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汽车异味久久不散,GC-IMS气味分析给你答案

点击次数:393 发布时间:2024-01-08

前言

当下,汽车已不仅是代步工具,而且成为人们接触频率很高的生活空间,这也对车辆的品质提出了更高要求。其中,车内异味成为消费者关注点之一。车内异味久久不散,不少人顾虑是否对健康有影响。对应此问题,哪些评价手段科学有效?

 

不合规的汽车内令人反感的主要气味有塑料味、糊味、酸味、土腥味等,这些味型或多或少与汽车塑料内饰相关。

相关研究表明,塑料件气味等级的提升可直接提升整车气味,同时塑料件的气味主要与塑料粒子本身的气味特性有关,材料本身的气味比后续的加工工艺对最终产品的气味影响更大 。

 

本文采用多种测试方法对车用塑料粒子气味特性进行研究。

 

 

01 材料与设备

 

材料:编号为 A、B、C 、D 的四种 PP 粒子、高纯氮气(99.999%)。

 

设备:GC-IMS、GC-MS、FID、烘箱、气味袋。

 

图片

气相色谱-离子迁移谱联用仪(GC-IMS)

 

 

02 结果与讨论

01

气味主观评价

 

对四种粒子的评价结果见表2,表1为评分参考,气味强度评分描述表。

 

编号为A的塑料粒子气味最好,表现为正常的塑料味,该粒子为经过配方优化后的低气味产品;常规供货状态下的塑料粒子(编号 B、C)气味在3.0到3.5之间;而在原料中添加了一定比例的回料的粒子(编号D)气味表现最差。

 

表1  气味强度评分描述表

气味强度评分等级

气味强度评分标准描述

1级

无气味,不易感觉到

2级

有气味,可以感觉到,轻微强度

3级

气味明显,可以明显感觉到,中等强度

4级

气味明显,强度较大

5级

气味明显,强度很大

6级

不可忍受的气味

表2  四种塑料粒子测试结果

样品编号

D

C

B

A

气味评价

4

3

3.5

2.5

气味类型

烧塑料、糊味、油腻

糊味、刺激、汽油

糊味、汽油、油腻

塑料味

样品说明

回料粒子

常规新料

常规新料

低气味配方

 

02

GC-MS 客观测试

GC-MS 进行定性定量分析。将 A、B、C、D 四种PP粒子的TOP 15列入表3,浓度由高到低进行排序。4种粒子中,D、C粒子检出了2,4-二叔丁基苯酚,A粒子检出了乙酸,其他物质均为烷烃及苯系物。

 

表3  四种粒子 GC-MS 全谱解析 TOP 15

图片

 

03

FID 测试

四种粒子的FID测试结果见表4,FID值可以反映气体中总挥发性有机物的基本状况,针对这几种粒子来看,无法反馈气味的差异,D粒子和C粒子的的总碳氢值一样,但气味差异明显。即FID无法区分总挥发物总量相似,气味等级和类型又有差异的牌号。

 

表4   四种粒子FID测试结果

样品编号

D

C

B

A

FID 稳定值/ppm

5

5

10

1

气味类型

烧塑料、糊味、油腻

糊味、刺激、汽油

糊味、汽油、油腻

塑料味

样品说明

回料粒子

常规新料

常规新料

低气味配方

 

04

GC-IMS 客观测试

图片

图1  四种粒子 GC-IMS 测试谱图

 

设备分析的谱图如上图,D和C两种牌号FID值一样,但 GC-IMS 的色谱图存在差异,C的谱图出峰的数量多于D的,即C牌号挥发的气体中包含的物质更多;同一位置的C的出峰更大,颜色更红,即相同物质C挥发出物质浓度也更大;D谱图的最左边存在非常大的独特峰型,该物质是导致气味最差的一种因素。B与C两种牌号气味物质非常类似,浓度也相差不大。A牌号为新样品,其散发的气味物质数量和浓度均最小。

图片

图2  四种材料气味物质指纹图谱

 

对谱图进行解析,获取其中的气味物质及指纹图谱如上图。牌号A包含的气味物质最少,其次是D,但D中独特存在的区域(Area 32/33/34/37/38)对气味的影响非常巨大。

 

B和C两种牌号包含的物质非常相似,B的部分物质浓度要低于C,但C的气味等级较高,主要是由于气味物质间的耦合规律,同时极高浓度的糊化烷烃也是一种影响因素。

 

结合气味数据库,对谱图进行解析,其中典型气味物质如表5,为四种材料具有区分度且具有代表性的气味物质,A牌号散发的气味物质浓度最低,其对应的气味也最低;B和C两种牌号的样品具有较高的相似度,其包含的气味物质的浓度均较高,气味等级和气味类型也最为接近;D牌号相对B/C 两种牌号,乙酸戊酯和 α-蒎烯的浓度非常高,其他物质浓度较低,也是导致D牌号与B/C 两种牌号气味类型存在差异的原因。

 

表5  四种材料气味物质浓度测试结果

图片

 


03 结论
GC-IMS 可以屏蔽气体中的烷烃类物质,对更低气味阈值的组分有更好的响应。通过可视化图谱可以很好地反馈产品间气味物质的差异,配合定性谱库可以帮助企业确定气味来源,给出的物质可以与产品气味对应,方便企业进行有效整改。

 

参考文献:

 

姚谦,李骊璇,王崇,陈一宇,史俊强,张盼盼. 多种测试方法对车用塑料粒子气味特性的研究[J]. 中国汽车, 2023: 51-55

 

 

 

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