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不久前,中國汽車工業協會副秘書長葉盛基就我國車內污染狀況作了詳細說明,“《乘用車內空氣質量評價的強制標準》出臺在即,治理車內空氣污染刻不容緩,從源頭上控制車內空氣污染,探索使用散發較低的環保材料,將是未來前景以及相關主機廠和零部件企業的應對之道。”
汽車產業鏈的轉型升級,一方面離不開國家政策的推動,另一方面更需要市場的拉動。隨著消費者對自身健康的越發重視,購車將不僅僅關注動力、外觀、車內空氣是否安全,是否采用環保內飾材料也將成為重要的選擇因素。所以,本文就為大家以PP為例講解如何降低汽車內飾空氣污染。回復"汽車",查詢更多相關文章
一、什么是揮發性有機物(VOC)
首先,我們先來了解什么是VOC,揮發性有機物VOC的主要成分包括:苯、甲苯、乙苯、乙醛、甲醛、乙醇、苯乙烯、十四碳烷、乙酸乙酯等。其中苯、甲苯、甲醛和二甲苯對人體傷害最大,當室內環境VOC達到一定濃度時,會引起頭痛、惡心、嘔吐、乏力等癥狀,嚴重是甚至引發抽搐、昏迷、傷害肝臟、腎臟、大腦和神經系統、造成記憶力減退等嚴重后果。
圖:禁VOC標志
二、揮發性有機物的主要來源?
1.車內有害物質的釋放
2.車內的污染物進入車內(空調、空濾)
3.汽車排放物進入車內(汽車味、一氧化碳)
4.人身和車內擺放的物品(過度的裝飾、煙、香水、毛絨玩具)
圖:車內主要的有害物質
三、車內的主要空氣質量指標要求
表1:車內揮發性有機物的含量指標
項目 | 濃度要求單位:mg/cm3 |
苯 | ≤0.11 |
甲苯 | ≤0.10 |
二甲苯 | ≤1.50 |
乙苯 | ≤1.50 |
苯乙烯 | ≤0.26 |
甲醛 | ≤0.10 |
乙醛 | ≤0.05 |
丙烯醛 | ≤0.05 |
四、汽車塑料內飾件如何產生揮發性有機物VOC?
首先,我們先來了解汽車內飾中常見的塑料:1.PP/PE;2.ABS/PC;3.PVC;4.PA。眾多周知,塑料在加工中常常需要加入增塑劑、抗老化劑、穩定劑、阻燃劑、引發劑、分散劑等助劑,助劑中常常含有VOC,在正常的使用過程中,這些助劑會逐漸遷移到產品表面并揮發,除此之外,塑料的老化講解產生的短碳鏈物質被氧化后也會產生醛酮類等有機揮發性物質。回復"汽車",查詢更多相關文章
如:聚氯乙烯塑料中含有一種鄰苯二甲酸鹽的物質,這會影響生育能力、肝功能、甲狀腺、腎功能等。所以,應該盡量避免[VC制品的使用。減少PVC的有害成分,如鉛、銻、特定的塑化劑等等,這是必須禁止的。因為,長期接觸含鉛等有毒重金屬,將對健康有極大的損害。所以,采用環保級別高的添加劑與助劑,是降低揮發性有機物VOC的一個重要手段。
圖:環保汽車
五、以PP材料為例講解如何降低揮發性有機物VOC
要想降低VOC,我們就要控制產生VOC的整個過程,這樣才能有效的控制VOC的含量。下面就以PP為例向大家解釋VOC的來源及降低方法。
主要從PP基材、改性物料、注塑的溫度、其他的加工條件、使用過程五個方面介紹。
1.PP粒料如何產生VOC?
