近幾年，隨著人民生活水平的提高， 我國(guó)乘用汽車保有量一度呈指數(shù)型增長(zhǎng)，汽車成了當(dāng)代社會(huì)最常用也最普遍的交通工具之一，但汽車在給人們的出行帶來(lái)各種便利的同時(shí)，汽車安全和汽車健康問(wèn)題也不容忽視。其中，車內(nèi)空氣污染問(wèn)題一直備受人們的關(guān)注。

1丨VOCs的概念及危害

汽車內(nèi)部是一個(gè)狹小的、相對(duì)密閉的空間，很多時(shí)候，人們會(huì)感到車內(nèi)空氣存在異味，甚至刺鼻的氣味，而這些引起人們不適的氣味組成復(fù)雜， 成分眾多，并且大多數(shù)組分或多或少都會(huì)對(duì)駕乘人員產(chǎn)生健康危害。它們就是VOCs。VOCs，即揮發(fā)性有機(jī)物，是Volatile Organic Compounds的縮寫。根據(jù)世界衛(wèi)生組織（WHO）的定義，VOCs是在常溫下，沸點(diǎn)在50℃-260℃之間的各種有機(jī)化合物。在我國(guó)，VOCs是指常溫下飽和蒸汽壓大于70 Pa、常壓下沸點(diǎn)在260℃以下的有機(jī)化合物，或在20℃條件下，蒸汽壓大于或者等于10 Pa且具有揮發(fā)性的全部有機(jī)化合物。

VOCs包括非甲烷碳?xì)浠衔铮ê?jiǎn)稱NMHCs）、含氧有機(jī)化合物、鹵代烴、含氮有機(jī)化合物、含硫有機(jī)化合物等幾大類。大多數(shù)VOCs具有令人不適的特殊氣味，并具有毒性、刺激性、致畸性和致癌作用，特別是苯、甲苯及甲醛等對(duì)人體健康會(huì)造成很大的傷害。

2丨車內(nèi)VOCs的來(lái)源

車內(nèi)空氣污染的主要來(lái)源包括汽車內(nèi)飾件材料的揮發(fā)、汽車燃油散發(fā)等，但對(duì)于新車，汽車內(nèi)飾件是車內(nèi)空氣污染的主要來(lái)源。汽車內(nèi)飾件組成材料復(fù)雜，種類繁多，包括塑料、橡膠、合成纖維、紡織品、皮革， 還有用于粘合的膠黏劑，用于噴涂的油漆等材料。這些材料在使用中會(huì)揮發(fā)出一定量的甲醛、乙醛、甲苯、二甲苯等有害氣體，這些氣體的含量一旦超標(biāo)，會(huì)嚴(yán)重危害駕乘人員的人身健康安全。

3丨車內(nèi)VOCs濃度要求

對(duì)于車內(nèi)空氣污染，我國(guó)先后出臺(tái)了多項(xiàng)政策，用來(lái)規(guī)范汽車生產(chǎn)后的車內(nèi)空氣質(zhì)量，以保證消費(fèi)者的駕乘安全。2012年3月，我國(guó)正式實(shí)施GB/T 27630-2011《乘用車內(nèi)空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)指南》，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了乘用車內(nèi)部分苯系物和醛類物質(zhì)的濃度要求，具體濃度要求見表1。隨后，2016 年 12 月 23 日，生態(tài)環(huán)境部正式發(fā)布了國(guó)家污染物排放標(biāo)準(zhǔn) GB 18352.6-2016《輕型汽車污染物排放限值及測(cè)量方法（中國(guó)第六階段）》，將車內(nèi)揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs）的散發(fā)量納入了標(biāo)準(zhǔn)管控范圍，明確指出，所有 M1 類車輛均應(yīng)符合《乘用車內(nèi)空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)指南》（GB/T 27630-2011）及其后續(xù)修訂版本的要求，乘用車內(nèi)空氣質(zhì)量指標(biāo)將于 2020 年 7 月 1 日落地實(shí)施。

