汽车内饰麻纤维材料 VOC 控制研究

随着汽车领域快速发展，我国汽车保有量不断提高，汽车成为重要的交通工具，汽车内饰成为最大核心卖点之一，汽车内饰件包括仪表板，方向盘，安全气囊，地板垫等，目前国内汽车内饰行业引领世界发展潮流。随着消费者品牌意识增强， 综合考虑汽车内饰功能性，汽车内饰发展转移到以人为本的用户体验，满足内饰形状功能要求下，力求满足消费者功能需求与心理诉求，节能环保逐渐成为汽车技术发展主题 [1]。

植物纤维分为麻纤维，棉纤维等类，麻纤维具有较好的强度，我国是世界上麻类资源最丰富的国家，麻纤维主要含有纤维素，木质素，灰分等，具有吸湿透气，密度小等优点，满足可持续发展需求。复合材料中麻纤维有亚麻，剑麻等。目前麻纤维脱胶丰富有传统沤麻，化学脱胶等。

VOC 是挥发性有机化合物，是评价车内空气质量重要指标， 世卫组织认为 VOC 是沸点为 50-260℃的有机化合物，不同国家对 VOC 有不同的定义，目前可将 VOC 分为挥发性有机物与活泼性挥发有机物，环保定义上挥发性有机物包括甲醛，二甲苯，苯乙烯等，对人体产生巨大的伤害。VOC 容易穿过血液抑制中枢神经系统，使人产生头晕痛，四肢乏力，长时间出现抽搐， 记忆力减退等症状。

车内 VOC 控制方法主要从材料与整车入手，材料控制方法适用研发车型，使整车满足要求。整车控制法适用于上市车型，逐级查找挥发源，进行工艺更改。VOC 测试包括整车测试， 材料测试，通过逐级控制法达到车内有机挥发物控制，《车内挥发性有机物采样测定方法》对整车VOC 测试有详细规定，《乘车内空气质量评价指南》规定车内空气中甲苯等挥发性有机物浓度限值。

汽车内饰用麻纤维板 VOC 来源分析

使用原材料导致麻纤维板 VOC 存在

麻纤维板产品使用丙纶纤维材料，黄麻纤维，PE 膜，麻纤维板汽车内饰材料具有强度高，阻燃性好等优点，可在内饰件废弃后降解，体现出优异的环保优势，广泛应用于车顶蓬，

轿车后搁物板，客车空调风道等汽车内饰结构件中。麻纤维原材料中丙纶纤维占 35%，涤纶纤维占少量，麻纤维板原材料组分基本无 VOC 释放，主要来源为丙纶与涤纶纤维 [2]。

分析麻纤维板中丙纶短纤维 VOC 来源， 需了解丙纶短纤维生产流程，首先生产聚丙烯初始材料为丙烯 CH2==CH— CH3，是沸点为 47.7℃的易液化气体。其生产途径包括炼厂催化裂化气蒸馏除去 C2 馏分得到丙烯，精馏得到丙烯。采用吸附膨胀脱附法得到高纯丙烯产品。粗纯化后经分子筛吸附剂选择性吸附，对不饱和烃选择吸附性强，难吸附组分易入气相馏出，从吸附相得到高纯丙烯。石油烃类经高温裂解产物为乙烯生产联产品。丙纶纤维用原料大多使用炼厂催化裂化气蒸馏去除馏分径流得到，原材料丙烯必须纯净，需降低高度不饱和化合物含量，但无论如何控制丙烯都非纯净物，混含一定其他成分有机物。

丙烯发生聚合反应生产聚丙烯中产生 VOC，PP 基体进行改性加工中，PP 热降解形成低分子化合物，改性 PP 材料中添加稳定剂，如光照助剂等携带低分子有机物。PP 基体合成中使用催化剂体系含有烷烃化合物。聚丙烯离子熔融后拉丝，生产纤维中产生 VOC，是空气骤冷下热聚丙烯熔体表面有氧降解产物，是高温纺丝聚丙烯发生降解产物，是聚丙烯原料添加剂高温下挥发物，熔体在喷丝板喷出时，低分子挥发物扩散困难吸附在丝束表面。涤纶短纤维生产工艺与丙纶相似，但其在麻纤维板使用量较少，对 VOC 含量影响较小。天然麻纤维不含VOC，经高温加热后木质素分解少量 VOC，PE 膜在麻纤维板中含量较少。

