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汽車異味久久不散，GC-IMS氣味分析給你答案
當(dāng)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(duì)車輛的品質(zhì)提出了更高要求。其中，車內(nèi)異味成為消費(fèi)者關(guān)注點(diǎn)之一。車內(nèi)異味久久不散，不少人顧慮是否對(duì)健康有影響。對(duì)應(yīng)此問題，哪些評(píng)價(jià)手段科學(xué)有效？ 不合規(guī)的汽車內(nèi)令人反感的主要?dú)馕队兴芰衔丁⒑?、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(jí)的提升可直接提升整車氣味，同時(shí)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(duì)最終產(chǎn)品的氣味影響更大 。 本文采用多種測(cè)試方法對(duì)車用塑料粒子氣味特性進(jìn)行研究。
01 材料與設(shè)備
材料：編號(hào)為 A、B、C 、D 的四種 PP 粒子、高純氮?dú)猓?9.999%）。
設(shè)備：GC-IMS、GC-MS、FID、烘箱、氣味袋。
氣相色譜-離子遷移譜聯(lián)用儀（GC-IMS）
02 結(jié)果與討論
氣味主觀評(píng)價(jià)
對(duì)四種粒子的評(píng)價(jià)結(jié)果見表2，表1為評(píng)分參考，氣味強(qiáng)度評(píng)分描述表。
編號(hào)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(hào) 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(hào)D）氣味表現(xiàn)最差。
表1 氣味強(qiáng)度評(píng)分描述表
氣味強(qiáng)度評(píng)分等級(jí) | 氣味強(qiáng)度評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)描述 |
1級(jí) | 無氣味，不易感覺到 |
2級(jí) | 有氣味，可以感覺到，輕微強(qiáng)度 |
3級(jí) | 氣味明顯，可以明顯感覺到，中等強(qiáng)度 |
4級(jí) | 氣味明顯，強(qiáng)度較大 |
5級(jí) | 氣味明顯，強(qiáng)度很大 |
6級(jí) | 不可忍受的氣味 |
表2 四種塑料粒子測(cè)試結(jié)果
樣品編號(hào) | D | C | B | A |
氣味評(píng)價(jià) | 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 |
GC-MS 客觀測(cè)試
GC-MS 進(jìn)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(jìn)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
FID 測(cè)試
四種粒子的FID測(cè)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(jī)物的基本狀況，針對(duì)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?xì)渲狄粯樱珰馕恫町惷黠@。即FID無法區(qū)分總揮發(fā)物總量相似，氣味等級(jí)和類型又有差異的牌號(hào)。
表4 四種粒子FID測(cè)試結(jié)果
樣品編號(hào) | 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 |
GC-IMS 客觀測(cè)試
圖1 四種粒子 GC-IMS 測(cè)試譜圖
設(shè)備分析的譜圖如上圖，D和C兩種牌號(hào)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(hào)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(dú)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(hào)氣味物質(zhì)非常類似，濃度也相差不大。A牌號(hào)為新樣品，其散發(fā)的氣味物質(zhì)數(shù)量和濃度均最小。
圖2 四種材料氣味物質(zhì)指紋圖譜
對(duì)譜圖進(jìn)行解析，獲取其中的氣味物質(zhì)及指紋圖譜如上圖。牌號(hào)A包含的氣味物質(zhì)最少，其次是D，但D中獨(dú)特存在的區(qū)域（Area 32/33/34/37/38）對(duì)氣味的影響非常巨大。
B和C兩種牌號(hào)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(jí)較高，主要是由于氣味物質(zhì)間的耦合規(guī)律，同時(shí)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(duì)譜圖進(jìn)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(hào)散發(fā)的氣味物質(zhì)濃度最低，其對(duì)應(yīng)的氣味也最低；B和C兩種牌號(hào)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(jí)和氣味類型也最為接近；D牌號(hào)相對(duì)B/C 兩種牌號(hào)，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(hào)與B/C 兩種牌號(hào)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(cè)試結(jié)果
03 結(jié)論
GC-IMS 可以屏蔽氣體中的烷烴類物質(zhì)，對(duì)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(duì)應(yīng)，方便企業(yè)進(jìn)行有效整改。
參考文獻(xiàn)：
姚謙，李驪璇，王崇，陳一宇，史俊強(qiáng)，張盼盼. 多種測(cè)試方法對(duì)車用塑料粒子氣味特性的研究[J]. 中國(guó)汽車, 2023: 51-55