GC-O技术在车内空气气味改善方面的应用

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文/谈惠洁（华测检测 汽车产品线）

1 前言
      随着当今社会的飞速发展，大众消费水平正在大幅提高，汽车越来越多地走进普通家庭。近几年，常有车内有害物质致病的消息见诸报端，使车内空气质量逐渐成为消费者关注的重点之一。因此，对车内的有害气味进行评判与控制，是汽车内饰零部件设计开发过程中必不可少的项目之一。车内气味主要由车内零部件和内饰材料中所含有害物质释放，包括塑料、胶粘剂、阻尼材料（固化后）、皮革、橡胶、发泡剂、毛毡等。这些材料在生产以及加工中添加的有机溶剂、添加剂、助剂等挥发性成分是气味散发的主要来源。
      众所周知，气相色谱已广泛应用于挥发性、半挥发性样品的分析中，可以非常有效地将气味总体的各组分分离开来，但其无法确定各个气味组分对总体的贡献大小，也就无法确定影响气味的关键成份。另一方面，感官嗅闻法可以非常灵敏地感受特定样品的总体气味，却不能区分构成气味总体的各组分。GC-O（GC-Olfactometry）为一种感官检测技术，将气相色谱的分离功能和人鼻的嗅辨能力结合在一起，可对色谱柱流出物的气味同时进行定性和定量评价，使研究者能对特定气味成份的持续时间、气味强度、气味类型进行确定，在食品、烟草、环境治理等领域有着广阔的应用前景。
      GC-O原理是在气相色谱柱的末端安装分流阀，色谱柱流出物（分流比一般为1：1），一部分进入MS检测器，另一部分进入嗅辩仪。气相色谱进样后，嗅辩人员坐在嗅辩仪的出口记录闻到的气体流出物的气味特征，同时，样品可被气相色谱的检测器检测，并记录下气相色谱谱图。若将一个模拟输出端与已有的气相色谱数据系统连接，由手控制单元的指针轮来记录辨别出的气味强度，可得到保留时间与气味强度关系的色谱图。
2 GC-O在汽车行业的应用
      目前，GC-O检测方法主要包括三类：稀释法（Dilution Method）、时间强度法（Time-intensity Method）和检测频率法（Detection Frequency Method）。汽车行业普遍采用时间强度法来分析研究车内气味溯源的问题，行业内也将GC-O检测称为Sniffer测试。

 

图1 上海汽车VOC实验室GC-O检测设备

图2 Olfactometry气味嗅辩仪

目前，车内气味溯源主要分为零部件和整车两部分。车内零部件气味溯源的主要思路是通过对零部件总成的分析，确定气味来源的高风险物质；再将零部件进行拆分，通过分析拆分后的材料确定材料中的气味高风险物质并与总成进行对比，同时确定哪种或哪几种材料对总成零部件气味贡献最大，从而锁定气味的主要来源，再从生产工艺等方面进行改进。测试的采样方法与汽车VOC袋式法相同：根据测试零件的大小，选择大小合适的Tedler采样袋（一般袋子大小有10L、50L、100L、200L、500L、1000L和2000L），将样品放入采样袋内，密封后，抽真空后充入一定体积的高纯氮气，放入设定好温度和湿度的恒温恒湿舱内加热一定时间后，用Tenax管和DNHP管采集一定体积的袋内气体进行上机分析。具体的采样参数可根据各主机厂的企业标准来确定，也可参考国际标准ISO 12219-2。
整车的气味测试主要参考HJ/T 400-2007，分析方法同零部件相同，由于整车内包含大量不同种类的内饰零部件，气味来源较多，GC-O分析结果能得到更多的气味风险物质，对整车车内空气质量评价有一定参考价值。

图3 GCMS-TIC色谱图

图4气味嗅辨强度图

3 总结
    车内空气质量关系着千万消费者的身心健康，各大主机厂和零部件供应商都致力于改善车内气味。GC-O技术能从复杂的混合物中筛选出气味高风险物质，对其进行定量和定性分析，因此是目前车内气味溯源的重要手段。虽然，GC-O技术目前仍然存在一定的不足，分析结果往往受色谱条件、样品制备方法、嗅辩员等因素的影响，但相信经过一定的优化，可以提高其准确性和重复性，使其在气味分析领域具有更广阔的应用前景。