表 1 車內(nèi)空氣中有機(jī)物濃度要求

雖然車內(nèi)空氣質(zhì)量問(wèn)題已經(jīng)引起了廣泛的重視，但車內(nèi)空氣污染問(wèn)題并沒有得到解決。2012年9月10日，300名車主集體投訴奔馳汽車車內(nèi)甲醛超標(biāo)4倍，但由于此前實(shí)施的《乘用車內(nèi)空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)指南》只是行業(yè)建議，并無(wú)法律保護(hù)作用，車主雖然飽受侵害，但是難以維權(quán)。隨后不久，同年的9月14日，全球首家基于SNS的實(shí)名制專業(yè)汽車問(wèn)答網(wǎng)站——車問(wèn)網(wǎng)發(fā)布了一份《“健康汽車”檢查報(bào)告》，該報(bào)告顯示，當(dāng)時(shí)比較主流的11款車型內(nèi)飾中均含有致癌物——多環(huán)芳烴，且含量超標(biāo)。這份報(bào)告再次將車內(nèi)空氣質(zhì)量問(wèn)題推到了風(fēng)口浪尖。2014年，中國(guó)消費(fèi)者協(xié)會(huì)及深圳市消費(fèi)者委員會(huì)聯(lián)合發(fā)布了《2014年乘用車車內(nèi)空氣揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）專項(xiàng)調(diào)查報(bào)告》，報(bào)告顯示，依據(jù)GB/T 27630-2011《乘用車內(nèi)空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)指南》，51輛測(cè)試樣品車中，將近40%的乘用車車內(nèi)空氣不合格，且新車的VOCs含量高于舊車，這說(shuō)明，車內(nèi)VOCs的濃度與汽車內(nèi)飾的選擇息息相關(guān)。

4丨汽車內(nèi)飾VOCs性能的提升方法

那么我們?cè)撊绾芜x擇汽車內(nèi)飾，從而降低車內(nèi)VOCs的風(fēng)險(xiǎn)呢？對(duì)于不同的汽車內(nèi)飾來(lái)說(shuō)，材料是決定其VOCs性能的關(guān)鍵，所以選擇低VOCs汽車內(nèi)飾是改善車內(nèi)空氣污染的關(guān)鍵。下面我們分別介紹五種主要的汽車內(nèi)飾及其材料，從根源上提出降低車內(nèi)VOCs濃度的方法。

01、儀表板

根據(jù)材質(zhì)，汽車儀表板主要可分為兩類：一類是硬質(zhì)儀表板，一類是軟質(zhì)復(fù)合型儀表板。其中，硬質(zhì)儀表板主要是由聚丙烯（PP）或聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料（PC/ABS）材料經(jīng)注塑成型制成的，而軟質(zhì)復(fù)合型儀表板主要是先由PP或PC/ABS等材料注塑形成儀表板骨架，再通過(guò)給骨架外包覆一層表皮來(lái)提高其觸感及增強(qiáng)吸能效果。研究表明，硬質(zhì)儀表板的各項(xiàng)VOCs濃度均明顯高于軟質(zhì)復(fù)合型儀表板。測(cè)量結(jié)果如圖1所示。

圖 1 材質(zhì)類型對(duì)主儀表板 VOCs 濃度的影響

另外，對(duì)于軟質(zhì)復(fù)合型儀表板來(lái)說(shuō)，不同的表皮材料和成型工藝對(duì)于其VOCs水平也會(huì)產(chǎn)生影響。其中，聚氯乙烯（PVC）的搪塑成型工藝是通過(guò)高溫熔化PVC粉體，讓具有流動(dòng)性的PVC材料在模具內(nèi)壁上成型，再進(jìn)行冷卻固化最終形成PVC表皮。這種成型工藝會(huì)導(dǎo)致PVC再高溫下發(fā)生分子鏈斷裂，釋放出小分子物質(zhì)，從而導(dǎo)致其具有較高的VOCs水平。而另一種熱塑性聚烯烴類彈性體（TPO）的陰模真空成型工藝，是通過(guò)在片材和模具之間形成真空狀態(tài)，從而使片材吸附并貼合在模具表面，最終形成表皮。由于這種成型工藝加熱溫度低，所以大大減少了高分子鏈的受熱分解，同時(shí)，TPO在合成過(guò)程中應(yīng)用的茂金屬催化劑或 Ziegler-Natta催化劑也是一種 VOCs 催化劑，可以有效減少 TPO合成反應(yīng)中的殘留物和小分子物質(zhì)的含量，降低VOCs 的含量，抑制 VOCs 物質(zhì)在熱分解中氮氧化物的排放。

圖 2 TPO材料在汽車儀表板的運(yùn)用，插圖為TPO顆粒

所以，對(duì)于汽車儀表板來(lái)說(shuō)，除了根據(jù)其材質(zhì)選擇軟質(zhì)復(fù)合型儀表板外，還可以通過(guò)成型工藝判斷其是否具有更低的VOCs水平。

02、頂棚

汽車頂棚的主體分為面料和板材兩部分，面料常用材料為無(wú)紡布、針織布等，板材常用材料為半硬質(zhì)聚氨酯泡沫、玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯等。其中，板材的主要作用是吸音降噪和減震隔熱，而面料則主要是通過(guò)一些編制手法實(shí)現(xiàn)頂棚的設(shè)計(jì)效果。研究表明，添加無(wú)紡布的頂棚具有更高的VOCs濃度。

