浅析汽车内饰纺织品的有害物质及其检测标准解读

　　长期以来人们高度重视汽车尾气造成的空气污染问题，但是对于汽车内部空气质量的问题及其危害，却缺乏足够了解。汽车空间狭小空气量少，车内也处于一个比较密封的环境，加上汽车内饰纺织品在车内占有相当大的面积，因此汽车车内的污染比室内污染对人体的危害程度更大。欧美等发达国家从20世纪８０年代开始就对车内污染问题进行研究，汽车内饰纺织品的检测标准比较完善。我国在这方面的研究则相对落后，其检测至今也仍采用室内环境标准。如下简述汽车内饰纺织品有害物质对车内环境的影响，拟为汽车内饰材料供应商和生产商更好地控制产品质量提供依据。
　　
　　１车内污染的主要污染物来源及危害
　　国外对车内污染物的研究主要集中于ＣＯ、ＶＯＣｓ（挥发性有机化合物）和颗粒物，其中ＶＯＣｓ为近期主要关注对象，包括甲醛、苯、甲苯、乙苯、（邻、间、对）二甲苯等化合物。近的一些研究表明，汽车内ＶＯＣｓ浓度是附近监测点的环境空气浓度的８倍以上。车内空气污染的成因，主要有汽车零部件和车内装饰材料中所含有害物质的释放、车外污染物进入车内以及汽车自身排放的污染物进入车内环境等。
　　１．１汽车零部件和车内装饰材料中释放的有害物质的
　　包括汽车使用的塑料和橡胶部件、织物、油漆涂料和粘合剂等材料中含有的有机溶剂等挥发性成分，释放到车内环境造成车内空气污染。污染物主要有苯、甲苯、甲醛、碳氢化合物、卤代烃等，同时这些有害挥发物也是车内异味的主要来源。据调查，随着材料技术的进步以及为满足降低车重的要求，我国汽车平均塑料用量由２０世纪９０年代的１４～２８ｋｇ/辆（同期发达国家为１００～１３０ｋｇ/辆），上升到目前的接近８０ｋｇ/辆，粘合剂的用量也达到５～２７ｋｇ/辆。
　　１．２汽车自身排放的污染物进入车内环境
　　包括车子通过排气管、曲轴箱、燃油蒸发等途径排放的污染物，或汽车空调长期使用后风道内积累的污物对车内空气造成污染。污染物主要有碳氢化合物、一氧化碳、氮氧化物、苯、芳香烃和微生物等。
　　１．３车外的污染物进入车内
　　汽车行驶在交通拥挤的道路上时，如果密封不严，外界环境的污染物将进入车内环境，造成车内空气污染。污染物主要有碳氢化合物、一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物和颗粒物等［１］。
　　有研究表明，汽车在拥挤污染的街道上行驶时，车内污染物浓度水平远高于车外的空气污染水平。而且越是豪华的车越容易产生污染，因为其内部装饰较多选用的真皮、桃木、电镀、油漆、工程塑料等物质，都会散发出有害物质。如刚买不久的车上总有很浓的味道就是因为车内充满了塑料、胶粘剂和地毯等散发出来各种挥发性有机化合物。深圳市质量检测研究院的工作人员曾经对深圳市内使用不足半年的部分新车进行随机抽检，结果显示约７０％的新车内有毒气体浓度超标10多倍，其中严重的车内有毒气体浓度甚至超标达５０倍。这些车内污染物对人的健康形成潜在的重大威胁。包括对人的免疫系统、呼吸系统、内分泌系统以及神经系统等产生影响，有的还可能致癌。另外霉菌在汽车通风系统内长年存在，尤其在天气潮湿的情况下更为突出，这些车内空调的微生物甚至能引起乘车人员呼吸困难、头昏、哮喘，并容易引发肺病。因此，加强对汽车内饰纺织品的有害物质检测力度和完善我国相关方面的检测标准，显得尤为重要。
　　
　　２汽车内饰纺织品的有害物质的检测标准
　　对于汽车内饰材料中的甲醛测试，国内外有关部门十分重视，先后制定了多种检测方法，如ＰＶ３９２５、ＡＡＴＣＣ１１２、ＧＭＥ６０２７１、ＧＢ/Ｔ２９１２．２（蒸汽吸收法）等。同时，水萃取法也可用来检测汽车内饰纺织品中的甲醛含量。如下探讨国内外汽车内饰纺织品甲醛含量测试标准的原理和方法步骤，以期取长补短，获得更好的测试结果。
