当前位置: 首页 » 资讯 » 汽车材料进展 » 正文

【技术帖】基于HS-GC 的汽车内饰材料VOC 测定方法研究

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-01-03  来源:期刊-广州化工  作者:中国汽车材料网   [ 进入汽车材料社区 ] [ 汽车材料馆 ]
底盘 轻量化 新材料
核心提示:摘要:通过对顶空平衡温度、平衡时间和气相色谱条件等HS - GC 法关键实验参数进行优化,建立了一种汽车内饰材料中VOC 测定方法。
      摘要: 通过对顶空平衡温度、平衡时间和气相色谱条件等HS - GC 法关键实验参数进行优化,建立了一种汽车内饰材料中VOC 测定方法。结果表明,VOC 能够完全分离,线性良好,检出限为0. 23 ~ 0. 72 μg /L,回收率为76. 0% ~ 102. 3%,RSD 值为3% ~ 5. 7%。该方法具有较好的精密度和准确度,可用于汽车内饰材料中常见VOC 的测定。
 
      随着中国经济的飞速发展,人民的生活水平的日益提高,汽车已成为人们生活中必不可缺少的代步工具。它在给人们的生活带来便利的同时,车内空气的污染却对人们的健康带来了危害。车内污染物的主要来源是由汽车内饰件和车内装饰用非金属材料中所含有害物质的释放、进入车内的车外污染物以及进入车内的汽车自身排放的污染物3 部分组成。
 

      其中,汽车内饰件和非金属材料释放的有机污染物是影响车内空气质量的主要因素。而汽车内饰件和装饰非金属材料产生的污染物的主要组成是挥发性有机化合物VOC,主要有苯、甲苯、甲醛、丙酮、二甲苯、碳氢化合物、卤代烃等。通过对汽车内饰材料的中VOC 的检测和管控,可以从源头上控制车内有毒有害气体的排放量,降低车内污染,保障驾乘人员身体健康。
 

        目前,汽车内饰材料VOC 检测方法主要有采样袋法、检测舱法、热解析法和顶空法,采样袋法和检测舱法可以同时测定VOC 中的苯烃类有机物和醛酮类组分,但检测成本较高,只有规模较大的汽车企业和第三方才有能力配备这些设备。

        热解析法和顶空法是测量TVOC 的常用方法,顶空法所取试验样品质量( 2 g) 大于热解析法所取试验样品质量( 30 mg) ,检测结果的代表性和一致性比热解析法更好。采样设备为顶空采样系统,测试成本低,但现有标准没有建立同时分析每种苯烃类VOC 的方法。本文通过实验,优化了顶空平衡温度、平衡时间和气相色谱条件等关键实验参数,建立了汽车内饰材料中9 种常见VOC的HS - GC 测定方法。

1、材料与方法

1. 1 材料与试剂

      汽车内饰材料,企业提供;苯、甲苯、乙苯、对二甲苯、间二甲苯、邻二甲苯、苯乙烯、乙酸正丁酯、正十一烷标准混合液( 质量浓度均为1000 mg/L) ,o2si smart solutions 公司; 甲醇,德国Merck 公司,色谱纯。

1. 2 仪器

      气相色谱仪( 7890A) ,顶空自动进样系统( HS - 7694E) ,HP - 5,DB - 1 和HP - innowax 毛细管色谱柱( 30 m × 250 μm× 0. 25 μm) ,美国安捷伦公司; 电子天平,岛津公司。

1. 3 顶空进样器条件

      加热炉温度100 ℃; 进样系统温度110 ℃; 传输管温度120 ℃; 样品加热平衡时间30 min; 加压时间10 s; 取样时间10 s; 进样时间10 s; 载气压力10. 00 psi; 辅助气压力0. 85 psi。

1. 4 气相色谱条件

      进样方式为顶空自动进样,FID 检测器,色谱柱: HP -innowax 毛细管色谱柱( 30 m × 250 μm × 0. 25 μm) ; 载气: 氮气,柱流量为1. 0 mL/min; 氢气流量: 30 mL/min; 空气流量:400 mL/min; 尾吹气流量为30 mL/min; 分流比为10∶1; 进样口温度为180 ℃; FID 检测器温度为280 ℃,初温60 ℃ 保持2 min,以6 ℃ /min 速度升至100 ℃,再以20 ℃ /min 升至180 ℃,保持4 min; 采样18 min。

1. 5 标准曲线

      将质量浓度均为1 mg /mL 的苯、甲苯、乙苯、对二甲苯、间二甲苯、邻二甲苯、苯乙烯、乙酸正丁酯、正十一烷标准贮备液稀释成标准混合液,标准混合溶液的浓度为: 5. 00 μg /L、10. 00 μg /L、25. 00 μg /L、50. 00 μg /L、100. 00 μg /L,分别取上述标准液各10 μL 注入洁净的20 mL 顶空瓶中,同时做三个同浓度平行,通过顶空自动进样系统带入气相色谱仪FID 检测器测定,根据保留时间定性,外标峰面积法定量。

