又是一個炎熱的夏天,您暴曬后的愛車在打開車門時是否有濃重的氣味撲鼻而來?這些氣味來自哪里、是否超標了呢?
汽車內飾? 圖源:盛禧奧
要回答這個問題,我們不妨從氣味的本質出發,尋找一下答案。按照佛教說法,氣味實際上就是六根(眼耳鼻舌身意)中的“鼻”,接觸到六塵(色聲香味觸法)中的“香”,產生了六識(視聽嗅味觸腦)中的“嗅”。這個解釋已經相當科學了,是生理的感受器官,接觸了物理事實,產生的神經感受。
其實,氣味是化學物質刺激的神經沖動引起的大腦皮層反應,是人的一種嗅覺體驗。具體說來,位于鼻腔頂部的嗅覺感受器的嗅覺細胞,受到某些揮發性物質的刺激就會產生神經沖動,沖動沿嗅神經傳入大腦皮層而引起嗅覺。
? ? ? ???嗅覺示意圖? 圖源:百科
需要注意的是,嗅覺的刺激物必須是氣體物質,只有揮發性有味物質的分子,才能成為嗅覺細胞的刺激物。
人類嗅覺的敏感度通常用嗅覺閾值來評定。嗅覺閾值有感覺閾值(也叫做絕對閾值)和識別閾值兩種。
感覺閾值是雖然不知是什么性質的氣味,但可以感覺到有氣味的最小濃度。
識別閾值是可以感覺到是什么氣味的最小濃度。一般識別閾值總是高于感覺閾值。
10種物質的嗅覺絕對閾值 | |||
物質(mg/L(空氣)) | 物質(mg/L(空氣)) | ||
乙醚 | 5.83 | 水楊酸甲酯 | 0.100 |
四氯化碳 | 4.53 | 戊酸 | 0.029 |
氯仿 | 3.30 | 丁酸 | 0.009 |
乙酸乙酯 | 0.69 | 丙硫醇 | 0.006 |
乙硫醇 | 0.046 | 人造麝香 | 0.00004 |
人類嗅覺的刺激物必須是氣體物質,只有可揮發性有味物質的分子,才能成為嗅覺細胞的刺激物。那車內的氣味當然也來源于可揮發性的分子,可揮發性的有味道的分子又來自哪里呢?
根據調查,汽車內飾氣味散發主要來自各種皮革、塑料、纖維等(如圖)。其中,座椅、頂棚、儀表板由于面積大、含有皮革且位置特殊等,成為氣味的最主要來源。
? ? ? ??汽車內部氣味物質來源
氣味是比較主觀的感受,為了評價等級和量化管控,汽車主機廠從氣味強度、性質等角度對氣味等級進行了分類。以下是各主機廠氣味測試的取樣、測試條件及等級劃分的匯總。
如何做才能降低材料氣味?
對于汽車內飾材料生產廠來說,總體上,要滿足幾個大的原則:少引入,少產生,多排除。
少引入:選擇氣味小的原材料樹脂和助劑;
少產生:設置合適的共混加工工藝,防止材料降解等產生新的氣味物質;
多排除:在共混加工中采用抽真空等方式,在后處理上通過烘料等方式將有氣味的小分子多排除。
這里需要注意的是,在選擇原材料樹脂時,并不能僅以VOC的高低來評判。這是因為,如前所說,不同物質的氣味閾值是不同的。
塑料雖然不是車內氣味最主要的來源,但是追求極致的低氣味是汽車廠家和塑料企業的不斷努力的方向。其中,ABS是汽車內飾用量最多的塑料之一,也是氣味較大的一種塑料。如何降低車用ABS的氣味也成為大家關注的方向。
? ? ?汽車內飾件 ?圖源:盛禧奧
ABS是汽車內飾材料最常用的塑料之一,可用于Console、IP骨架、門板、扶手、飾條等各種零部件,也帶來了部分氣味物質。ABS按照聚合方法可分為本體法和乳液法。
乳液法:
乳液法是將丙烯腈與苯乙烯聚合成AS,然后在乳液狀態下與丁二烯聚合成ABS,此工藝助劑殘留較多,產品色澤偏黃,但是性能調節空間較大,光澤度高,市售產品多數是此法生產。
本體法:
本體法是將ABS的三種組份在高溫、高壓環境下一次聚合而成,固此法沒有中間產品AS,此法助劑殘留較少,產品色澤較白。相對乳液聚合法生產的產品,本體法產品色澤較白,一般VOC較低,但光澤較差,加工溫度范圍較寬。市售本體法ABS占比相對較低,不到20%。
本體法ABS(左)與乳液法ABS(右)