　　２．１国标方法
　　２．１．１原理
　　“水萃取法”和“蒸汽吸收法”都是建立在吸光光度法的基础上的，即水萃取或吸收后的甲醛用乙酰丙酮显色，再用分光光度计测定显色液的吸光度值，根据已知的标准溶液的吸光度校正曲线和试样质量，计算出终纺织品上的甲醛含量。甲醛含量测定使用的主要仪器是分光光度计，仪器的工作原理遵循溶液吸收光定律即朗伯－比耳定律，如公式（１）所示：
　　Ａ＝ｌｇ（Ｉ0/Ｉ）＝εｂｃ（１）
　　其中：Ａ——溶液的吸光度；
　　Ｉ０——单色光的入射光强度；
　　Ｉ——透射光强度；
　　ε——摩尔吸光系数；
　　ｂ——吸收池厚度；
　　ｃ——吸光物质浓度。
　　２．１．２操作步骤
　　２．１．２．１水萃取法（ＧＢ/Ｔ２９１２．１－２００９）
　　从样品上取两块试样剪碎，称取１ｇ，精确至１０ｍｇ，如果甲醛含量过低，增加试样量至２．５ｇ。放入２５０ｍＬ的碘量瓶或具塞三角烧瓶中，加１００ｍＬ水，盖紧塞子，放入４０±２℃水浴中振荡６０ｍｉｎ±５ｍｉｎ，冷却过滤。取５ｍＬ过滤液，加５ｍＬ配好的乙酰丙酮溶液摇匀，在恒温４０±２℃下保温３０ｍｉｎ±５ｍｉｎ。取出后，常温下避温冷却３０ｍｉｎ±５ｍｉｎ。用５ｍＬ蒸馏水加等体积的乙酰丙酮作空白对照，用１０ｍｍ的吸收池在分光光度计４１２ｎｍ波长处测吸光度，计算甲醛含量［２］。
　　２．１．２．２蒸汽吸收法（ＧＢ/Ｔ２９１２．２－２００９）
　　从样品上取两块试样剪成小块，称取１ｇ（精确至１０ｍｇ），悬于装有５０ｍＬ水的瓶中（避免试样与水接触），盖紧瓶盖，置于４９±２℃烘箱中。２０ｈ±１５ｍｉｎ后，取出试验瓶，冷却３０ｍｉｎ±５ｍｉｎ，然后与水萃取法一样，显色、测吸光度，计算甲醛含量［３］。
　　２．２ＡＡＴＣＣ１１２测试方法
　　２．２．１原理
　　在一个可以密封的瓶里装上水，将已准确称重的织物样品悬挂在水上方。把瓶子放入一个可以调节温度的烘箱内。被水吸收的甲醛量可由比色计读出。
　　２．２．２操作步骤
　　第１步，量取５０ｍL蒸馏水放入密封瓶，将称好的织物样品悬挂于水的上方（使用金属丝网篮或其它设备）。把瓶密封后放入烘箱４９±１℃保温２０ｈ（或６５±１℃放置４ｈ）。
　　第２步，将瓶子从烘箱中取出，冷却至少３０ｍｉｎ。
　　第３步，从瓶中取出网篮（或其它设备）和织物，盖上瓶盖摇晃瓶体以冲掉吸附在瓶体上的甲醛。
　　第４步，准确移取５ｍＬＮａｓｈ试剂放入合适的试管或５０ｍＬ锥形瓶或其它合适的容器中，再向该试管中加入５ｍＬ试样，另取５ｍＬ试剂及５ｍＬ蒸馏水放入另外一个试管作试剂空白测试。
　　第５步，将这些试管一起放入５８±１℃的热水浴中恒温６ｍｉｎ后取出冷却。
　　第６步，利用蓝色过滤器（比色计）或用分光光度计测定４１２ｎｍ处相对于空白样的吸光度。注意：黄色在光照下一段时间会引起颜色变浅，如果在颜色变化后，读数有显著的滞后并且有强光存在，应通过纸板或其它方式遮挡试管以免其受强光照射。若不见光，颜色在很长时间内是很稳定的（至少在夜里是这样），读数可以稍稍推迟。
　　第７步，利用校准曲线算出试样溶液中甲醛的含量。
　　２．２．３注意事项
　　根据不同样品个体吸收差异及测量样品管或分光光度计用的比色皿光学路径长度的不同，Ｎａｓｈ试剂和原标定溶液的比例可以自主调节。比如，５ｍＬＮａｓｈ试剂与５ｍＬ原标定溶液配比后发现该配比适合多种测试装置，那么其它的１∶１型，如２ｍＬＮａｓｈ试剂和２ｍＬ原标定溶液配比也适合多种测试装置，用作试样标准时应采取同一比例，使用比色计或分光光度计可以直接测量，避免了来回移动试管或比色皿，从而在试样颜色变化前留出相当一部分时间作记录。
