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控制汽车内饰部件的VOC排放 |
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作者：泛亚汽车技术中心 刘树文 |
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近年来，汽车内的VOC排放问题引起了世界汽车制造业的高度关注，相关的法律规范也陆续出台。早于几年前，上海通用汽车公司就在参照通用汽车全球标准的基础上，对内饰部件及其原材料的选用进行了严格的把关，从而对车内VOC的控制取得了良好的成效。
控制汽车内饰部件的VOC排放
近年来，汽车内的VOC排放问题引起了世界汽车制造业的高度关注，相关的法律规范也陆续出台。早于几年前，上海通用汽车公司就在参照通用汽车全球标准的基础上，对内饰部件及其原材料的选用进行了严格的把关，从而对车内VOC的控制取得了良好的成效。
通常，汽车的内饰是影响顾客购买意向的主导因素之一。消费者们除了要考察内饰的外观效果（如：新颖的设计、颜色的搭配和柔软的触感）外，出于安全和健康的考虑，他们也非常关注内饰部件对车内空气质量的影响程度。
研究表明，来自内饰部件的挥发性有机化合物（volatile organic compounds，简称“VOC”）是影响车内空气质量的主要原因之一。大多数内饰部件中都含有一定量的挥发性有机化合物，它们主要是烷烃、烯烃、芳烃、乙醛或酮类的物质，这些物质的沸点通常在50～260℃的范围之内。当气温达到一定高度时，这些挥发性物质就会释放出来，有些会形成雾翳并凝结在前挡风玻璃上，从而影响驾驶员的视线；有些则产生令人不舒服的气味，甚至引起头疼、干咳和过敏等不适反应，从而对乘员的身体造成伤害。
车内空气采样
基于上述原因，有关车内VOC的排放问题已引起了世界汽车制造业的高度关注，相关的法律规范也陆续出台。
早于2004年初，广为国内汽车业界所知的著名的“奥托事件”曾引发了对车内空气质量标准制定问题的广泛讨论。在各方的呼吁下，2004年7月中旬，由国家环保总局出面组织有关科研机构对车内空气污染问题进行调研，并启动了国家环保标准《车内空气污染物浓度限值及测量方法》的制定工作。虽然有国家环保总局牵头，并且有包括上海通用泛亚汽车技术中心和上海大众等在内的国内主要的汽车整车厂的参与，但由于车内污染的标准不能等同于室内空气质量标准（室内空气质量标准GB50325），况且国际上也没有先例进行整车测试方法标准的出台，加之存在众多的不确定因素，比如测试环境的界定问题以及采取什么样的测试方法，等等，所有这些都为标准的编写和制定带来了极大的困难，因而标准的出台也一拖再拖。直到2007年底，国家环保总局终于出台了《车内挥发性有机物和醛酮类物质采样测定方法》，并将于2008年3月1日起实施。
与此同时，国际标准委员会ISO协会对车内污染物的测定方法也已完成初稿，目前正在广泛征求意见。在此过程中，日本自动车协会JAMA也制定了《车内VOC试验方法》和《降低车内VOC自主行动》等相关标准。韩国则在2007年底制定了与中国国家环保总局类似的车内空气污染物的测量方法。随着这些标准的出台，要求整车厂必须对车内空气质量进行控制。
实际上，早在国内对车内空气质量标准进行讨论之前，上海通用汽车公司（以下简称“上海通用”）就参照了通用汽车的全球标准要求，对所有的内饰部件及其原材料的选用都进行了严格的控制。
在借鉴国外经验的基础上，上海通用对内饰部件实施了一套严格的验收标准，涉及的检测项目包括：雾翳值、气味、甲醛含量、总碳挥发（TVOC）等，同时对PPAP、零件审核以及新产品研发等进行定期检查并持续改进。
雾翳值的测试仪器
上海通用对雾翳值的测试方法是：将样品放置在容器内，加热使挥发性物质蒸发，然后使其冷凝在铝箔或玻璃上。通过对铝箔或玻璃的前后重量及反射率进行对比，来对样品挥发出的雾翳值进行评价。
对内饰散发出的气味的评价一般取决于人们对它的嗅觉反应，但这一反应因人而异。因此，上海通用采取的测试方法是：使样品在一定的温度下先保留24h。然后根据材料的不同，采用干态或者湿态材料，使其冷却到室温后，由6个人分别对其做出评价。评价标准有10个等级，1级为最差，以此类推。按照上海通用的标准，经这一测试后的样品至少要达到6或7级水平才能满足使用要求。为了使这个主观的测试方法相对具有科学性和准确性，对有关测试人员的鼻子都进行了“全球”标定。根据通用汽车的全球标准，要求在相对同一时间，在北美、欧洲、韩国和中国的试验室内同时对状态相同的样品进行测试，并对结果进行比对，从而做到各个区域的一致性。为了与此保持一致，被上海通用认可的第三方试验室也需要定期参与同样的标定工作。
当温度和湿度达到一定条件时，内饰中的甲醛物质即散发出来。为了严格控制内饰中的甲醛含量，上海通用采取的检测方法是：将样品在60℃的水面上放置3h，在此过程中，样品中的甲醛会被水吸收。根据乙酰丙酮法对其进行光度分析，即可判断水中的甲醛含量。按照上海通用的要求，内饰中的甲醛含量必须低于10 μg/g。
一般，对TVOC的测试是一项耗费时间的工作。上海通用采用了顶空进样GC-MS法来测定内饰部件散发的挥发性有机物。其过程是：使样品在玻璃瓶内加热到120℃并保留5h，通过GC-MS法对气相进行分析，以确定VOC的峰值和空气峰的比例，然后通过半定量的方法对VOC进行评价（相对散发值）。这种方法还可以对每个单个物质进行检测。
除了内饰部件外，车内空气质量还受到其他一些零部件及材料等的影响。要全面控制来自各方面的相关影响，需要很多相关部门的协调合作。为了确保上述各项工作的可靠性，上海通用专门成立了车内空气质量问题核心小组，以对车内空气质量问题进行专项研究。车内空气质量问题核心小组的成员包括：副总经理、材料工程师、产品工程师、整车质量控制人员和供应商质量控制人员，以及制造部、项目执行部、物流部、市场部和材料工程部等。同时，还以Workshop的形式，邀请多个专业部门参与，共同对车内空气质量问题商讨解决方案。
基于目前全球相关的车内空气质量控制标准的要求，通用全球成立了技术小组，定期开展全球电话会议，并坚持每年开一次面对面的会议，以对控制方法和标准的编写进行讨论、研究和更新，对设备和测试结果进行比对，以及探讨标准样品的选用。通过对新的全球标准的发展方向等内容进行深入的研究和讨论，确保了通用全球实施一致性的检测标准。
目前，上海通用泛亚技术中心已经投资建立了零部件级的测试和控制试验室，整车级空气质量控制试验室也将于2008年中期投入使用，以致力于在全球系统内寻求技术支持，以期与合作伙伴一起，对整车空气质量，特别是对内饰零件及材料等进行更好的控制和持续改进。
用于检测VOC的顶空-气相色谱-质谱/FID 连用设备
未雨绸缪，环保先行。2008年初，上海通用启动了“绿动未来”战略。在“绿动未来”战略行动中，上海通用将坚持资源节约型、环境友好型和技术创新型的发展道路，巩固企业“绿色制造”的领先优势，主动在生产、研发和工程上达到更高的环保水平。大力发展“绿色产品”是上海通用绿色战略的要义，为此，公司将在控制污染、重金属限用、回收再利用以及车内空气质量等方面继续先行，展现企业公民的责任。(end)
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(9/27/2008) |
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