汽车内饰零部件VOCs 快速分析的应用
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无 论 是 袋 式 法 亦 或 舱 式 法， 都 需 要 后 续 的 化 学 精 密 分 析 设 备 如 TDS-GCMS[5] 和 HPLC[6] 进行定量分析，因此传统的测试方法 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， 整套设备价格极其昂贵，测试成本高，需要 专业分析技术人员，且测试周期长，无法满
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时代汽车
图 1 VOCs 散发趋势曲线（后排座椅发泡）
后排座椅发泡
160
Benzene
Toluene
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汽车内饰零部件 VOCs 快速分析的应用
王若鑫 1 刘娟 2 汤品一 1 1. 泛亚汽车技术中心 上海市 201206 2. 上海天祥质量技术服务有限公司 上海市 201206
摘 要：本文介绍了一种快速分析技术的工作原理及其优势，并展示了该技术在实际样品挥发性有机物 VOCs 测试 上的一种应用，通过该技术与汽车内饰部件袋式法 VOCs 的测试相结合，实现了多种 VOCs 的全程在线监测， 展示了 VOCs 物质在袋内的散发浓度趋势。
该技术可实现同时分析多种物质，每次测 试只需要数分钟即可完成，因此能够进行快速、 全面、灵敏的在线监测，实现批次合格产品检 验。同时，也可为成为零部件或材料 VOCs 散 发研究的有效数据提供手段。是一种对气体高 效和实时分析的理想应用工具，非常适用于车 内多种挥发性化学成分的分析及研究。
多离子在线质谱仪主要有三部分组成， 首先通过微波等离子体将湿润空气离子化， 产生出试剂离子，而离子的选择通过第一个 四级杆完成，客户可根据需要选择试剂离子； 然后被选择的试剂离子被注射入流动管，通 过与载气氮气碰撞释放出多余的能量，样品 引入后可被试剂离子离子化，产生具有良好 表征的产物离子；最后产物离子和未反应的
试剂离子被输送到第二个四级杆和检测器， 利用化合物谱库和软件分析每个物质的绝对 浓度。
3 汽车内饰部件 VOCs 快速分析的 应用
3.1 实验装置 本文使用的多离子在线质谱，是新西兰 Syft Technology 公司的 Voice 200Ultra 型选 择流动管质谱 SIFT-MS (Selected Ion Flow Tube Mass Spectrometry)[7]，该设备能通过微 波等离子体将湿润空气离子化，产生八种试 剂 离 子，H3O+,NO+,O2+,O-,O2-,OH-,NO2和 NO3-。这八种试剂离子可表现出多种反应 机制，在流动管内与不同的分析物产生特异 性的、具有良好表征的产物离子。这些产物 离子被载气输送到质谱分析器，随后利用仪 器自带的数据库和软件自动计算出每个化合 物的实时浓度。 3.2 实验方案 比较常见的零部件 VOCs 分析方法之一： 袋式法，是将待测试部件放入 Tedlar 材质的 专用袋内，用密封条封口后，将袋内抽真空 以排出背景空气的影响。之后再充入一定体 积的高纯氮气，放入预先设定好温度的恒温 舱内，加热一定时间后，通过专用吸附管富 集采集袋内样品中挥发出的 VOCs 物质，再 通 过 TDS-GC/MS 和 HPLC 等 多 种 精 密 化 学分析设备，定量分析其中的苯、甲苯、二
汽车内饰零部件 VOCs 的主流分析方法 有两种。其一为袋式法 [3]，因其配套设备投资 较低，测试批处理能力强周期短，且价格有 优势，成为目前各车厂的主要 VOC 分析手段 之一。另一种方法为舱式法 [4]，可配套连接在 线 FID，且舱内设有气流交换装置，可实现 动态散发状态下的实时在线监测，较为接近 车辆实际使用时的状态，但其设备成本昂贵， 测试周期较长。
足汽车生产链的实施有效监控。往往在发现 VOCs 不合格时，生产装配都已批量完成。为 了更好的实现实时质量监控，急切需要一种 快速测试技术来满足汽车生产链的进度。本 文中使用的这种快速质谱技术就能很好的解 决目前面临的问题。
2 汽车内饰部件 VOCs 快速分析方法 简介
多 离 子 在 线 质 谱（Selected ion online spectrometry）是一种直接的质谱形式，它通 过精准的化学离子反应来检测和定量痕量的 VOCs 物质，是一种实时、高效分析气体的理 想工具。
关键词：挥发性有机化合物 VOCs；快速分析；在线监测
1 汽车内饰零部件 VOCs 现状
随着汽车使用量的不断增加，国民环保 意 识 的 不 断 提 高， 汽 车 挥 发 性 有 机 化 合 物 (VOCs) 污染越来越受到消费者和政府部分的 高度关注 [1]。欧洲、美国、日本、俄罗斯等 国家已按相关标准实施了强制管理制度，而 我 国 继 2012 年 3 月 1 日， 推 荐 性 标 准 GB/ T-27630-2011《乘用车内空气质量评价指南》 [2] 实施后，2017 年环保部又发布《乘用车内 空气质量评价指南》征求意见稿，意在出台 强制性标准。在此背景下，车内环境空气质 量的检测方法显得尤为重要。
从以上研究发现可见，不同的样品在密 闭 Tedlar 袋内的散发趋势可能会呈现不同的 规律，这与样品的材料、结构、VOCs 物质浓 度等诸多因素有关。通过多离子在线质谱仪 的在线监测功能，有机会深入 VOCs 散发特 性的研究并建立趋势预测的可能性，为更加 高效的 VOCs 散发质量的提升提供优秀的技 术手段和解决方案。
140
Ethylbenzene
Xylenes
120
styrene
Formaldehyde
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Acetaldehyde
Acrolein
80
Temp
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袋内浓度（μg/m3）
40
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0
