汽车异味久久不散，GC-IMS气味分析给你答案

前言

当下，汽车已不仅是代步工具，而且成为人们接触频率很高的生活空间，这也对车辆的品质提出了更高要求。其中，车内异味成为消费者关注点之一。车内异味久久不散，不少人顾虑是否对健康有影响。对应此问题，哪些评价手段科学有效？

不合规的汽车内令人反感的主要气味有塑料味、糊味、酸味、土腥味等，这些味型或多或少与汽车塑料内饰相关。

相关研究表明，塑料件气味等级的提升可直接提升整车气味，同时塑料件的气味主要与塑料粒子本身的气味特性有关，材料本身的气味比后续的加工工艺对最终产品的气味影响更大 。

本文采用多种测试方法对车用塑料粒子气味特性进行研究。

01

材料与设备

材料：编号为 A、B、C 、D 的四种 PP 粒子、高纯氮气（99.999%）。

设备：GC-IMS、GC-MS、FID、烘箱、气味袋。

气相色谱-离子迁移谱联用仪（GC-IMS）

02

结果与讨论

01

气味主观评价

对四种粒子的评价结果见表2，表1为评分参考，气味强度评分描述表。

编号为A的塑料粒子气味最好，表现为正常的塑料味，该粒子为经过配方优化后的低气味产品；常规供货状态下的塑料粒子（编号 B、C）气味在3.0到3.5之间；而在原料中添加了一定比例的回料的粒子（编号D）气味表现最差。

表1  气味强度评分描述表

气味强度评分等级

气味强度评分标准描述

1级

无气味，不易感觉到

2级

有气味，可以感觉到，轻微强度

3级

气味明显，可以明显感觉到，中等强度

4级

气味明显，强度较大

5级

气味明显，强度很大

6级

不可忍受的气味

表2  四种塑料粒子测试结果

样品编号

DCBA

气味评价

43

3.5

2.5

气味类型

烧塑料、糊味、油腻

糊味、刺激、汽油

糊味、汽油、油腻

塑料味

样品说明

回料粒子

常规新料

常规新料

低气味配方

02

GC-MS 客观测试

GC-MS 进行定性定量分析。将 A、B、C、D 四种PP粒子的TOP 15列入表3，浓度由高到低进行排序。4种粒子中，D、C粒子检出了2，4-二叔丁基苯酚，A粒子检出了乙酸，其他物质均为烷烃及苯系物。

表3  四种粒子 GC-MS 全谱解析 TOP 15

03

FID 测试

四种粒子的FID测试结果见表4，FID值可以反映气体中总挥发性有机物的基本状况，针对这几种粒子来看，无法反馈气味的差异，D粒子和C粒子的的总碳氢值一样，但气味差异明显。即FID无法区分总挥发物总量相似，气味等级和类型又有差异的牌号。

表4   四种粒子FID测试结果

样品编号

DCBA

FID 稳定值/ppm

55101

气味类型

烧塑料、糊味、油腻

糊味、刺激、汽油

糊味、汽油、油腻

塑料味

样品说明

回料粒子

常规新料

常规新料

低气味配方

04

GC-IMS 客观测试

图1  四种粒子 GC-IMS 测试谱图

设备分析的谱图如上图，D和C两种牌号FID值一样，但 GC-IMS 的色谱图存在差异，C的谱图出峰的数量多于D的，即C牌号挥发的气体中包含的物质更多；同一位置的C的出峰更大，颜色更红，即相同物质C挥发出物质浓度也更大；D谱图的最左边存在非常大的独特峰型，该物质是导致气味最差的一种因素。B与C两种牌号气味物质非常类似，浓度也相差不大。A牌号为新样品，其散发的气味物质数量和浓度均最小。

图2  四种材料气味物质指纹图谱

对谱图进行解析，获取其中的气味物质及指纹图谱如上图。牌号A包含的气味物质最少，其次是D，但D中独特存在的区域（Area 32/33/34/37/38）对气味的影响非常巨大。

B和C两种牌号包含的物质非常相似，B的部分物质浓度要低于C，但C的气味等级较高，主要是由于气味物质间的耦合规律，同时极高浓度的糊化烷烃也是一种影响因素。

结合气味数据库，对谱图进行解析，其中典型气味物质如表5，为四种材料具有区分度且具有代表性的气味物质，A牌号散发的气味物质浓度最低，其对应的气味也最低；B和C两种牌号的样品具有较高的相似度，其包含的气味物质的浓度均较高，气味等级和气味类型也最为接近；D牌号相对B/C 两种牌号，乙酸戊酯和 α-蒎烯的浓度非常高，其他物质浓度较低，也是导致D牌号与B/C 两种牌号气味类型存在差异的原因。

表5  四种材料气味物质浓度测试结果

03结论

GC-IMS 可以屏蔽气体中的烷烃类物质，对更低气味阈值的组分有更好的响应。通过可视化图谱可以很好地反馈产品间气味物质的差异，配合定性谱库可以帮助企业确定气味来源，给出的物质可以与产品气味对应，方便企业进行有效整改。

参考文献：

姚谦，李骊璇，王崇，陈一宇，史俊强，张盼盼. 多种测试方法对车用塑料粒子气味特性的研究[J]. 中国汽车, 2023: 51-55