全二维GC-高分辨质谱-嗅辨联用技术:精准溯源告别新车气味困扰

2025-10-21

汽车内部是一个由多种材料构筑的复杂环境,包括皮革、塑料、织物、胶粘剂、减震隔音材料等。这些材料在加工和使用过程中,会持续释放出成百上千种挥发性有机化合物(VOCs)和半挥发性有机化合物(SVOCs)。这些物质共同构成了我们所感知的“车内气味”。


01

气味的危害

许多气味物质并非无害。例如,醛类(如甲醛、乙醛)具有刺激性和致癌风险;苯系物(如苯、甲苯)对中枢神经系统和造血系统有损害;某些酯类和烯烃类物质则可能引起过敏或不适。长期暴露在低浓度的复杂VOCs混合物中,可能导致“病态建筑综合征”类似的症状,如头痛、乏力、恶心、以及眼、鼻、喉的刺激感,严重威胁驾乘人员的健康。


02

气味溯源的复杂性

汽车气味的复杂性在于其多源性、低浓度和协同效应。一种难闻的气味往往不是由单一物质引起,而是由多种痕量物质共同作用的结果,且不同物质之间可能存在气味叠加或掩蔽效应。传统化学分析手段在面对这种“超复杂体系”时,常常力不从心,难以精准锁定那少数几个真正的“气味肇事者”。


03

传统气味溯源方法

在气味分析领域,最原始的“仪器”是人鼻。目前行业内外普遍采用的感官测试方法(即嗅觉法),是组织经过培训的评价员,依据标准(如VDA 270、ISO 12219等)对车内空气或材料样品的气味进行强度、类型和愉悦度的等级评价。

尽管该方法简单直接,但其固有局限十分明显:

  • 高度主观性:评价员的嗅觉灵敏度、身体状况、情绪乃至文化背景都会影响评判结果,导致数据重复性和可比性差。

  • 只能评价,无法溯源嗅辨员可以判断气味“是什么(果香、霉味)”、“有多强”,但完全无法回答“是什么物质引起了这种气味”。没有化学身份的指认,后续的工艺改进便无从谈起。

  • 人鼻的局限性:人类嗅觉存在疲劳现象,且对某些特定化合物不敏感,可能遗漏一些关键但浓度极低的气味物质。

  • 无法量化风险:仅凭气味无法判断其背后是否存在健康危害,难以满足日益严格的环保法规和健康标准要求。

因此,传统感官测试更像是一个“黑箱”评价,它指出了问题的存在,却无法打开黑箱,揭示问题的根源。


04

全二维GC-高分辨质谱-嗅辨联用技术


新车异味问题已成为多年来消费者诟病最多的问题;各主机厂不满足于整车挥发性有机化合物(VOC)达标,更注重于整车气味性提升,深入开展整车、零部件及原材料气味性溯源工作意义重大。


国高材分析测试中心基于全二维色谱-高分辨质谱和嗅辨联用技术及客观检测数据,识别挥发性气味成分,结合数据分析方法、化学计量法和模拟分析,建立了科学的气味溯源方法体系,为广大主机厂提供“气味评级-成分分析-气味溯源-工艺优化”的全流程技术服务。


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国高材分析测试中心

全二维-嗅辨-高分辨静电场轨道阱气质联用仪(GCxGC-O-HRMS)


05

汽车气味性溯源案例


5.1  整车主要恶臭物质识别
对某款SUV车型根据企标进行整车气味性主观评价、GCO分析,然后结合散发物质的质量浓度大小及散发强度(优先考虑)进行筛选,最终确定7类整车主要恶臭物质,同时根据不同恶臭物质的气味强度设定不同的加权系数,如表1所示。

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5.2  整改零部件识别
结合识别的整车主要恶臭物质,根据各恶臭物质加权系数修正VOC零部件对应散发物质的质量浓度,完成所有VOC零部件总成恶臭物质质量浓度总和排序,根据排序结果并参照主观气味性评价结果识别10类重点整改零部件:副仪表板、风道、立柱、门板、地毯、前围隔声垫、遮物帘、前排座椅、后排座椅、室内线束。

5.3  迭代过程
针对10类重点整改零部件,找出主要恶臭物质质量浓度较高的原因,制定相应的整改措施完成整改(如表2所示)。其中副仪表板、门板主要恶臭物质为2-丁酮及甲苯,2-丁酮主要来源于原材料PP料子制备过程中的有机溶剂,甲苯主要来自胶水成分,分别进行整改提升;风道及立柱主要恶臭物质为萘,主要来源于原材料色母粒,采用低VOC材料替代;地毯主要恶臭物质为DMF及苯甲醛,主要来源于原材料及胶水,可采用低散发胶水替代,同时喷涂除醛剂降低醛类物质;前围隔声垫主要恶臭物质为胡薄荷酮、2-丁酮,主要来源于油性脱模剂,可通过减少其用量来提升;遮物帘主要恶臭物质为2-丁酮、DMF,主要来源于高散发油脂,可采用低气味油脂替代;座椅主要恶臭物质为双二甲胺基乙基醚,主要来源于表处剂,可通过提高表处烘烤温度加速散发;室内线束主要恶臭物质为胡薄荷酮及萘,可通过采用水溶性胶及低气味塑料粒子进行提升。

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5.4  迭代算法和结果对比
采用改善原材料、工艺及仓储等措施,完成10类零部件整改及全谱数据分析,6类零部件(门板、副仪表、线束、地毯、前围隔声垫、遮物帘)提升明显(如表3所示),针对复测结果进行评估分析后将整改零部件装车。

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5.5  迭代过程
对整改车辆进行“全谱分析+主观气味性评价”,并对复测结果进行分析,整车排名前7位的恶臭物质改善明显,整改车辆常温及高温的气味性评价结果由3.0级提升到3.5级,可满足其企标Q/JQ13128—2019要求,如表4和表5所示。

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5.6  结论
对整车采用全二维GC-高分辨质谱-嗅辨联用技术分析手段,可精准锁定整车主要散发恶臭物质;通过零部件散发物质与整车散发恶臭物质匹配,确认重点部件并进行整改提升,实现整车气味整改达标。试验结果表明:该气味性溯源方案效果显著,可用于指导新开发或量产车型气味性溯源。 


素材来源于网络


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