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【2018汽车环保座舱论坛】通标标准单锋:气味溯添加时间:2018-09-29

  各位来宾大家早上好,很高兴今天由我来进行第一个主题介绍。我是SGS的单锋。今天我汇报的题目是如何通过气味溯源来改善我们的车内异味,并提高车内环境空气质量。昨天有很多嘉宾在汇报中提到通过气味溯源可以对汽车内饰材料或者整车车内的气味做一些改善工作。我今天会系统的跟大家介绍一下SGS如何做这方面的工作的。

  我的演讲主要分为以下几个方面:第一个是气味溯源的背景,第二个是SGS如何来做气味溯源整改的,第三个方面会展示我们给某个车厂做的气味整改案例,第四个是从2013年起SGS一直在做气味溯源的项目,我们溯源项目经历了一个不同阶段的技术革新和发展,我会跟大家展示一下在这几个阶段中我们分别引用了哪些新的技术。最后是我们的项目经验。

  VOC对人体的健康以及VOC的气味性对舒适性的影响不做过多的介绍。昨天的嘉宾已经就相关内容进行了详细的介绍。目前在车内异味整改方面有不少的改善措施,爱彩棋牌手机主页这些措施对车内整车的气味改善都是有帮助的。但是这些措施主要集中在整车后端的一个改善,其实并没有从根源方面改善整车的气味性。我们SGS做整车气味溯源首先将整车逐级分解到内饰总成,然后再逐级分解到内饰材料,在内饰材料方面找到影响VOC气味性的主要关键的因素。我们通过对内饰材料的主材、配方和生产工艺等方面整改,从而达到对内饰总成件整改合格的目的,进一步达到对整车整改合格的这样一个目的。

  这个图是在我们做整车气味溯源,或者整车VOC溯源改善方面的关键思路图。大家可以看到里面包含了很多的信息。首先对整车做一个常温或高温的VOC散发测试,包括气味的测试,同时我们会用Sniffer筛选气味物质。通过筛选的气味物质得到整车的一个重点气味物质清单,将这个物质清单跟每一个内饰件总成件的VOC全谱进行物质匹配,这样可以筛选出我们高危零部件总成,给总成进行高风险排序。我们得到这样一个总成高危清单之后,再通过每一个总成的高分子材料的VOC散发全谱数据,跟我们总成散发的VOC全谱数据进行匹配,就可以得到这样一个关键材料气味物质信息和整改方向。

  这些材料我们会进一步做详细的深度成分分析,得到每一个材料中各种组分的信息,包括主材质,辅材的信息,这样结合成份分析和VOC全谱散发的信息,我们得到最终的整改材料清单,给出我们的整改建议。所有的整改建议并不是每一条都可行,我们会根据SGS多年的测试经验还有材料测试结果给出整车N条整改措施,车厂跟其供应商可以根据实际的生产情况有选择性的采用合适的整改措施来进行材料的VOC气味性优化。材料优化之后,可以对总成整改件进行复测,包括对整改后的整车进行复测。

  整车的VOC散发会采用高温条件测试,一般是参考PV 3938,或者ISO 12219-1的标准测试。我们会对整车的高温测试进行VOC全谱分析,同时用sniffer嗅辨关键的气味物质,筛选出整车VOC全谱中所有的对气味有影响的关键恶臭物质。这是如何来筛选关键整车气味物质的一个示意图。首先通过sniffer进行嗅辨,包括气味物质的强度和类型,同时通过VOC全谱的MSDS进行气味性补充,主要补充含有杂原子的物质,或者酯类和醇醚类物质。昨天的演讲嘉宾提到这些物质对气味性影响比较大。结合这两块表,我们可以得到一个整车的高危散发物质清单,这是对整车气味性影响最大的一个VOC物质清单。我们得到整车的一个高危物质清单之后,接下来会对每一个内饰件总成分别进行VOC散发测试。

  我们通过内饰总成测试的结果跟整车的结果去匹配,可以得到哪些内饰件总成对这些高危物质的散发影响最大,并对总成进行一个高危影响排序。内饰总成件的高危排序,我们一般用VOC袋子法测试来完成,同样我们SGS是用总成袋式法的一个全谱跟整车高危物质清单进行匹配。第三部分有一个案例介绍,大家看案例介绍可能会更加清楚我们是怎么来做这个气味溯源项目的。