圖 3 材質(zhì)類型對(duì)頂棚 VOCs 濃度的影響

但為了更好的實(shí)現(xiàn)頂棚的功能以及更加美觀，大多數(shù)汽車都會(huì)在頂棚板材表面加一層面料。除了添加面料會(huì)影響頂棚的VOCs水平外，頂棚的生產(chǎn)工藝也會(huì)對(duì)其VOCs水平產(chǎn)生影響。

頂棚的生產(chǎn)工藝主要包括干法工藝和濕法工藝兩種。其中，干法工藝只加熱板材，無(wú)需加熱模具。對(duì)由聚氨酯泡沫板、玻璃纖維氈和膠片組成的多層復(fù)合板進(jìn)行加熱，與面料一同經(jīng)過(guò)模具的壓制成型，后期加以水切割或機(jī)械裁邊，最終成型。而濕法工藝只加熱模具，無(wú)需加熱板材。玻璃纖維氈貼合在聚氨酯泡沫板兩側(cè)后，在其表面滾膠、噴水和噴催化劑，與面料一同送入高溫模具中，在壓制成型的同時(shí)使雙組分膠黏劑發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)而固化，經(jīng)過(guò)切邊等后處理最終成型。從這兩種工藝過(guò)程來(lái)看，濕法工藝中雙組分膠黏劑需要在高溫環(huán)境下發(fā)生反應(yīng)從而使其產(chǎn)生粘合作用，這會(huì)導(dǎo)致更多小分子物質(zhì)的形成，使得濕法頂棚的VOCs水平高于干法頂棚。

圖 4 干法工藝制造的汽車頂棚

所以，對(duì)于汽車頂棚來(lái)說(shuō)，干法工藝生產(chǎn)的頂棚具有更低的VOCs濃度。

03、地毯

地毯的主體面積較大，一般由骨架層和填充層（或面層）組成。其中骨架層一般由聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）等材料通過(guò)壓延成型的熱塑性片材進(jìn)行制造，使地毯不易變形，而填充層材料一般選擇聚氨酯泡沫或聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET）纖維氈，起到隔音和減震的功能。研究表明，在上述材料中，PE材料的各組分VOCs濃度相對(duì)較高，但可以通過(guò)制備復(fù)合材料的方式顯著降低其VOCs的濃度。

圖 5 材質(zhì)類型對(duì)地毯 VOCs 濃度的影響

由于加工地毯的材料和工藝的復(fù)雜性，影響地毯VOCs性能的因素有很多，例如，在地毯加工過(guò)程中，為保證地毯面層與骨架層復(fù)合成一體，需要對(duì)面層底部浸膠，此時(shí)，膠黏劑的選擇會(huì)對(duì)VOCs的濃度產(chǎn)生較大影響，一般來(lái)說(shuō)，選擇水溶型膠黏劑，如丙烯酸酯膠黏劑可以優(yōu)化地毯的VOCs性能。還有，在地毯加工成型后，通常會(huì)對(duì)面層的高分子纖維進(jìn)行阻燃和抗靜電處理，而阻燃劑和抗靜電劑均會(huì)由于氧化、揮發(fā)和遷移作用，不斷散發(fā)出VOCs物質(zhì)，此時(shí)，可以通過(guò)添加還原性物質(zhì)來(lái)阻止一些由于氧化反應(yīng)產(chǎn)生的VOCs，從而改善地毯的VOCs性能。

對(duì)汽車地毯而言，盡量選擇其他復(fù)合材料而不是含有大量PE材料加工的地毯可以有效減少其VOCs的濃度，另外，在地毯使用前，對(duì)地毯進(jìn)行抽真空處理，通過(guò)地毯所處空間與地毯之間的壓力差及VOCs的濃度差，使殘留在地毯內(nèi)部的小分子物質(zhì)加速遷移到地毯表面進(jìn)而加速VOCs的揮發(fā)，從而使地毯在使用過(guò)程中的VOCs濃度降低。同時(shí)，真空法也適用于其他面積較大的汽車內(nèi)飾。

04、座椅

聚氨酯（PU）材料在汽車內(nèi)飾中應(yīng)用廣泛，其中最主要的就是用來(lái)制造汽車座椅，其中，軟質(zhì)聚氨酯泡沫用于座椅坐墊和靠背，半硬質(zhì)聚氨酯泡沫用于座椅扶手和頭枕。聚氨酯高分子材料是由聚醚或聚酯多元醇作為軟段，二異氰酸酯作為硬段，經(jīng)過(guò)縮合聚合反應(yīng)生成，反應(yīng)添加劑有催化劑、穩(wěn)定劑和阻燃劑等。由于多元醇通過(guò)氧化反應(yīng)會(huì)生成為醛、酮類物質(zhì)，所以聚氨酯泡沫經(jīng)常出現(xiàn)甲醛等醛類物質(zhì)含量偏高的情況。

