盖室内空气质量的内容，因此对室内空气质量进行了新的诠释和发展，将主观 感受的内容添加了进来。 1 9 9 6 年，美国供暖、制冷和空调工程师协会( a s h 凡垣) 在新的通风标准 6 2 1 9 8 9 r 中，提出了“可接受的室内空气质量 和“感受到的可接受室内空气 质量”等概念。其中，“可接受的室内空气质量 定义为：空调房间中绝大多数 人没对室内空气表示不满意，并且空气中没有已知污染物达到了可能对人体健康 产生严重威胁的浓度。“感受到的可接受室内空气质量 定义为：空调房间中绝 大多数人没有因为气味或刺激性而表示不满。它是达到可接受的室内空气质量的 必要而非充分条件。a s h r a e 关于室内空气质量的定义，包括了客观指标和人 的主观感受两方面的内容，比较科学和全面。 车内环境可以近似看成是一小型的室内环境，而且车内环境比室内环境污染 状况更为恶劣，这有两点原因：1 ) 轿车经常处于繁忙的交通道路上，由各种交 - 1 7 - 轿车内饰件材料有机散射性气体测控系统 通车辆排放出的尾气、扬起的尘土，使得车外环境空气质量差，而车外空气质量 与车内空气质量密切相关。2 ) 轿车狭小的空间内大量用到各种高分子材料，其 材料载荷比( 高分子材料表面积与车内或室内空间的比值) 要比室内空间大得多， 因此由车内高分子材料散发出的有机散射性气体对车内环境所造成的危害，也比 室内装饰材料对于室内环境造成的危害要严重。 由车内空气质量状况及室内空气质量的定义，我们可以看出，对车内空气质 量的评价也应该包含客观指标和主观感受两个方面的内容才比较科学和合理。 2 3 1内饰件材料有机散射性气体释放质量的评价内容 目前，整车厂对轿车内饰件材料有机散射物释放质量的评价包括客观指标和 主观感受两方面的评价内容。 2 3 1 1 客观指标 内饰件有机散射性气体释放质量的评价在客观指标上主要有三方面的要求： 1 ) 内饰件材料的蒙雾值 主要用来评价由内饰件材料释放的、能在汽车窗玻璃上冷凝而导致雾化的有 机物释放量的大小。由于雾化是由内饰件材料所释放的挥发性有机物引起的，因 此它是内饰件材料有机物释放质量的一个评价内容，有关雾化对于车内环境的影 响，我们可见2 1 2 节，我们将在2 3 2 3 小节中举例介绍测量内饰件材料蒙雾值 的试验方法。 2 ) 内饰件材料总碳散发值 总碳散发值可以用来大致评价内饰件材料的有机散射性物质的释放总量。总 碳散发值的检测方法是利用气相色谱仪，按照外标法做出某一标准物质的仪器响 应值随浓度变化的标准曲线，然后将检测到的各种有机物的响应值之和比照该标 准物标准曲线，将各种有机物的总响应值折算成该标准物的浓度值，并将该浓度 值乘以该标准物分子的含碳量，将能检测到的各种有机物的总释放量转化成以标 准物质为参照的含碳量值。由于有机散射性气体的释放量与气味、内饰件的蒙雾 值都有正相关的关系，而且，有机物浓度的高低对人们挥发性有机污染物的接触 量有直接影响，因此，内饰件材料的总碳散发值可以直接或间接地评价内饰件材 料有机散射性气体释放质量其它几个方面的内容。 3 ) 国家、行业或企业强制规定的各种单一挥发物的限量标准 18 - 轿车内饰件材料有机散射性气体测控系统 对于某些对人体健康危害特别严重的挥发性物质( 如：甲醛) ，国家对此有 限量标准，内饰件必须达到该标准的要求。同样，对于某些类别容易引起车内其 它污染的有机物( 如聚氨酯泡沫中的胺类催发剂，它容易产生雾化现象，并且， 该类物质的嗅阀值也很低) ，汽车行业和整车厂对此也有相关的一些限量指标， 内饰件厂家也必须达到这些标准所规定的要求。 2 3 1 2 主观感受 内饰件材料的气味，即人的嗅觉对内饰件材料所释放的挥发性有机物的感知 情况。