1.PP合成過程中使用的催化劑體系或溶劑含有的烷烴類化合物;
2.PP樹脂熱降解形成的低分子化合物,酯類、酮類、醛類等有機物;
3.PP粉體殘存未完全脫離干凈的溶劑、小分子低聚物;
4.造粒設備的影響,螺桿轉速、冷卻、脫揮技術等。
所以,從PP基材著手,控制合成過程中催化劑或溶劑中VOC的含量、盡量選擇分子量均勻、耐熱性能好的基料,避免熱降解產生VOC;對于粉體PP,盡量除去溶劑和小分子低聚物;在工藝上,提高生產技術。從合成PP上就盡量將VOC的含量降到最低。
2.改性物料如何產生VOC?
1.改性PP加工過程中,熱降解會產生短碳鏈,從而被氧化成醛酮類物質;
2.改性材料中含有的低分子雜化物;
3.改性加工過程中老化劑衍生物,如磷酸酯類抗氧劑熱裂解產生物為苯、甲苯等
4.助劑與PP相容性、擴散速度、分子量和極性的影響,遷移到PP表面
5.助劑蒸汽壓、氫鍵和表面能量的影響,在PP表面層揮發
6.助劑的降解和填料中金屬離子的催化
我們都知道,汽車用聚丙烯=PP基料+增韌劑+填料+熱氧穩定劑+光穩定劑+色母料等等,在改性過程中,如何控制改性物料助劑不被熱降解、提高助劑與樹脂的相容性、熱穩定性等幾個方面對于降低VOC起著至關重要的作用。所以,助劑盡量選擇揮發性小、低濃度、高效能、相容性及熱穩定性好的。
圖:B柱下護板
3.注塑溫度如何產生VOC?
從表格中可以看出,加工溫度越高,材料降解產生的污染,乙醛的影響最大。所以,控制注塑溫度能控制乙醛含量的增加。
表2:注塑溫度對于揮發VOC的影響
材料 | 聚丙烯樣板 | |||
苯 | ND | ND | ND | ND |
甲苯 | 0.04 | 0.07 | 0.06 | 0.07 |
乙苯 | ND | ND | ND | ND |
二甲苯 | ND | ND | ND | ND |
苯乙烯 | ND | ND | ND | ND |
甲醛 | ND | ND | ND | ND |
乙醛 | 0.3 | 0.7 | 2.0 | 6.8 |
丙烯醛 | ND | ND | ND | ND |
溫度 | 190℃ | 210℃ | 230℃ | 250℃ |
圖:汽車車門模具
4.其他加工條件如何產生VOC?
1.注塑機與模具的匹配:料筒內材料長時間加熱,材料會分解
2.螺桿與料筒的清洗:殘存粒子氧化分解,產生VOC
3.加熱線圈的分布:局部材料的氧化分解,產生VOC
4.添加回料:回料加熱裂解,產生VOC
5.前處理:烘干的影響,未烘干的物料,VOC含量大增。
6.污染物:泄露的油品、脫模劑、修補漆內含有VOC。回復"汽車",查詢更多相關文章
表3:空調殼體物物料是否烘干與VOC的關系
材料 | 注塑空調殼體 | |
苯 | ND | ND |
甲苯 | 24 | 4 |
乙苯 | 13 | 2 |
二甲苯 | 14 | 0 |
苯乙烯 | ND | ND |
甲醛 | 9.7 | 4.8 |
乙醛 | 9.4 | 5 |
丙烯醛 | ND | ND |
前處理 | 不烘料 | 烘料 |
從塑料的加工條件來看,產生VOC的工序很多,提高每一步加工工序的質量,如,烘料、機器設備的精度、清潔度、加工工藝的準確性等,是控制VOC含量的重要因素。
5.使用過程如何產生VOC?
光、氧、熱等環境因素都會影響到塑料的性能,塑料老化降解產生的VOC是不可忽略的,提高塑料在使用過程中的抗光、氧、熱等能力,也可以有效降低VOC的揮發。回復"汽車",查詢更多相關文章
當然,要想做到真正降低汽車室內環境,僅僅從材料上控制是不可能的,必須從整個產業鏈來把控,提高檢測的力度,提高環保意識,提高良性競爭的意識,堅決不讓不合格品流向市場,才有可能有效的控制汽車室內環境,保證消費者的安全。
作者:朱熠(中國第一汽車股份有限公司技術中心)
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