0
30
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90
120
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时间（min）
衡，因此采样时间的稍有偏差，可能会对最 终的测试结果产生不同程度的影响，在实际 测试过程中需要加以控制。
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图 1 VOCs 散发趋势曲线（后排座椅发泡）
后排座椅发泡
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汽车内饰零部件 VOCs 快速分析的应用
王若鑫 1 刘娟 2 汤品一 1 1. 泛亚汽车技术中心 上海市 201206 2. 上海天祥质量技术服务有限公司 上海市 201206
摘 要：本文介绍了一种快速分析技术的工作原理及其优势，并展示了该技术在实际样品挥发性有机物 VOCs 测试 上的一种应用，通过该技术与汽车内饰部件袋式法 VOCs 的测试相结合，实现了多种 VOCs 的全程在线监测， 展示了 VOCs 物质在袋内的散发浓度趋势。
该技术可实现同时分析多种物质，每次测 试只需要数分钟即可完成，因此能够进行快速、 全面、灵敏的在线监测，实现批次合格产品检 验。同时，也可为成为零部件或材料 VOCs 散 发研究的有效数据提供手段。是一种对气体高 效和实时分析的理想应用工具，非常适用于车 内多种挥发性化学成分的分析及研究。
多离子在线质谱仪主要有三部分组成， 首先通过微波等离子体将湿润空气离子化， 产生出试剂离子，而离子的选择通过第一个 四级杆完成，客户可根据需要选择试剂离子； 然后被选择的试剂离子被注射入流动管，通 过与载气氮气碰撞释放出多余的能量，样品 引入后可被试剂离子离子化，产生具有良好 表征的产物离子；最后产物离子和未反应的
试剂离子被输送到第二个四级杆和检测器， 利用化合物谱库和软件分析每个物质的绝对 浓度。
3 汽车内饰部件 VOCs 快速分析的 应用
3.1 实验装置 本文使用的多离子在线质谱，是新西兰 Syft Technology 公司的 Voice 200Ultra 型选 择流动管质谱 SIFT-MS (Selected Ion Flow Tube Mass Spectrometry)[7]，该设备能通过微 波等离子体将湿润空气离子化，产生八种试 剂 离 子，H3O+,NO+,O2+,O-,O2-,OH-,NO2和 NO3-。这八种试剂离子可表现出多种反应 机制，在流动管内与不同的分析物产生特异 性的、具有良好表征的产物离子。这些产物 离子被载气输送到质谱分析器，随后利用仪 器自带的数据库和软件自动计算出每个化合 物的实时浓度。 3.2 实验方案 比较常见的零部件 VOCs 分析方法之一： 袋式法，是将待测试部件放入 Tedlar 材质的 专用袋内，用密封条封口后，将袋内抽真空 以排出背景空气的影响。之后再充入一定体 积的高纯氮气，放入预先设定好温度的恒温 舱内，加热一定时间后，通过专用吸附管富 集采集袋内样品中挥发出的 VOCs 物质，再 通 过 TDS-GC/MS 和 HPLC 等 多 种 精 密 化 学分析设备，定量分析其中的苯、甲苯、二
汽车内饰零部件 VOCs 的主流分析方法 有两种。其一为袋式法 [3]，因其配套设备投资 较低，测试批处理能力强周期短，且价格有 优势，成为目前各车厂的主要 VOC 分析手段 之一。另一种方法为舱式法 [4]，可配套连接在 线 FID，且舱内设有气流交换装置，可实现 动态散发状态下的实时在线监测，较为接近 车辆实际使用时的状态，但其设备成本昂贵， 测试周期较长。
足汽车生产链的实施有效监控。往往在发现 VOCs 不合格时，生产装配都已批量完成。为 了更好的实现实时质量监控，急切需要一种 快速测试技术来满足汽车生产链的进度。本 文中使用的这种快速质谱技术就能很好的解 决目前面临的问题。
2 汽车内饰部件 VOCs 快速分析方法 简介
多 离 子 在 线 质 谱（Selected ion online spectrometry）是一种直接的质谱形式，它通 过精准的化学离子反应来检测和定量痕量的 VOCs 物质，是一种实时、高效分析气体的理 想工具。
关键词：挥发性有机化合物 VOCs；快速分析；在线监测
1 汽车内饰零部件 VOCs 现状
随着汽车使用量的不断增加，国民环保 意 识 的 不 断 提 高， 汽 车 挥 发 性 有 机 化 合 物 (VOCs) 污染越来越受到消费者和政府部分的 高度关注 [1]。欧洲、美国、日本、俄罗斯等 国家已按相关标准实施了强制管理制度，而 我 国 继 2012 年 3 月 1 日， 推 荐 性 标 准 GB/ T-27630-2011《乘用车内空气质量评价指南》 [2] 实施后，2017 年环保部又发布《乘用车内 空气质量评价指南》征求意见稿，意在出台 强制性标准。在此背景下，车内环境空气质 量的检测方法显得尤为重要。
从以上研究发现可见，不同的样品在密 闭 Tedlar 袋内的散发趋势可能会呈现不同的 规律，这与样品的材料、结构、VOCs 物质浓 度等诸多因素有关。通过多离子在线质谱仪 的在线监测功能，有机会深入 VOCs 散发特 性的研究并建立趋势预测的可能性，为更加 高效的 VOCs 散发质量的提升提供优秀的技 术手段和解决方案。
140
Ethylbenzene
Xylenes
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Formaldehyde
100
Acetaldehyde
Acrolein
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Temp
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袋内浓度（μg/m3）
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衡，因此采样时间的稍有偏差，可能会对最 终的测试结果产生不同程度的影响，在实际 测试过程中需要加以控制。