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车内挥发性有机物的测定技巧

来源:学术堂 作者:韩老师
发布于:2015-10-19 共1772字

  随着汽车轻量化的发展,橡塑制品越来越多的应用于汽车领域,然而由于其特殊的化学合成工艺,一些残留的单体、溶剂、添加剂等有机物质在日常使用过程中逐渐挥发,产生强烈的刺激性气味,严重制约了橡塑制品在汽车内饰件中的广泛应用。如何对这些复杂的挥发性有机物进行有效检测,对于指导生产、控制产品质量具有重要意义。

  1 车内主要污染物及其危害

  车内的VOC(挥发性有机物)污染物主要有甲醛、苯、甲苯、二甲苯,苯主要来自车内仪表盘、皮革、粘合剂、地毯、橡胶密封条等内饰材料。2004年中国科协工程学会汽车环境专业委员会组织发起了“车内环境污染情况调查”,结果显示参与调查的车辆中,甲醛超标的占23.4%,苯超标的占75.1%,81.6%的车辆甲苯超标,24.5%的车辆二甲苯超标,70.2%的车辆总挥发性有机物(TVOC)超标。

  甲醛(HCHO)又名蚁醛,无色气体,具有刺激性气味,沸点19.50℃,被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质。甲醛可凝固蛋白质,空气中甲醛浓度达12mg/m3时,可使人大量流泪,吸入60~120 mg/m3甲醛的空气,可引起支气管和肺部严重损伤。

  苯,俗称天那水,是一种无色至浅黄色透明油状液体,沸点80.1℃,1993年被世界卫生组织确定致癌物。苯可产生血液毒性,能引起再生障碍性贫血和白血病。当空气中的苯浓度为24.Omg/m3时,可导致人在30min内死亡。

  甲苯为无色液体,有芳香气味。高浓度甲苯蒸汽被人体吸入时,可抑制中枢神经系统,主要表现为头痛、昏迷、疲劳、肌肉无力、眩晕等。

  二甲苯对皮肤有刺激,长期暴露会产生脱脂性皮炎。对神经系统的急性毒性大于苯和甲苯。

  车内空间狭小,各种挥发性有机物混杂在一起,加剧了对人体的刺激,挥发性有机物VOC的浓度达到0.2~3mg/m3时,人就会觉得有刺激和不适;浓度大于25mg/m3时,人除头痛外还会出现其它神经毒性反应[1].

  2 挥发性有机物浓度标准

  我国国家环保总局在2005年制订了《国家环境友好汽车实施方案》,对车内几种主要污染物浓度进行了限制,如表2.1.

  3 挥发性有机物的测定方法

  目前,对原材料挥发性有机物的测定没有统一的方法与评价标准,可参照车内、室内有害气体测定方法并结合生产、加工实际进行样品处理、采集与测定。

  3.1 样品采集

  取合适大小的块状样品,放置于密闭的恒温箱中(温度可调,并带有气体样品采集导管),根据样品的理化特性及使用情况,选择合适温度(如表3.1)进行恒温处理24h,使样品中的有机物充分挥发,通过采样导管进行气体样品采集,并冷却至室温后进行分析测定,分析材料在不同温度下挥发性有机物的浓度。

  3.2 测试方法

  3.2.1 气相色谱法

  橡塑材料在加热预处理过程中挥发气体样品成份繁杂,而气相色谱法可以将多组分的气体样品进行有效分离,然后通过检测器分别进行测定。

  气相色谱法基于样品中各组分在固定相的吸附能力不同,被惰性气体(N2、He等)带入后其在色谱柱中的运行速率不同,经过一定的柱长后彼此分离,顺序离开色谱柱进入检测器形成不同的色谱峰。

  吕鸿[2]等利用用配有氢焰离子化检测器的Agilent HP6890N型气相色谱仪,通过外标法绘制苯、甲苯、二甲苯的气相色谱标准曲线,建立了快速、同时测定装修材料胶黏剂中的苯、甲苯、二甲苯的方法,其检出限均达到0.20ug/ml.游红杨[3]以OV-l毛细管柱、配有氢焰离子化检测器的SP-6800A气相色谱仪对空气中的总挥发性有机物(TVOC)进行测定,检出限0.80ug/ml,结果的精密度、准确性、重现性良好,适用于大批量气体样品中总有机挥发物的检测。

  3.2.2 分光光度计法

  甲醛是橡塑制品散发的主要气体污染物之一,甲醛的测定目前多采用分光光度计法。

  待测样品释放的甲醛与其他气体的混合气体被采集后,持续地通过装有蒸馏水水的气体洗瓶,甲醛被水吸收,并用分光光度计测试溶液中甲醛浓度。在铵盐作用下,甲醛和乙酰丙酮发生化学反应生成二乙酰基二氢卢剔啶(DDL),其在412nm波长处有最大吸收峰,据此可用紫外分光光度计有效测定蒸馏水中吸收的甲醛量。

  目前,欧盟、大众汽车及国标HJ601-2011中均采用该方法对材料构件散发的甲醛进行测定。

  参考文献
  
  [1]冯顺利。汽车内空气质量检测及评价方法的研究[D].长安大学硕士学位论文。 2008.
  [2]吕鸿,张文申,许峰,等。气相色谱法快速同时测定室内装饰装修材料胶黏剂中的苯、甲苯、二甲苯的含量[J].化学分析计量,2011,20(1):59-61.
  [3]游红杨。改进性气相色谱法测定空气中总有机挥发物的研究[J].技术方法。2006,3(3):143-144.

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