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汽車異味久久不散,GC-IMS氣味分析給你答案

點擊次數(shù):1171 發(fā)布時間:2024-01-08

前言

當下,汽車已不僅是代步工具,而且成為人們接觸頻率很高的生活空間,這也對車輛的品質(zhì)提出了更高要求。其中,車內(nèi)異味成為消費者關(guān)注點之一。車內(nèi)異味久久不散,不少人顧慮是否對健康有影響。對應(yīng)此問題,哪些評價手段科學(xué)有效?

 

不合規(guī)的汽車內(nèi)令人反感的主要氣味有塑料味、糊味、酸味、土腥味等,這些味型或多或少與汽車塑料內(nèi)飾相關(guān)。

相關(guān)研究表明,塑料件氣味等級的提升可直接提升整車氣味,同時塑料件的氣味主要與塑料粒子本身的氣味特性有關(guān),材料本身的氣味比后續(xù)的加工工藝對最終產(chǎn)品的氣味影響更大 。

 

本文采用多種測試方法對車用塑料粒子氣味特性進行研究。

 

 

01 材料與設(shè)備

 

材料:編號為 A、B、C 、D 的四種 PP 粒子、高純氮氣(99.999%)。

 

設(shè)備:GC-IMS、GC-MS、FID、烘箱、氣味袋。

 

圖片

氣相色譜-離子遷移譜聯(lián)用儀(GC-IMS)

 

 

02 結(jié)果與討論

01

氣味主觀評價

 

對四種粒子的評價結(jié)果見表2,表1為評分參考,氣味強度評分描述表。

 

編號為A的塑料粒子氣味最好,表現(xiàn)為正常的塑料味,該粒子為經(jīng)過配方優(yōu)化后的低氣味產(chǎn)品;常規(guī)供貨狀態(tài)下的塑料粒子(編號 B、C)氣味在3.0到3.5之間;而在原料中添加了一定比例的回料的粒子(編號D)氣味表現(xiàn)最差。

 

表1  氣味強度評分描述表

氣味強度評分等級

氣味強度評分標準描述

1級

無氣味,不易感覺到

2級

有氣味,可以感覺到,輕微強度

3級

氣味明顯,可以明顯感覺到,中等強度

4級

氣味明顯,強度較大

5級

氣味明顯,強度很大

6級

不可忍受的氣味

表2  四種塑料粒子測試結(jié)果

樣品編號

D

C

B

A

氣味評價

4

3

3.5

2.5

氣味類型

燒塑料、糊味、油膩

糊味、刺激、汽油

糊味、汽油、油膩

塑料味

樣品說明

回料粒子

常規(guī)新料

常規(guī)新料

低氣味配方

 

02

GC-MS 客觀測試

GC-MS 進行定性定量分析。將 A、B、C、D 四種PP粒子的TOP 15列入表3,濃度由高到低進行排序。4種粒子中,D、C粒子檢出了2,4-二叔丁基苯酚,A粒子檢出了乙酸,其他物質(zhì)均為烷烴及苯系物。

 

表3  四種粒子 GC-MS 全譜解析 TOP 15

圖片

 

03

FID 測試

四種粒子的FID測試結(jié)果見表4,F(xiàn)ID值可以反映氣體中總揮發(fā)性有機物的基本狀況,針對這幾種粒子來看,無法反饋氣味的差異,D粒子和C粒子的的總碳氫值一樣,但氣味差異明顯。即FID無法區(qū)分總揮發(fā)物總量相似,氣味等級和類型又有差異的牌號。

 

表4   四種粒子FID測試結(jié)果

樣品編號

D

C

B

A

FID 穩(wěn)定值/ppm

5

5

10

1

氣味類型

燒塑料、糊味、油膩

糊味、刺激、汽油

糊味、汽油、油膩

塑料味

樣品說明

回料粒子

常規(guī)新料

常規(guī)新料

低氣味配方

 

04

GC-IMS 客觀測試

圖片

圖1  四種粒子 GC-IMS 測試譜圖

 

設(shè)備分析的譜圖如上圖,D和C兩種牌號FID值一樣,但 GC-IMS 的色譜圖存在差異,C的譜圖出峰的數(shù)量多于D的,即C牌號揮發(fā)的氣體中包含的物質(zhì)更多;同一位置的C的出峰更大,顏色更紅,即相同物質(zhì)C揮發(fā)出物質(zhì)濃度也更大;D譜圖的最左邊存在非常大的獨特峰型,該物質(zhì)是導(dǎo)致氣味最差的一種因素。B與C兩種牌號氣味物質(zhì)非常類似,濃度也相差不大。A牌號為新樣品,其散發(fā)的氣味物質(zhì)數(shù)量和濃度均最小。

圖片

圖2  四種材料氣味物質(zhì)指紋圖譜

 

對譜圖進行解析,獲取其中的氣味物質(zhì)及指紋圖譜如上圖。牌號A包含的氣味物質(zhì)最少,其次是D,但D中獨特存在的區(qū)域(Area 32/33/34/37/38)對氣味的影響非常巨大。

 

B和C兩種牌號包含的物質(zhì)非常相似,B的部分物質(zhì)濃度要低于C,但C的氣味等級較高,主要是由于氣味物質(zhì)間的耦合規(guī)律,同時極高濃度的糊化烷烴也是一種影響因素。

 

結(jié)合氣味數(shù)據(jù)庫,對譜圖進行解析,其中典型氣味物質(zhì)如表5,為四種材料具有區(qū)分度且具有代表性的氣味物質(zhì),A牌號散發(fā)的氣味物質(zhì)濃度最低,其對應(yīng)的氣味也最低;B和C兩種牌號的樣品具有較高的相似度,其包含的氣味物質(zhì)的濃度均較高,氣味等級和氣味類型也最為接近;D牌號相對B/C 兩種牌號,乙酸戊酯和 α-蒎烯的濃度非常高,其他物質(zhì)濃度較低,也是導(dǎo)致D牌號與B/C 兩種牌號氣味類型存在差異的原因。

 

表5  四種材料氣味物質(zhì)濃度測試結(jié)果

圖片

 


03 結(jié)論
GC-IMS 可以屏蔽氣體中的烷烴類物質(zhì),對更低氣味閾值的組分有更好的響應(yīng)。通過可視化圖譜可以很好地反饋產(chǎn)品間氣味物質(zhì)的差異,配合定性譜庫可以幫助企業(yè)確定氣味來源,給出的物質(zhì)可以與產(chǎn)品氣味對應(yīng),方便企業(yè)進行有效整改。

 

參考文獻:

 

姚謙,李驪璇,王崇,陳一宇,史俊強,張盼盼. 多種測試方法對車用塑料粒子氣味特性的研究[J]. 中國汽車, 2023: 51-55

 

 

 

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