1. 6 试样制备

      顶空瓶在每次使用前,冲洗晾干后,于120 ℃ 烤箱烘烤2 h,放凉备用。准确称取剪成10 ~ 20 mg 的试样2 g 左右加入到顶空瓶中,质量精确到0. 1 mg,立刻密封,同时做三个平行样。通过顶空自动进样系统带入气相色谱仪进行测定,根据保留时间定性,外标峰面积法定量。此条件下VOC 的出峰时间依次为: 苯3. 29 min、甲苯4. 33 min、乙酸正丁酯4. 70 min、乙苯4. 92 min、对二甲苯5. 68 min、间二甲苯5. 80min、邻二甲苯5. 93 min、苯乙烯6. 77 min和正十一烷8. 50 min。图1 为25 μg /L VOC 的标准色谱图。
图1 25 μg /L VOC 的标准色谱图

2、结果与讨论

2. 1 色谱条件优化

      气相色谱的分离效果的影响因素,主要有色谱柱、载气流量、分流比和柱温,本实验选取HP - 5,DB - 1 和HP -innowax 三种色谱柱,分别对VOC 进行分析对比。

      结果表明,HP - innowax 石英毛细色谱柱对于9 种VOC 的分析效果最好。载气流量选择氮气, 柱流量为1. 0 mL /min; 氢气流量:30 mL/min; 空气流量: 400 mL/min; 尾吹气流量为30 mL/min; 分流比为10∶1; 根据VOC 的沸点和与色谱柱的柱温: 初温60 ℃保持2 min,以6 ℃ /min 速度升至100 ℃,再以20 ℃ /min 升至200 ℃,保持4 min。

      在此色谱条件下进行分离,几种有机挥发物的线性回归方程的相关系数为0. 9979 ~ 0. 9995。该方法操作简便、准确、快速,提高了试样中9 种VOC 检出的灵敏度。

2. 2 顶空测定条件的选择

2. 2. 1 平衡温度的影响

      取50 μL 混标分别在80 ℃、90 ℃、100 ℃、110 ℃、120 ℃温度下平衡30 min 进样测定。实验表明,温度的升高,有利于挥发物质的挥发,峰面积增大,灵敏度提高,但平衡温度超过100 ℃ 时峰面积变化变小,灵敏降低。

      而且9 种VOC 都随其沸点升高回收率降低,提高平衡温度也不会使回收率有显著提高。由于平衡温度过高会引起顶空瓶的耐压和气密性等问题,本研究选取100 ℃作为平衡温度。

2. 2. 2 平衡时间的影响

      取50 μL 混标在100 ℃时分别平衡10 min、20 min、30 min、40 min、50 min,然后每次取顶空气样进行分析。结果表明,在相同温度条件下,适合的平衡时间的有利于分析的重现性,平衡时间超过30 min 后测定结果的重现性降低。因此,本研究选择平衡时间为30 min。

2. 3 方法线性范围和检出限

      根据配置的标准曲线,通过HS - GC 方法测定,分别绘制9 种常见VOC 的线性方程,得出相关系数。同时以色谱峰高是基线噪音高度3 倍为标准得出检测下限,实验结果见表1。
表1 混合标准溶液中9 种VOC 测定结果

2. 4 加标回收和精密度试验

      加入高、中、低浓度分别是100. 0 μg /L、50. 0 μg /L、10. 0 μg /L 三种含量的标准溶液,按上述方法测定,计算回收率在76. 0% ~ 102. 3% 之间,相对标准偏差为1. 3% ~ 5. 7%。符合方法学要求,见表2。运用本方法对汽车内饰材料中9 种VOC 进行测定,提取效率高、损失少、方法稳定,精密度和准确率均获得满意的结果,满足分析要求。
表2 加标回收试脸结果( n = 6)

3、结论

      本文采用顶空自动进样气相色谱法,选用HP - innowax 毛细管柱进行分离,FID 检测器进行测定,确定了9 种VOC 的气相色谱条件,顶空进样条件。

      汽车内饰材料中9 种VOC ( 苯、甲苯、乙苯、对二甲苯、间二甲苯、邻二甲苯、苯乙烯、乙酸正丁酯、正十一烷) 的检出限、精密度和回收率均达到满意的效果,此方法分离效果好,检测成本低,为普通实验室大批量检测汽车内饰材料提供了新的方法。
 
来源:期刊-广州化工
作者:俞俊,孟舒,偰德翺,后萍,黄平(芜湖产品质量监督检验所) 
 
连接技术 新能源
关键词: 汽车内饰材料VOC
 
注:本网转载是出于传递更多信息之目的,并不意味着赞同其观点或证实其内容的真实性。
 
如果您有汽车材料相关文章,欢迎给我们投稿,Email:service@qichecailiao.com。在线投稿
 
[ 资讯搜索 ]  [ 加入收藏 ]  [ 告诉好友 ]  [ 打印本文 ]  [ 违规举报 ]  [ 关闭窗口 ]

 
0条 [查看全部]  相关评论

 

服务支持

关注我们

微信平台二维码