整车气味溯源方法及应用

摘要：通过选取整车异味抱怨持续较高车型，借助气相色谱质谱联用仪、高效液相色谱以及化学物质对应气味强度的客观分析手段，将整车挥发性有机物同汽车内饰8种关键总成零部件进行挥发性有机物分析，即用客观分析手段代替主观气味评价进行整车气味溯源。通过客观数据找出影响整车气味的关键气味物质与零件，提出了有针对性的整车气味改善方案，从而提升整车气味愉悦度。

关键词：整车异味；气相色谱质谱联用仪；高效液相色谱；气味溯源

新车异味抱怨对于广大乘用车群体来说早已不再陌生，POWER新车质量研究调研数据表明国人在对汽车空气健康的关注不仅停留在车内化学物质含量符合国家标准要求，而且需要车内空气愉悦度的整体提升，如何将车内异味降至最低是国内主机厂的重要任务。解决车内异味问题首先需要辨别气味类型及来源，才能够从根本上解决问题。一般通过人的鼻子来辨别异味，气味辨别是一个相当复杂的过程，气味分子进入到鼻腔与嗅腺分泌物相结合，刺激鼻腔中双极嗅细胞，进一步发生一系列物理和化学反应，进而刺激大脑嗅觉中枢神经而产生嗅觉信号。整车气味是由多种不同的气味混合组成，形成了“1+1≥2”的嗅觉效果，或产生新的气味类型，或不同气味物质相互之间被掩盖等情况。当气味评价人员进入车内想要进一步辨识气味类型与来源时，因嗅觉的适应性而使气味评价员无法进一步准确溯源，为客观分析气味来源带来了诸多困难[1]。

由此可见，仅仅依靠人的鼻子进行整车气味溯源是有一定局限性的。针对以上问题，本文采用GC-MS与HPLC客观数据分析手段来协助整车气味溯源进一步提升气味类型与来源的准确性，这样可以更准确地帮助主机厂来提升整车气味，从而提升整车气味愉悦度。

1.1　试验方案

选取异味抱怨一直处于较高状态的车型作为研究对象，整车内异味难以描述具体类型，单个零件评价与整车无法准确对应，整改方向也不清晰，对该整车进行全谱分析，采样标准使用HJ/T400。选取车内8大类气味关键影响零部件：主副仪表板、门板、顶棚、前围隔音垫、地毯、座椅、行李舱隔板装饰板、立柱，对这8种零部件进行总成级VOC挥发性测试，并找出整车与零部件的特征性气味物质[2]的对应关系。

结合气味10级制，以气味相图的6个特征点，即嗅觉感知阈值(ODT)、嗅觉识别阈值(ORT)、时间加权平均接触限值(TLV-TWA)、短期暴露接触限值(TLV-STEL)、安全上限接触限值(TLV-C)、小鼠50%呼吸抑制值(RD50)构建各化合物气味强度等级模型，实现基于气味相图的分子级气味溯源分析，找出最有整改价值的化学物质。气味强度等级模型如图1所示，10级制气味及气味6个特征点对应说明见表1。

1.2　试验仪器及试剂等

整车环境采样仓：晟微型号SEWTH-A-2670S、安捷伦气质联用仪型号Agilent7890A/5975C、高效液相色谱仪型号岛津LC-20A；

零件采样仓：晟微型号V-BIR-24；

Tedlar采样袋：大林德林；500L(门板、行李舱隔板装饰板)，1000L(仪表板、副仪表板、前围隔音垫)，2000L(座椅、顶棚、地毯、立柱)；

DNPH管：蓝色海贝；

乙腈：HPLC级4L/瓶，安谱。

通过GC-MS和HPLC对整车内挥发性有机物质进行定性定量分析，之后将化学物质同气味强度等级模型进行对应，分析结果见表2。

表2中数据气味等级小于10级的物质主要有：乙苯、二甲苯、十三烷、十九烷、2，6，10-三甲基十二烷、2，2，4，6，6-五甲基庚烷、2，6-二甲基十一烷、甲苯、丙酮。

本文对主、副仪表板、门板、顶棚、前围隔音垫、地毯、座椅、行李舱隔板装饰板等8种零部件进行总成级VOC挥发性测试，通过GC-MS与HPLC分析得出各零件所挥发出的化学物质，并进一步将各零部件与整车气味关键物质进行一一对应。零部件挥发性有机物含量分布见表3。

从整车与零部件气味挥发性有机物一一对应后得出：最具整改价值的零件为门板(乙苯、二甲苯、2，2，4，6，6-五甲基庚烷、丙酮、甲苯)和前围(十三烷、2，6，10-三甲基-十二烷、2，6-二甲基-十一烷、甲苯)；十九烷未从此次试验中的总成零件中测出。

据相关文献[3-7]可知，乙苯、二甲苯、甲苯具有苯类芳香气味；2，2，4，6，6-五甲基庚烷、十一烷、十二烷、十三烷具有清香，芳香气味；丙酮具有微香气味。

进一步举例探究门板与整车异味匹配挥发性有机物来源与改善方式。其中2，2，4，6，6-五甲基庚烷一般用作化学试剂、精细化学品、医药中间体、材料中间体，并非原材料原料或辅料所含有的物质，推断为反应过程中产生的中间体。门板挥发性有机物用途及来源见表4。

对门板中怀疑对象单独进行了50、1000L袋子法VOC测试，加热条件为60℃、2h，使用门板扶手基材做纯基材、喷修补漆、喷清洗剂、无胶水包覆件、胶水A包覆件、胶水B包覆件。

门板可疑子零件挥发性有机物含量见表5，表中ND为未检出。

从测试数据可看出乙苯存在于所有试验样品中，没有明显异常偏高数据，故整车中乙苯可判定为零件散发累积而来。而甲苯可明显看出来自于胶水B，二甲苯来自于清洗剂与修补漆，丙酮来自于A胶水，进一步查找A胶水MSDS，发现其丙酮含量占比70%~90%。

针对样品中存在的问题，提出了改进方案：胶水可根据不同部位的基材来选择合适的水性胶及相应工艺，从而降低甲苯与丙酮的含量；禁止使用溶剂型清洗剂来清洗零件，改用酒精擦拭；禁止使用修补漆，通过修改模具来减少外观缺陷，该问题在前期开发时即应避免。