  接下来得到高危物质总成的清单之后,然后我们做筛选的材料。材料同时做一个VOC全谱分析,包括材料的气味主观测试和sniffer嗅辨。得到材料的VOC散发数据后,该如何整改材料,我们需要做材料的深度配方分析,来寻找所有的VOC散发源是从材料中哪一部分散发出来的。对于材料VOC散发现行采用的是10 L袋式法,材料VOC测试方法有很多,我们在项目中VDA 277,VDA 278,还有袋子法我们都尝试过。最终结果表明VOC袋子法是可以给出更多的物质信息。在VOC全谱中有比较多的共流出物质,这些物质有时候占VOC散发比较高的比例,往往通过常规的一维色谱柱是分离不出来,有必要的话我们可以引入GC×GC-TOFMS测试,借助这个设备,把共流出的物质分离出来。

  第三块就是对我们的材料做一个深度的成份分析,得到材料中每一个组分,它是如何定性和定量的,是什么物质,含量又是多少,后面我们也是有一个案例分享给大家。

  接下来展示一下相关的案例,这个背景就是我们车厂消费者对气味抱怨比较厉害,该案例中选某一款车型进行异味追溯分析。这有一个表就是前面讲的整车关键气味物质清单。咱们可以看到表里面有不同的VOC物质,这些物质都是可以通过sniffer嗅辨出来。表格中VOC物质散发量不方便把实际的数据展示出来,所以用加号的形式体现,加号越多,说明量越大。得到关键物质清单之后,将整车物质清单跟我们的总成VOC全谱物质匹配。这里简单的列了几个,丁酮、甲苯等。右边这是总成袋式法测试分析出来的气味物质,左边是我们整车需要重点关注的物质清单,把这两个表进行匹配,其实可以发现每一个总成它的散发气味物质种类是有区别的,不是所有观察的物质在总成中都能找到,它还是有一定的规律,有一些总成散发的物质比较多一些。像我们的顶棚里的物质,酯类的散发量非常高。

  接下来以顶棚为例,顶棚的散发物质是主要是酯类,其散发量是非常高的,可以看到打四个加号的,其真实的散发量已经达到几千微克每立方米,这个散发量是非常高的。我们对顶棚中不同的材料分别进行VOC散发测试。可以看到主要的散发材料是表格右边这几种内饰胶,其散发的量是比较多的,其散发量基本都是达到一千以上的数量级别。

  接下来我们对顶棚材料整体进行了一个成份分析的测试。众所周知,顶棚面板是一个多层结构的复合材料,我们没有办法把它每一层进行剥离开来并准确测试它的成份含量,我们选取的是一个复合材料来做实验。顶棚材料是什么样的结构,是什么样的材质,这些均可以分析出来,包括我隐去的关键信息,比如含量比较低的添加剂或者一些其他的物质。可以把每一层结构的物质跟前面内饰材料的VOC散发结果进行匹配。我们可以得出前面那些散发的VOC物质是从这些材料中哪一种成份散发出来的。

  我们经过这样的匹配分析之后,会针对顶棚的总成给到相应的整改建议。我们整改的建议主要是基于两部分,一部分是基于我们材料选材,比如如何优化材料的配方或者材料的结构。另外一部分就是材料的生产工艺,包括我们存储、流转环境等方面的改善。因为我们会去到我们车厂供应商实际生产场所调研,评估有没有这种改善的空间。

  针对第一部分,对于材料选材这一块,我们会对顶棚中每一种材料都会提出相应的整改建议。针对它的PU发泡部分,我们会给出两方面整改建议,一方面就是反应前的整改,另一方面就是反应后的整改。对于其他材料,如PET、胶黏剂等,我们都会给出相应整改建议。这些信息都是我们客户车厂隐私的信息,所以不方便展示给大家。

  接下来介绍一下我们溯源从2013年开始到现在经历的几个阶段。我们最早一开始做气味溯源是叫它溯源1.0。做溯源1.0的时候有一个问题,当时没有考虑到气味与VOC物质浓度的关系,什么意思呢?就是在做整车VOC或者零件VOC时,某些VOC物质在全谱的面积占比较大,但是这个物质对气味影响并不大。相反,比如说少量含硫或含氮化合物即使在散发量很低的情况下对气味影响却是非常大的。我们做溯源1.0,按照总成含量的高低,浓度高低进行排序,寻找我们重点改善的物质。这是存在第一个问题。

