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隨著汽車變成我們出行的主流交通工具，咱們普通老百姓的生活里當(dāng)然離不開它。所以在購車時，我們最關(guān)注的是什么呢？除了汽車漂亮的外觀、渾厚的動力之外，我覺得最能打動消費者的莫過于汽車的內(nèi)飾。畢竟外表是給別人看的，但是內(nèi)飾是自己每天都要打交道的。

 

汽車內(nèi)飾系統(tǒng)是汽車車身的重要組成部分，而且內(nèi)飾系統(tǒng)的設(shè)計工作量占到車造型設(shè)計工作量的60%以上，遠(yuǎn)超過汽車外形，是車身最重要的部分之一。每個整車廠通常都有一個龐大的汽車內(nèi)飾團(tuán)隊，來完成與內(nèi)飾相關(guān)的大量工程工作。

 

隨著汽車成為人民生活不可缺少的部分，汽車內(nèi)飾中塑料散發(fā)也受到人們的關(guān)注，散發(fā)出來的有害物質(zhì)物質(zhì)會對人們的身體健康造成嚴(yán)重威脅。霧化測試是衡量汽車內(nèi)飾材料和產(chǎn)品質(zhì)量控制的一個重要手段，為了探究汽車內(nèi)飾材料中增強材料對霧化測試結(jié)果的影響因素，通過過程控制和測試條件的改變得出影響增強聚丙烯霧化測試結(jié)果差異的因素。

 

霧化測試

 

霧化指的是內(nèi)飾材料揮發(fā)出的有機物，冷凝后凝結(jié)在擋風(fēng)玻璃或車窗上，形成一層“霧膜”，影響駕駛員和乘客的視線。

 

其原理為：一定面積的材料，一定溫度下加熱一定時間后揮發(fā)物凝結(jié)在鋁箔或玻璃板上，通過加熱前后鋁箔的重量差（重量法）或玻璃板的光澤反射率比值（反射法）來考察材料霧化性能的優(yōu)劣。

 

重量法就是鋁箔測試前后的重量差，就是冷凝在鋁箔上的有機物的重量。反射法就是當(dāng)揮發(fā)物凝結(jié)在玻璃板上后，測試前后對光的反射的變化，通過這個來考察霧化性能的優(yōu)劣。

 

影響霧化重量法的測試結(jié)果有很多，主要可以歸納成兩方面的因素。一方面是材料自身的原因，因為材料中添加助劑，高溫析出，成為霧化凝結(jié)的重要影響因素。一方面，是測試的自身測試條件，因為樣品的實際應(yīng)用領(lǐng)域不同，所應(yīng)對的工況也不一樣，所以霧化試驗條件模擬材料實際使用環(huán)境，進(jìn)行選擇實驗條件，得出主要影響因素。

 

實驗部分

 

１.１試樣制備

選用長玻纖增強聚丙烯（GFPP-L30）和短玻纖增強聚丙烯（GFPP-30）準(zhǔn)備三種條件樣品，分別為塑料粒子，加工工藝為230 ℃時注塑成型的Φ80圓片和250 ℃時注塑成型的Φ80圓片。注塑過程不添加脫模劑，丟棄注塑出來的前幾片樣品，防止注塑機有之前其他材料殘留污染測試樣品。

 

１.２測試條件

采用控制變量法對不同測試條件進(jìn)行設(shè)計，測試條件分為三個維度：測試溫度、測試時間、平衡時間。分別為：溫度(80、100、110、120 ℃) ，時間(4、8、16、18 h)，測試后平衡時間(0、4、24、48 h)。

 

結(jié)果與討論

 

２.１不同樣品狀態(tài)對重量法霧化結(jié)果的影響

 

測試溫度100 ℃測試時間16 h，平衡時間為4 h，測試結(jié)果如表3所示。由表3可知，材料GFPP-L30粒子的測試結(jié)果比Φ80（230 ℃）圓片和Φ80（250 ℃）圓片的測試結(jié)果高，由于粒子表面積更大，相對于圓板的表面散發(fā)，粒子各個面均可以散發(fā)，導(dǎo)致測試結(jié)果偏大。注塑溫度250 ℃的工藝注塑出來的Φ80圓片也比230 ℃工藝的結(jié)果高，原因是注塑溫度高造成樣品更大的分解，產(chǎn)生小分子物質(zhì)，影響散發(fā)結(jié)果。想要霧化結(jié)果有可比性，還需要保持一致的樣品狀態(tài)。GFPP-30材料有同等規(guī)律。

