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汽車內裝飾材料霧化GC—MS檢測方法解析
國外對于汽車內部裝飾材料污染物的測定方法已有報道，如德國汽車工業協會推薦的方法【1。21，以及汽車企業內部的測試方法㈨。在這些方法中有直接將材料置于熱解析管或頂空瓶中進行測定的，也有用氣袋進行樣品處理、再用氣相色譜進行測定的。本文克服了氣袋采樣時反復使用、易造成交叉污染的缺點，采用恒溫測試箱(chamber)進行樣品處理，用氣相色譜一質譜(GC—MS)法進行測定，檢出限低于2．01山g／m3，并分析不同汽車內部裝飾材料所釋放揮發性有機物的含量。
1實驗部分
1．1儀器與試劑
Agilent 6890GC／5973 MS氣相色譜一質譜聯用儀(美國Agilent)。
Nutech 8900 VOC預濃縮儀(深圳市高迪科技有限公司)。
Nutech 3800恒溫狽0試箱(chamber)(美國Nutech)。苯、甲苯、二甲苯、乙苯、苯乙烯均為SG公司EPA—T015標準氣體。
1．2樣品采集方法
參考MAZDA MES CF 080方法151和國家標準GB18580—2001tn，根據實驗室條件，采用的樣品采集方法為：首先預處理一個具有空氣凈化器、溫濕控制器、流量計及加熱裝置的20L恒溫測試箱(chamber)，以500mL／min的流速用相對濕度為50％±5％的純凈空氣置換恒溫測試箱中的空氣lh，加熱氣候箱到65℃并穩定lh，在氣候箱出口處收集chamber內的氣體lL到Tedlar氣袋中，同時以100mL／min的流速補充純凈空氣到氣候箱內，使氣候箱內空白VOC含量為零。按照裝載率為lm節lm3，將表面積為200cm2的樣品(橡膠條表面積為14．1cmxl4．1cm)的樣品放入氣候箱，．在65℃的溫度下加熱l小時后，收集氣候箱內的VOC氣體1L到Tedlar氣袋中。樣品采集方法如圖l所示。
1．3樣品的測定
參考EPA T015方法【8]，并根據實驗室條件，對樣品進行測定。首先利用Nutech預濃縮儀對采集到Tedlar氣袋中的樣品進行三級VOC富集，樣品分別進入采用液氮冷凍方式的一體化的三級冷阱，級為玻璃珠(冷凍到一150。C，除去常量氣體和惰性氣體)，第二級為Tenax捕集管(冷凍到一10℃，除去CO：和水)，第三級為冷凍聚焦(冷凍到一160℃，目的是進一步富集，提高分析靈敏度)。然后用Agilent6890GC一5973 MS氣相色譜一質譜聯用儀進行分析掃描。樣品中揮發性有機物可以用保留時間、質譜圖進行定性分析，各物質特征離子峰面積進行內標法定量。
熱解析條件(預濃縮)條件：預冷時間15min；冷阱溫度一160。C；脫附溫度200。C；脫附時間3min。氣相色譜一質譜條件：色譜柱Agilent HP-5，60．0m0．32mm i．d．1．0txm；載氣為高純氮氣(純度99．999％)；流速1．3mI．／min；柱溫采樣程序升溫，35℃(保持3 min)；5℃／min到80℃(保持0min)；15。C／min to 180。C(保持Omin)；20。C／min to 220。C(保持2min)；檢測器溫度為150。c。E1電離，電子能量為1765eV；質譜接口溫度為280。C；離子源溫度230。C；質譜掃描范圍為28．80～280．OOu。GC—MS的進樣口被改裝與Nutech預濃縮儀聯機。
2結果與討論
2．1樣品采集條件的選擇
參考MAZDA MES CF 080方法網和國家標準GB 18580—2001[n，結合實驗室實驗條件，針對皮革表皮材料，采用溫度為25、45、65、75℃的條件下加熱1h，對樣品材料釋放的TVOC進行富集和測定，結果表明，樣品加熱溫度越高，TVOC的釋放量就越大，且65℃以上基本保持不變。針對皮革表皮材料，在65℃的條件下，加熱時間保持0．5、l、1．5、2h，對樣品材料釋放的TVOC進行富集和測定，結果表明，加熱時間越長，TVOC的釋放量就越大。考慮到測定效率，確定樣品采集條件為65℃，加熱lh。
2．2標準樣品的色譜圖和線性范圍
標準樣品中苯、甲苯、二甲苯、乙苯、苯乙烯的色譜圖如圖2所示。
用標準樣品配制成濃度分別為5ppb、10ppb、20ppb、25ppb、50ppb的標準系列，按照以上所述的測定方法進行GC—MS測定，以標準物質的濃度為橫坐標，以各標準物質的特征離子峰面積為縱坐標，繪制標準曲線，得到各種揮發性有機物的保留時間、定量和定性特征離子、標準鹽線(平均響應因子)回歸方程和相對標準偏差RSD％，如表1所示。
2．3樣品的選擇和測定結果分析
2．3．1不同樣品材料的選擇
汽車裝飾公司在進行汽車內部裝飾時經常使用的地膠、腳墊、貼膜、座套、方向盤套以及漆面仿實木裝飾條、底盤噴塑等，都可能是造成汽車內環境污染的因素。因此，本文對汽車內部裝飾材料進行了分類，如表2所示，并選擇了皮革表皮(1eather coated part)、橡膠密封條(rubber sealer)、灰色無紡布(textile)、海棉(sponge)和儀表盤(instrument panel)五種材料進行揮發性有機物含量的測定和分析。
2．3．2不同材料釋放VOC的特點和規律
對五種材料進行GC-MS測定，得到揮發陛有機物含量的測定結果如表3所示。結果表明，五種材料中熱塑|生
材料儀表盤釋改出的TVOC含量高，其中苯乙烯在揮發I生有機物所占成分多，這是由于汽車儀表盤中硬塑儀表盤材料多使用PP(聚丙烯)，儀表盤骨架的材料主要有pc(聚碳酸酯)／ABs(N'NN-丁二烯—苯乙烯共聚合物)、PP(聚丙烯)、sMA(苯乙烯馮來酐)、PPO(聚氧化二甲苯)肼)E(聚苯醚)等改型材料。橡膠密封條的TVOC釋放量也較高，主要是由于甲苯釋放較多。皮革表皮和灰色無紡布釋放的甲苯也較多，而消音材料海綿主要釋放出二甲苯。
3結論
實驗結果表明，汽車內裝飾材料如熱塑性材料、橡膠密封條、皮革表皮和無紡布、消音材料海綿均不同程度地釋放揮發性有機物，且釋放情況比較復雜。也有可能出現同一種功能的材料，不同樣品釋放的揮發性有機物的含量不同的情況191。由于揮發性有機物VOC由多種有機污染物以混合物的形式存在，各種污染物之間相互作用，產生聯合毒性，使危害強度增大【lo】。所以，探索和建立有效的汽車內部裝飾材料有害物質檢測方法，對于選擇低毒環保的汽車內部裝飾材料非常有意義。
如果汽車生產廠、汽車零部件生產廠和汽車裝飾廠商能夠在可能的范圍內慎重選用含有有害物質成分的原材料，就可以在源頭上避免造成汽車內環境污染的發生。同時，汽車設計研究部門應加大汽車用環保無害材料的研究，使新型環保材料可以得到充分利用。
更多關于 皮革霧化測試儀：http://m.slimegps.cn/productlist/list-5-1.html