因為乳液法的ABS含有乳化劑、引發劑等,一般比本體法的ABS氣味要大。ABS常見的單體殘留為苯乙烯和丙烯腈,殘余溶劑等。
一些典型乳液法和本體法ABS的殘余單體對比
連續本體法ABS樹脂與乳液法ABS樹脂中殘余單體含量(μg/g)) | |||
樹脂 | 殘余丙烯腈 | 殘余苯乙烯 | 殘余溶劑 |
1#乳液法ABS | 22.0 | 380 | 586 |
2#乳液法ABS | 57.0 | 306 | 380 |
3#乳液法ABS | 102 | 187 | 773 |
本體法ABS | 未檢出 | 未檢出 | 未檢出 |
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但是,一些本體ABS,即使未能檢出苯乙烯等殘留,但是仍然有較大氣味。這是因為,本體ABS合成時,也使用了其他助劑,比如分子量調節劑叔-十二丁基硫醇,而短鏈硫醇等,則是感覺閾值特別低的物質。
惡臭物質嗅覺閾值(mg/m3) | |||||
項目 | 甲硫醇 | 二甲基硫 | 二硫化碳 | 二甲二硫 | 苯乙烯 |
嗅覺閾值 | 0.002 | 0.008 | 0.714 | 0.009 | 0.163 |
除此外,ABS改性過程中還添加了抗氧劑、潤滑劑、耐候劑、色粉等多種小分子化合物的助劑。而它們或者它們的降解產物的感覺閾值,是什么樣的,可能并不確定。而且,這些氣味之間也會相互影響。這就使得ABS的氣味研究錯綜復雜,不僅是科學,更像是玄學。
這也是很多ABS改性企業在面對主機廠苛刻氣味要求時焦頭爛額的原因,不能在聚合端找到有效的方法,就不得不通過共混擠出中加水、抽真空,造粒后烘干機烘烤等各種方式,八仙過海!然而,產品的氣味穩定性、成本等都成為新的問題。
那么有沒有不同思路的、開創性低氣味ABS呢?
盛禧奧 MAGNUM? 3416SC LE ABS樹脂采用專有的連續本體聚合技術生產。與乳液法ABS及常規本體法ABS相比,3416SC LE本體聚合ABS更純、更潔凈、更低晶點,因此具有非常低的有機揮發物(VOC)水平,以及聚合技術的關鍵特性之一——低氣味。
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根據多次第三方測試結果表明,3416SC LE?ABS的平均氣味等級比市場上普通本體ABS低0.5級左右,其苯乙烯濃度可控制在150ppm以下,遠低于普通本體ABS的200-300ppm的濃度。
3416SC LE大大改善車廂內的氣味和空氣質量,提升了駕駛體驗, 更保障駕駛者和乘客的健康,它的低氣味和低 VOC,更能符合各國監管要求和OEM的相關規定。
? ? ? ?沃爾沃內飾 ?圖源:網易
為什么盛禧奧的本體法ABS能夠做到更低氣味呢?
這是因為盛禧奧通過溯源分析,精準識別了哪些物質造成了氣味,從而減少或者避免使用此類物質,可以有效降低產生氣味的物質的濃度。
這種本體法ABS,聚合好后可以直接供給客戶使用,不需要進行共混和烘烤。避免了二次加工帶來的波動,保證了批次間的穩定性。
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奧迪內飾 ?圖源:新浪汽車
盛禧奧 MAGNUM? 3416SC LE ABS不但在低氣味和低VOC方面有出色表現,還能平衡其他性能包括:
盛禧奧是從2008-2009年開始就進行了ABS的氣味研究,其ABS產品在歐洲汽車內飾市占率達到70%以上,在車用ABS市場具有領先的技術實力和市場領導力。目前已經成為沃爾沃,奧迪,大眾等對氣味要求較為苛刻的汽車主機廠的ABS核心供應商之一。
參考資料:各主機廠氣味測試標準,氣味研究相關文獻,盛禧奧等。
原文始發于微信公眾號(艾邦高分子):?同樣是車用ABS,為什么盛禧奧本體法ABS的氣味更低?