聚丙烯材料中苯类等 VOC 物质分析

麻纤维板中聚丙烯材料组成包括 PP 基料 + 热氧稳定剂 + 色粉，增韧剂按一定比例添加，聚丙烯增韧剂为聚烯烃弹性体， 热氧稳定剂为受阻酚抗氧剂复配体。

聚丙烯材料 VOC 主要来源与 PP 树脂基体合成中使用催化剂体系含有烷烃类化合物，PP 树脂由于热降解形成低分子化合物，如改性 PP 材料中添加稳定剂，如光照助剂，色粉等携带一些低分子杂化物。聚丙烯均聚产品中，各种牌号以 MI 不同区别，产品牌号不同要求不同规格的 MI。不同 MI 要求不同加工温度，如 MI 相差大产品混和加工会产生“鱼眼”，低 MI 树脂未熔融，制品产生白点使其质量受到影响。抽丝纺制丙纶纤维中，要求 PP 树脂 MI 稳定，保证产品良好加工性能。

PP 聚丙烯材料内饰应用量大，PP 材料中 VOC 来源主要是聚丙烯树脂合成游离单体，受到材料改性的影响，检测生产丙纶纤维牌号为 T30S 聚丙烯粒子碳排放值为 0.42μg/g。

丙纶油剂的 VOC 物质来源分析

丙纶纤维质地轻，在我国应用迅速扩大。由于丙纶分子结构中无极性基团，其导电性差，摩擦因数大，纺丝后续加工中丝条易散乱，造成毛丝问题，需要在纺丝中用油剂处理形成油膜，降低丝束摩擦因数，提高纺丝效率。

丙纶油剂配方由多种组分组成，主要有抗静电剂，平滑剂， 国内丙纶纺丝油剂用平滑剂为脂肪酸脂类平滑剂，抗静电剂分为阴阳离子型，非离子型，抗静电效果好的是阳离子型，阴离子型次之，考虑到成本因素，目前使用广泛的是脂肪醇磷酸酯抗静电剂，由于纺丝油剂使用水包油型悬浮液需加入乳化剂， 将油剂中单体表面活性剂理化平衡，油剂使用需考虑其与配方其他成分配伍作用。

由于国内欠缺聚丙烯材料 VOC 物质分析条件，全面分析较为困难，可采用红外分析法对材料中VOC 组分进行定性分析， 通过分析对组分初始状态及后续成型加工对 VOC 影响有全面了解，为更合理控制 VOC 物质提供实践指导。

加热环节导致麻纤维板分解 VOC

麻纤维板加工首先对原料混合，针刺固结，冷却定型等， 高温加热导致麻纤维板化学纤维分解 VOC。麻纤维板加热压制时温度为 220±20℃，时间不少于 2 min，化学纤维不稳定物质释放不同易挥发有机物，如丙纶释放长链条烷烃为主，包括小分子物质多种 VOC。

麻纤维板中含有 14% 半纤维素。麻纤维板加工中经加热， 附着夹带木质素释放苯系物质，麻纤维加热中减少产品中醛类物质存在，对减少 VOC 具有积极作用。

减少麻纤维板 VOC 的主要方法

麻纤维板中 VOC 主要来源是原材料，需选择质量稳定的原材料控制 VOC 含量。获得较低 VOC 含量的丙纶短纤维，选择合适的添加剂，采用低纺丝温度工艺减少聚丙烯降解，加快挥发物扩散减少挥发物在纤维表面吸附。

麻纤维天然纤维 VOC 成分很低，附带夹杂的木质素含有少量苯类物质，选用深度发酵麻纤维经水洗后附带夹杂木质素含量减少。丙纶含有一定挥发性物质，涤纶含量较多，苯乙烯含量较高，后续加工中散发大部分。麻纤维板生产中各种原材料含有 VOC，VVOC 在热压工序加热时得到充分挥发。麻纤维附带木质素在制造中加热压制，原料分解出 VOC 在高温加热时得到很大挥发。麻纤维板需控制在挥发物质中甲醛含量提高，部分出现在原料中的挥发性有机物经加工挥发，麻纤维板中 VOC 可在生产中控制。

麻纤维板产品 VOC 控制是系统工程，对原材料储存运输中应加以控制。麻纤维板对环境气味有吸附性，为控制 VOC 应对麻纤维产品储存环境控制，避免与易挥发化工产品物质放在同一环境。麻纤维板运输中应避免外界易挥发物质影响，延长产品存放时间，做好通风工作以降低 VOC 浓度。

结语

麻纤维板是环保性能优异的汽车内饰材料，VOC 水平达到GMW15635 标准要求，麻纤维复合材料增强体胶质去除可提高热稳定性降低VOC 释放量，可改善复合材料界面提高力学性能。麻纤维板加工性能较好，适合制造复杂零件，VOC 水平好，是可降解材料，阻燃性较好，符合汽车安全性要求。控制好 VOC 关键是 PP 粒子选择，做好麻纤维板产品储运中的防护。

免责声明

本文来源：焉知汽车座椅与内外饰，版权归原创作者及其公司所有，分享仅用于学习、交流，如有侵权请告知删除。