  我们升级到溯源2.0,采用sniffer嗅辨仪,VOC全谱中每一个物质均可以进行人为的嗅辨,辨别它实际的气味强度和气味类型。这样我们就有针对性的去寻找哪些是在我们全谱中需要关注的气味物质。溯源1.0全谱中共流出物质比较多,宝马和戴姆勒的VDA 276测试,里面的物质给不出具体的化合物结构,我们统称为脂肪族化合物,很多物质是混合在一起,在1.0我们解决不了,后来我们在溯源3.0中引用了GC×GC-TOFMS的设备,采用了二维的色谱柱,可以对共流出的物质进行一个更细化的分离,可以给出共流峰里面更具体物质的定性结果。随着我们溯源项目的进一步的发展,我们更多也在考虑测试过程中存在的一些技术问题。

  溯源4.0我们解决了一个整车与零部件VOC数据关联匹配的问题。包括前面介绍的零部件总成的VOC全谱数据跟我们整车关键物质清单进行匹配。大家发现一个问题,咱们零部件袋式法做是65度测试,整车测试国标是室温,ISO测试中车内温度也只能达到四十多度,用PV标准测试整车,车内可以达到65度,但是这个条件还是有差别。这边我们设计了一个三立方舱的设备,这个跟整车的体积比较接近,不仅可以完全模拟在ISO标准条件下零部件在整车车厢内部的散发状态,还可以模拟内饰零部件在整车车厢内部在HJ/T 400条件下的散发状态。另外三立方舱内可以模拟零部件在整车中实际的摆放位置。如座椅可按照车型来摆放位置,同时其他的零部件也可以摆放在舱里面。最后三立方舱设备可以用于研究零部件对整车气味或者整车VOC的贡献度,三立方舱可以像整车车厢一样,是比较好的白车身。

  前面介绍溯源4.0其实是在采样端或者在样品摆放端进行的相关改善。根据最新研究成果,我们在分析测试端同样提升了VOC测试的准确性。常规的一个整车VOC采样或者零件VOC采样,大家都知道是用TENAX管进行采样。TENAX管主要是通过物理吸附方式,吸附袋子中或者整车中的VOC物质,然后再热解析分析。但是TENAX管本身的物理吸附还是有一定的选择性,有一些VOC物质不一定是能够很好的被吸附到TENAX管里面。所以我们引进了一套新的袋式法气体直接进样设备。

  我们看一下右边的图,右边的图下面是咱们常规的TENAX管。上面的是袋式法气体直接进样设备,该设备可以直接把PVF袋子里中的气体直接抽到分析设备里面进行上机分析,减少了TENAX管采样环节。一方面,相比TENAX管,气体直接进样设备减少了对物质选择性吸附的损失,我们有相应的对比数据作证。另一方面,它里面有一个除水装置,针对亲水性物质可以提供准确的分析能力,如醇类,醛酮类物质等。通过TENAX管和袋子法气体直接进样设备的数据比较,气体直接进样设备对醇类,醛酮类物质的检出率高于TENAX管。袋式法气体直接进样设备也可以用到整车和零部件VOC分析,利用泵把气体采到袋子里面,然后袋子直接上机分析。现在戴姆勒已经在使用SGS的袋式法气体直接进样设备进行VOC分析。

  这边是我们从2013年到现在做的一些溯源项目,溯源项目对人员的要求比较高,基本上每年我们是做一到两个,不会做的特别多。

  最后一点对溯源项目的展望。我们积累大量的VOC测试数据,包括给车厂做溯源项目也会有很多VOC数据,其实大家可能也会去想这样一个问题,这么多数据我们怎样给结合起来使用?有一个比较好的方向,也是非常困难的方向,就是通过这些数据我们来摸拟这些数据之间存在的一些关联,给它建立相应的数学模型。通过这些大数据的积累,跟数学模型的建立,后续我们可以预测相关零部件,相关材料,甚至整车的VOC散发情况,或者气味散发的情况;或者通过数学模型与我们大数据库相结合,进行整车异味的改善,我们通过数据库,之前做了一些项目的经验或者是改善的一些条件,可以直接引用到我们一个新车型中,我们可能不需要做那么多测试,直接通过这样一个数学模型的关系,我知道我改了A,我就得到C的效果。我们在车上面也可以做一些针对性的改善。但是这个事情想的比较理想化,实现起来还非常的困难。我们一直在做这个事情,也一直在跟车厂合作,像昨天刘伟博士讲的,他的电子鼻还有不短的路要走,这只是我们一个美好的期待。