減少聚氨酯泡沫散發(fā)醛類物質(zhì)，需要嚴(yán)格控制合成過(guò)程中殘留的聚醚或聚酯多元醇單體，但這點(diǎn)往往很難控制。目前研究人員提出的一種新方法，可以有效地減少聚氨酯泡沫醛類物質(zhì)的散發(fā)，即在反應(yīng)體系中添加醛類捕捉劑，這種捕捉劑可以與聚氨酯泡沫散發(fā)出的醛類發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，并形成穩(wěn)定的化合物。

據(jù)報(bào)道，2017年，巴斯夫推出全新聚醚多元醇產(chǎn)品，可以降低揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)排放量，尤其是醛類物質(zhì)的排放量，有效改善車內(nèi)空氣質(zhì)量。這種材料由于其卓越的VOCs性能和出色的舒適度及回彈性能，受到了人們的廣泛好評(píng)。

另外，一些座椅表面通常會(huì)加一些覆蓋物，如皮革、針織物及二者的混合物，研究表明，針織物覆蓋的座椅各組分VOCs濃度相對(duì)皮革及混合類座椅的更高。

圖 6 材質(zhì)類型對(duì)座椅 VOCs 濃度的影響

05、膠黏劑

膠黏劑在各種汽車內(nèi)飾的加工中都有大量的使用，也是車內(nèi)VOCs的主要來(lái)源之一。其中，膠黏劑常用的固化劑甲苯二異氰酸酯（TDI）會(huì)在促成成膜物質(zhì)固化后，游離于膠膜之外，持續(xù)的向外散發(fā)VOCs。用于降低膠黏劑黏度，提高其潤(rùn)濕性和流動(dòng)性的有機(jī)溶劑主要包括甲苯、丙酮、丁酮、二甲苯、二甲基甲酰胺、醋酸乙酯等，是膠黏劑散發(fā)VOCs另一原因。

由于膠黏劑在汽車內(nèi)飾生產(chǎn)中的必要性，所以推廣應(yīng)用環(huán)保型的膠黏劑是減少車內(nèi)VOCs污染的重要途經(jīng)。環(huán)保型膠黏劑包括無(wú)溶劑型膠黏劑、以水為分散介質(zhì)的水溶型膠黏劑和具有熱塑性的熱熔型膠黏劑等。目前廣泛使用的環(huán)保型膠黏劑是水溶型聚氨酯膠黏劑，它保留了傳統(tǒng)的溶劑型聚氨酯膠黏劑的強(qiáng)度高、耐候性和耐磨性好的特點(diǎn)，又消除了有機(jī)溶劑的揮發(fā)。但水性聚氨酯膠黏劑也存在著一些問(wèn)題，如黏結(jié)效果差，固化時(shí)間長(zhǎng)等。所以，研發(fā)滿足實(shí)際需求的環(huán)保型膠黏劑仍是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。

05丨總結(jié)

總之，優(yōu)化整車的VOCs性能最根本的途徑是優(yōu)化原材料，選擇低VOCs的原材料，合理使用添加劑，減少溶劑的使用，開發(fā)水溶性產(chǎn)品；調(diào)整適當(dāng)?shù)纳a(chǎn)工藝過(guò)程，減少 VOC 帶入成品件，增加適當(dāng)?shù)暮婵竟ば颍唤⒘己玫耐L(fēng)倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)境，避免交叉污染的同時(shí)加快成品件的VOCs散發(fā)等。

對(duì)消費(fèi)者來(lái)說(shuō)，要想避免車內(nèi)VOCs的侵害，首先要謹(jǐn)慎選購(gòu)，盡量選擇檢測(cè)合格的品牌購(gòu)買，其次，開車時(shí)要注意開窗通風(fēng)或打開空調(diào)，下車后注意洗手。另外，每次開車前建議先開窗通風(fēng)，用空氣凈化噴灑霧水進(jìn)行車內(nèi)空氣的治理，再開啟空調(diào)，避免在之后的行車過(guò)程中吸入有害氣體。

隨著國(guó)家相關(guān)法規(guī)的出臺(tái)，全汽車產(chǎn)業(yè)鏈對(duì)車內(nèi)空氣質(zhì)量改善的重視，車用原材料、汽車零部件、整車制造業(yè)整體水平的提升，我相信，未來(lái)的汽車將會(huì)越來(lái)越環(huán)保，越來(lái)越健康，在帶給我們便利的同時(shí)，也能保證我們的健康。