摘要:近年来,我国的汽车行业有了很大进展,在汽车中,零部件及材料的气味测试是非常重要的一项内容。对零部件及材料气味进行测试过程中应注意事项的要求,如:样件运输过程、环境箱、样件预处理、样件裁剪、嗅辩流程、温度控制、评价环境准备、嗅辩员筛选、结果处理及报告确认等进行分析,提出了具体的操作建议,可用于实验室内部对零部件及材料气味评价过程中的具体步骤进行自查,减少由于操作失误而对最终结果产生影响的情况。本文首先分析了汽车零部件气味管控现状,其次探讨了测试规范流程及注意事项详解,以供参考。
关键词:样件预处理;温度控制;报告处理
引言
车内气味是用户最为容易感知的舒适性指标之一。JDPOWER中国新车质量研究(IQS)的报告表明,近年来车内异味成为中国车主抱怨最多的新车质量问题。因此,车内异味问题也越来越受到国内各大主机厂的重视。当前,行业内从包括低气味材料配方、材料气味工艺消减、车内气味评价、香味材料等方向着手,致力于改善车内气味状况,提升用户舒适度。
1汽车零部件气味管控现状
目前,国内主机厂通过控制零部件及原材料气味的方式对车内气味状态进行控制,管控手段主要包括专业气味人员主观气味性评价、TVOC检测以及应用GCO-MS技术等。主观气味性评价是一种嗅觉辨别法,对专业气味人员的嗅觉能力要求很高。实际评价过程中由于不同人员对气味感知能力不同,受到包括温湿度、人员健康状态甚至心情等诸多因素的影响,使得不同人员的气味评价结果差异较大。因此,气味性评价结果主观性过强。另外,部分零件原材料无法进行主观气味性评价,如含玻纤和粉末类的材料。但目前市场上还没有能够快速准确评价气味强度和辨别气味种类的方法和设备。TVOC检测是一种利用专业设备如GCMS(气相谱质谱联用仪)对零件释放的化合物进行定量分析的方法,主要包含袋式法和舱式法两种,这两种测试方法普遍存在的问题是除了需要前端样品加热及气体采集设备,还需要配套后期分析设备,设备体积庞大,测试周期长,无法进行及时有效的监控。往往在发现测试结果不合格时,不合格零件已经批量上线。GCO-MS技术将GC的分离能力与人的敏感嗅觉相结合,在获得样品释放的化合物组成的同时,获得有气味响应的化合物的气味强度结果和气味类型。不仅可从复杂的挥发性物质中发现相应气味活性物质,还可以获得气味化合物的气味类型。但气味评价结果仍来源于专业气味人员,同时存
在传统TVOC测试设备体积庞大、测试耗时长的缺点,该技术同样无法应用于整车厂气味在线批量监控,而且相对于主观气味性评价,此方法对气味评价人员的能力要求更高。为了更好地实现实时气味状态监控,现场需要一种快速测试技术来满足质量控制的需求。本文中使用的这种快速质谱技术就能很好地解决目前面临的问题。首先使用GCMS全谱分析来确定待测零件挥发的主要气味物质成分,待测零件仅需在首次测试前进行一次全谱分析,通过参考标准图谱来确定产生气味的特征碎片离子峰,随后使用便携式质谱仪对样品进行测试,通过对比特征碎片离子峰强度是否波动来确定零件气味状态是否稳定,该方法操作简便,对测试环境要求较低且测试时间较短,每次测试只需要3~5分钟即可完成,可实现快速准确实时监测的目的,且该设备体积较小,可实现移动测试,因此能够快速、便携、灵敏地实现汽车零部件的气味状态监控。
2测试规范流程及注意事项详解
2.1气味测试属于散发类测试,而散发类测试受环境
温度、下线时间等影响非常大,随着环境温度的变化、下线时间的不断推移,样件的测试结果会有较大的波动,因此在规范中规定在样件的运输过程中应注意用铝箔对样件进行包
裹、再用PE膜在外部包覆,降低样件交叉污染的可能性;针对测试时间,规范建议测试时间为(15±5)d,测试时间过早,将不能反映样件在装车应用过程中的真实状态,测试时间过晚,将一定程度上降低对于样件的要求,导致后续消费者抱怨概率的增加。
2.2涂饰过程中的工艺选择对PVC革气味的影响
PVC革的涂饰工艺目前主要分为溶剂型和水性两种。从前述分析可以知道,采用溶剂型涂层的PVC革的气味相比于水性涂层要差,且挥发出的酮类和酰胺类物质也要超出1~2个数量级。因此,为改善PVC革的气味,应尽可能地选用水性涂饰工艺生产的PVC革。
2.3配方原材料的气味贡献度模型及在低气味材料的配方优化中的应用
通过气味主观评价或者其他方式定位到了气味不合格的关键零部件,对该零部件进行整改以满足要求也是一个难题。目前,通过增加烘烤、通风、晾晒等后处理工艺能够使气味强度有所降低,但生产节奏会受到较大影响。对材料解决方案供应商而言,如何科学地设计实验,准确定位影响材料气味的关键添加剂,合理控制该添加剂用量或替换气味水平更佳的添加剂是一个亟需解决的问题。
2.4评价环境注意事项
环境对最终气味有非常大的影响,CNAS-CL01-A005:2020《检测和校准实验室能力认可准则在汽车和摩托车检测领域的应用说明》中的6.3部分对主观评价试验环境提出了明确要求:气味感官实验室应具有独立的评价间,评价间的内部材料、建筑设施及清洁器具等应保证室内无气味;对场地和环境有要求的检测项目,应对场地和环境条件进行确认,并对关键参数进行记录。因此对于气味评价间应确保其无额外异味,环境温湿度适宜,不会对气味评价员产生额外的影响。同时,玻璃容器和气味袋在每一次试验之前必须经过清洗、干燥,保证容器内无气味或中性气味,气味袋内无气味或气味等级小于或等于1。
2.5增塑剂中游离醇含量对PVC革气味的影响
PVC革常用增塑剂有邻苯二甲酸酯类、柠檬酸酯类、对苯二甲酸酯类、聚酯类、偏苯三酸酯、环己烷二羧酸酯类以及植物油基等增塑剂种类,但由于主机厂要求车用PVC革不仅具有很高的抗老化、耐磨、发黏、散发性能要求,还要求具备一定的成本优势,因此综合考虑目前最常用的车用PVC革增塑剂还是邻苯二甲酸酯类。从前述分析可知,长链脂肪族的醇类物质主要来源于增塑剂中残留的未反应的游离醇。因此,可以通过精馏等方式对增塑
剂中的游离醇进行去除,从而降低异味物质的含量,改善最终PVC革的气味。
结语
综上所述,对于利用数学模型解决车内的复杂气味问题的研究,从韦伯-费希纳定律和气味活度值等基础气味模型出发,针对影响车内气味的重点零部件、重点气味物质的溯源、嗅阈值数据的缺失的处理、气味客观评估方法以及低气味材料配方优化等方面,都已经取得了初步的成果。从整车气味水平的主客观评价,到车内重点零部件、材料的气味溯源,再到材料的低气味配方优化,利用数学模型已经初步建立起了车内气味解决方案的闭环。受气味评价的特殊性影响,不同实验室对同一样件的评价,同一实验室对同一样件在不同时间的评价均有可能存在一定的差异,进而会对整车企业的开发、质控等工作产生一定的影响。因此,行业内目前也在逐渐开发电子鼻、智能嗅辩系统等客观性的气味评价手段,以期能达到替代气味评价员的目的,实现客观化评价的目标。
参考文献
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