 

表1  不同樣品狀態(tài)的霧化結(jié)果(mg)

 

２.２測試溫度對重量法霧化結(jié)果的影響

 

為防止粒子的大小和均勻度不夠，驗證測試溫度選擇統(tǒng)一在加工工藝為250 ℃的注塑成型的Φ80圓片。在測試溫度80、100、110和120 ℃的條件測試16 h，平衡時間為4 h，測試結(jié)果如圖1所示。由圖1可知，GFPP-L30在加熱16 h測試時間下重量法霧化在80、100、110和120 ℃測試結(jié)果分別為0.25、2.11、2.76、5.44 mg，隨溫度升高都有明顯的增長，且溫度越高，霧化值越高，散發(fā)越嚴(yán)重。輔助揮發(fā)性有機化合物(VOC)測試，如圖2所示，90 ℃和120 ℃從12~43 min揮發(fā)出來的物質(zhì)幾乎一致，只是含量不同，120 ℃明顯偏高，側(cè)面印證重量法霧化實驗溫度越高，揮發(fā)性越高的規(guī)律。GFPP-30材料也具有隨溫度升高重量法霧化測試結(jié)果增大的同樣規(guī)律。

 

圖1  不同的溫度對霧化值的影響

 

圖2 不同的溫度對揮發(fā)性有機化合物的影響

 

２.３測試時間對重量法霧化結(jié)果的影響

 

在溫度100 ℃分別測試4、16和18 h后，測試結(jié)果如圖3所示。由圖3可知，GFPP-L30在100 ℃分別測試4、8、16和18 h下重量法霧化的測試結(jié)果分別為0.39、0.91、1.62、1.71 mg，隨測試時間的增長測試結(jié)果也逐漸增大，從增長的趨勢可以看出，測試結(jié)果和時間有相應(yīng)的線性關(guān)系，后期研究可以根據(jù)測試時間的長短推算出大概結(jié)果規(guī)律，可以清楚分辨出異常數(shù)據(jù)，提高測試正確率，排除異常因素。GFPP-30材料也具有隨溫度升高重量法霧化測試結(jié)果增大的同樣規(guī)律。

 

圖3  不同的加熱時間對霧化值的影響

 

２.４不同材料對重量法霧化測試結(jié)果的影響

 

通過以上幾種影響因素，對比測試結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，短玻纖增強的GFPP-30牌號的霧化值要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于長玻纖增強的GFPP-L30牌號，這是因為兩種材料生產(chǎn)工藝的差異，長玻纖增強PP采用熔融浸漬的方法加工而成，模頭溫度更高，在高溫下，聚丙烯有了一定的分解，揮發(fā)出大量的小分子物質(zhì)，而短玻纖采用雙螺桿加工的方法，螺筒溫度偏低并且配有一定的抽真空工藝，所以散發(fā)物質(zhì)較少，表現(xiàn)為霧化值較低。

 

２.５加熱后平衡時間對重量法霧化結(jié)果的影響

 

選擇GFPP-L30材料在測試溫度80、100、110和120 ℃的條件測試16 h后，對測試后鋁箔進(jìn)行調(diào)節(jié)和稱重，測試結(jié)果如圖4所示。由圖4可知，加熱16 h的霧化試驗結(jié)果隨測試后調(diào)節(jié)時間越長，霧化測試的值逐漸變低。高溫120 ℃揮發(fā)量多，調(diào)節(jié)時間越長，變化越大，較高溫80 ℃的揮發(fā)量少，所以調(diào)節(jié)時間對測試結(jié)果影響偏小。

 

 

 

圖4  加熱后放置時間對霧化值的影響

 

結(jié)論

增強PP重量法霧化的測試結(jié)果會隨著溫度和時間的增加而升高，測試后的放置時間越長，小分子類物質(zhì)會逐漸揮發(fā)，揮發(fā)物的數(shù)值會逐漸降低。研究內(nèi)容對重量法測試霧化值具有一定的指導(dǎo)意義。