　　烘箱温度及保温时间可以选用６５±１℃保温４ｈ，也可选用４９±１℃保温２０ｈ。选用的温度及保温时间必须被如实记录在报告上。在４ｈ的保温时间完成后，拿出密封瓶并至少冷却３０ｍｉｎ后将织物从瓶中拿出。重新盖好瓶盖，摇晃瓶体以使吸附在瓶壁上的甲醛尽可能的溶到水溶液中［４］。
　　２．３ＰＶ３９２５方法
　　２．３．１原理
　　测试时将一定质量和尺寸的试样，挂在装有落馏水的密闭聚乙烯瓶中固定，在一定的温度下放置一定的时间，然后将瓶冷却，利用光谱分析法测定在蒸馏水中吸收的甲醛，测定计算是用甲醛量除以干燥的成型件质量（ｍｇ/ｋｇ）。在水溶液中甲醛含量的测定是按乙酸丙酮法进行光谱测定。测定的基础是所谓ＨＡＮＴＺＳＣＨＥＮ反应，在反应中，甲醛和铵离子和乙酰丙酮反应生成二乙酰基络合物（ＤＤＬ），ＤＤＬ有一个吸收峰值在４１２ｍｍ。反应只对甲醛作用。
　　２．３．２测试步骤
　　试样的尺寸为取６个试样，４０ｍｍ×１００ｍｍ×壁厚，每种结构件或材料至少６个试样，其中５个用于甲醛测定，一个按ＤＩＮＥＮ３２２的方法用于湿度测定。测试前将试样在分析天平上以０．０１ｇ精确称量，然后放在聚乙烯瓶中，各滴定５０ｍＬ水。为了固定，将试样距上边缘１０ｍｍ处中间打一个１～２ｍｍ的孔以便固定在挂钩上。
　　将试样挂在挂钩上后，封闭好容器后将其放在６０℃的循环空气恒温箱中（可保持温度６０±２℃）保存３ｈ。
　　放置时间结束后，将容器从恒温箱中取出，在室温下放置６０ｍｉｎ，然后将试样从测试瓶中取出。
　　用滴定管从上述水溶液中取出１０ｍＬ，在一个５０ｍＬ的烧瓶中与１０ｍＬ乙酸丙酮溶液（４ｍＬ乙酰丙酮溶液用蒸馏水稀释至１０００ｍＬ）及１０ｍＬ乙酰铵溶液（２００ｇ醋酸铵用蒸馏水稀释至１０００ｍＬ）混合，将瓶封口，晃动。然后在４０℃水槽中加热１５ｍｉｎ，这时溶液变成黄色，避免阳光影响，冷却至环境温度（约１ｈ）。这一溶液的消光，在波长为４１２ｍｍ对蒸馏水用分光光度计测定。空白试验平行地用蒸馏水测定，并在计算瓶值时考虑［５］。
　　
　　３车内甲醛检测实验的注意事项
　　３．１乙酰丙酮显色剂的保存
　　由于乙酰丙酮溶液在光照下极不稳定，因此，配制好的乙酰丙酮显色剂应避光保存，时间不得超过４周。检测中使用的甲醛标准溶液必须每周复检一次，以检查乙酰丙酮溶液的变化。此外，甲醛吸收液与铵离子和乙酰丙酮溶液反应生成的黄色ＤＤＬ在日光下冷却时，会随时间的延长颜色发生变化，影响检测结果。因此，经过显色后的试样溶液应避免阳光直射，冷却时间不宜超过１ｈ。
　　３．２试验前样品的贮存
　　汽车内饰纺织品在试验之前应将样品密闭封好，否则样品中的甲醛会散发到空气中影响检测结果的准确性。试样暴露在空气中的时间严重影响试样的甲醛含量，且暴露时间越长，甲醛含量越低，尤其是暴露２４ｈ以后的变化为显著［６］。在实际测试中，我们经常发现待测样品是敞开送来的，所测结果偏低。因此，样品在送检测机构检测前，事先应密封好，可以放入一个聚乙烯袋贮藏，外加铝箔封装，以免造成检测结果与货物实际不一致［６］。
　　
　　４结语
　　目前，伴随着我国汽车行业的快速发展，汽车用纺织品行业也正进入一个高速发展的时期，应充分认识到采用标准保证产品质量的必要性和迫切性。国内无论是生产企业或是检测机构，都应该加大对汽车内饰纺织品国际标准的采用和学习，加强相关国家标准、行业标准的制定和完善。以标准引导市场的发展，促使企业改进工艺，提高产品质量。从而有利于消除技术贸易壁垒，增强产品竞争力，加大我国相关产品在国际市场的占有率。