引言

　　车内空气质量直接影响人体健康，研究表明: 来自内饰零件的挥发性有机化合物( Volatile Organic Compounds，VOC) 是影响车内空气质量的主要原因之一。大多数内饰零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 ℃ 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，一方面会形成雾凝结在前挡风玻璃上，从而影响驾驶员的视线; 另一方面，这些挥发性物质轻则使人头疼、恶心，重则伤害人体 的肝脏、肾脏、大脑和神经系统。

　　车门内护板是汽车内饰中的重要部件，集功能性、装饰性、安全性、舒适性于一身，与仪表板、立柱护板、座椅、顶篷、地毯搭配共同塑造了整车内饰的协调一致性，能够代表车辆内饰的整体风格和工艺水平。

　　车门内护板一般由内水切、上本体、中护板、扶手、下本体等主要部件构成，具体如图  1  所示。

1 车门内护板 VOC 含量的检测

　　以某车型为例，车门上下本体由 PP 材质构成，中护板、扶手为包覆结构，骨架为ABS材料，表皮为PVC革; 发泡层为聚氨酯海绵，内水切为PVC材质。

　　采用袋子法，在 60 ℃ 、2 h 的试验条件下用 500 L 袋子采 集左前车门内护板挥发性有机化合物，通过 HPLC ( High Per- formance Liguid Chromatography，高效液相色谱仪) 及 GC － MS ( Gas Chromatography － Mass Spectrometry，气相色谱 － 质谱联用 仪) 对其中的苯、甲苯、甲醛和乙醛等 8 项物质进行分析，最 终计算出车门内护板  VOC 含量。

　　车门内护板 VOC 测试结果如图2所示。可以看出:车门内护板测试出的结果与该产品性能要求相比较，除乙醛和二甲苯散发含量超标以外，其他6项物质均满足性能要求。

2 车门内护板 VOC 性能改进

　　2. 1. 1 车门内护板上下本体

　　车门内护板上下本体为PP粒子注塑而成。对上下本体进行VOC性能测试，采样袋大小为 500 L，结果如表1所示。从中看出: 车门内护板乙醛、二甲苯散发量上限分别为 40、50μg，而上下本体乙醛、二甲苯散发量分别为56. 8、63. 3μg，散发数值高于标准要求。

　　2. 1. 2 车门内护板包覆零件

　　车门内护板包覆零部件包括中护板和扶手，骨架为ABS注塑成型，包覆面料由PVC人造革与聚氨酯缓冲层组成。对中护板、扶手进行 VOC 性能测试，采样袋大小为500 L，测试结果如表2所示。

　　2. 1. 3 内水切

　　车门内水切采用贴绒工艺，由 PVC +钢带+绒带构成。对水切进行 VOC 性能测试，采样袋大小为500 L，测试结果如表3所示。

　　2. 1. 4 试验结论

　　综上所述，引起车门内护板乙醛和二甲苯散发量超标的最 大贡献者为上下本体。

　　2. 2. 1 上下本体二甲苯散发性能的分析及改进

　　车门内护板上下本体成型过程是将干燥好的PP粒子加入注塑机料斗中，随螺杆旋转塑化成良好的熔体，在螺杆的推动下快速进入模具型腔内，经保压、冷却成型。

　　PP 粒子在贮存过程中，由于受热、光照的催化作用，其表 面逐渐发生变化，例如变色、发粘、变硬、发脆等，同时机械性能降低，伸长率等大幅度下降，这种现象称为老化。为了抑制或延缓上述变化的进程，人们在高分子聚合物的制备过程中加入一些能延缓其老化的化合物，这类化合物就是抗氧剂。

　　经了解得知，车门上下本体中使用的抗氧剂为单酚抗氧剂 BHT ( 4 － 甲基 － 2，6 － 二叔丁基苯酚) ，分子链中含有苯环且分子量较低，挥发性和迁移性较大，导致产品注塑成型后二甲苯超标。

　　改进方案为选择1010 ( 3，5－二叔丁基－4－羟基苯基) 的多酚类抗氧剂，这类抗氧剂分子量高不易挥发。将添加不同 抗氧剂的 PP 粒子注塑成 10 mm × 20 cm 的样板放入50 L袋子进 行测试，改进前、后的 VOC 数据对比如表4所示。表1是用500 L 袋子做的实验，挥发量大，这个是用 50 L 袋子做的试验， 挥发量小，实验方法不一致，所以导致改进后的PP粒子没有检测到乙醛。

　　2. 2. 2上下本体乙醛散发性能的分析及改进

　　PP 分子链中的叔碳原子在受到光、氧、热或机械的作用下 会发生不同程度的老化降解，在注塑加工过程中，PP树脂和助 剂受热熔融后易发生降解产生大量挥发性有机化合物。XIANG 等的研究结果则显示: 在加工过程中，高温剪切所产生的各种自由基通过β断裂以及双分子的歧化反应促进PP的降解及新的功能基团生成。其中，烷氧自由基和烷过氧自由基分别以β断裂及双分子歧化反应产生醛和酮等产物。这些醛和酮类产 物有一部分直接挥发到环境中，另一部分则残留在PP制品中。

　　改进方案为将原注塑温度230℃控制在220℃左右，并增加烘料工艺(注塑前将粒子放入烘箱)。将不同注塑温度注塑的样板与烘料前后注塑的样板分别放入50L袋子进行测试，VOC 数据对比分别如表5、表6所示。

3 改进措施验证

　　用500 L袋子测试改进后的车门内护板VOC性能，并与技术要求对比，结果如图3所示。可以看出: 变更抗氧剂与控制注塑温度并增加烘料后，车门内护板VOC性能有了很大改善，8项物质散发性能均符合要求。