它是内饰件材料有机散射性气体释放质量上的重要评价内容，也是内饰件 厂家难以控制的内容。内饰件材料有机散射性气体释放所引起的车内气味由于给 人以最直接的感观印象，其好坏直接影响到车内乘客对于车内空气质量的评价。 另外，由于人的嗅觉十分灵敏，最低甚至能够察觉到l o 母浓度的气体的气味，而 内饰件材料所释放的有机物种类众多，且其中含有不少嗅阀值很低的物质，因此， 有些气体虽然浓度很低，对人体健康的影响不大，但是对于内饰件产品的气味质 量影响很大。由于人们总是习惯性的通过闻气味来判断车内空气质量的好坏，因 此，车内臭味问题一直是轿车整车厂家重点关注的对象，基本上每一个汽车整车 厂对内饰件的气味质量有严格要求，而且测试方法也十分严格。内饰件的气味试 验往往不是在常温下检测，而是将材料置于较高的温度( 比如：8 0 c 下) ，保温 一段比较长的时间后进行检测，这样检测出的内饰件的气味比使用环境下的更 大。 2 3 2 相关标准与要求 由于内饰件有机散射性气体释放所引起的车内空气质量问题涉及到消费者、 国家、汽车整车厂、内饰件厂家等多方利益，各方对于内饰件在有机散射性释放 质量上的要求也不同，所制定的标准也不同。下面我们分别详细介绍各方在内饰 件有机散射性气体释放质量上的要求及各种标准。 2 3 2 1 国家相关标准 我国目前还尚未制定有关内饰件材料有机散射性气体释放所引起的车内空 气质量问题的标准，国外也未见这方面的标准。我国以往的一些有关车内空气污 染的标准( 如：我国公共交通工具卫生标准g b 7 3 1 9 9 6 ) 只是简单的涉及到了 各种车辆内c o 、可吸入粒子、噪音、通风量等一些污染因素，对于车内挥发性 1 9 - 轿车内饰件材料有机散射性气体测控系统 有机物的污染则没有要求。若将车内环境看成是一个可以移动的室内环境，我们 到可以借鉴我国于2 0 0 2 年1 1 月颁布的室内空气质量标准来对比了解一下车 内空气质量应该达到一些什么要求。 1 ) 室内空气质量标准介绍 我国室内空气质量标准【2 3 1 于2 0 0 2 年1 1 月1 9 日颁布，于去年3 月1 日 才开始正式实施。该标准在室内物理性、化学性、生物性和放射性几个方面对室 内空气质量做出评判。其中，化学性参数一栏里就分别对c o 、臭氧、氨、氮氧 化物、苯、甲苯、二甲苯、甲醛、总挥发性有机物、苯并芘、可吸入颗粒物的接 触浓度作了详细规定，另外还规定了这几种污染物的标准采样及检测方法。室内 空间与车内空间在一些方面有一定的相似性( 如在污染物的类别、污染来源方 面) ，因此，在某些方面我们可以借鉴该标准来对车内空气质量作出大致评价。 2 ) ：室内装饰装修材料聚氯乙烯卷材地板中有害物质限量介绍 针对具体的材料及产品有机散射性气体的释放，我国也有一些相关标准。国 家质量监督检验检疫总局和国家标准化管理委员会于2 0 0 1 年1 2 月1 0 日批准发 布了“室内装饰装修材料有害物质限量 等1 0 项国家标准，自2 0 0 2 年1 月1 日起实施，2 0 0 2 年7 月1 日起强制执行。这些标准中有些涉及到汽车内饰件， 如：国标室内装饰装修材料聚氯乙烯卷材地板中有害物质限量 ( g b l 8 5 8 6 2 0 0 1 ) 2 4 1 标准的适用范围包括聚氯乙烯车用地板。该标准对挥发物 的限量做了详细规定( 见表2 7 ) 。 表2 7 国标 规定的溶剂型胶粘剂中有 害物限量值 项目指标 橡胶胶粘剂聚氨酯类胶粘剂其它胶粘剂 游离甲醛( g k g ) o 5一一一一 苯( g i ( g ) 5 甲苯和二甲苯( g k g ) 2 0 0 甲苯二异