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同样是车用ABS,为什么盛禧奥本体法ABS的气味更低?

又是一个炎热的夏天,您暴晒后的爱车在打开车门时是否有浓重的气味扑鼻而来?这些气味来自哪里、是否超标了呢?

               

图片

汽车内饰  图源:盛禧奥


要回答这个问题,我们不妨从气味的本质出发,寻找一下答案。按照佛教说法,气味实际上就是六根(眼耳鼻舌身意)中的“鼻”,接触到六尘(色声香味触法)中的“香”,产生了六识(视听嗅味触脑)中的“嗅”。这个解释已经相当科学了,是生理的感受器官,接触了物理事实,产生的神经感受。

 

其实,气味是化学物质刺激的神经冲动引起的大脑皮层反应,是人的一种嗅觉体验。具体说来,位于鼻腔顶部的嗅觉感受器的嗅觉细胞,受到某些挥发性物质的刺激就会产生神经冲动,冲动沿嗅神经传入大脑皮层而引起嗅觉。

        图片 嗅觉示意图  图源:百科


需要注意的是,嗅觉的刺激物必须是气体物质,只有挥发性有味物质的分子,才能成为嗅觉细胞的刺激物。

 

人类嗅觉的敏感度通常用嗅觉阈值来评定。嗅觉阈值有感觉阈值(也叫做绝对阈值)和识别阈值两种。


感觉阈值是虽然不知是什么性质的气味,但可以感觉到有气味的最小浓度。

识别阈值是可以感觉到是什么气味的最小浓度。一般识别阈值总是高于感觉阈值。


10种物质的嗅觉绝对阈值

物质(mg/L(空气))

物质(mg/L(空气))

乙醚

5.83

水杨酸甲酯

0.100

四氯化碳

4.53

戊酸

0.029

氯仿

3.30

丁酸

0.009

乙酸乙酯

0.69

丙硫醇

0.006

乙硫醇

0.046

人造麝香

0.00004


人类嗅觉的刺激物必须是气体物质,只有可挥发性有味物质的分子,才能成为嗅觉细胞的刺激物。那车内的气味当然也来源于可挥发性的分子,可挥发性的有味道的分子又来自哪里呢?


根据调查,汽车内饰气味散发主要来自各种皮革、塑料、纤维等(如图)。其中,座椅、顶棚、仪表板由于面积大、含有皮革且位置特殊等,成为气味的最主要来源。

       图片 汽车内部气味物质来源


气味是比较主观的感受,为了评价等级和量化管控,汽车主机厂从气味强度、性质等角度对气味等级进行了分类。以下是各主机厂气味测试的取样、测试条件及等级划分的汇总。


图片


如何做才能降低材料气味?


对于汽车内饰材料生产厂来说,总体上,要满足几个大的原则:少引入,少产生,多排除。

 

少引入:选择气味小的原材料树脂和助剂;

少产生:设置合适的共混加工工艺,防止材料降解等产生新的气味物质;

多排除:在共混加工中采用抽真空等方式,在后处理上通过烘料等方式将有气味的小分子多排除。


这里需要注意的是,在选择原材料树脂时,并不能仅以VOC的高低来评判。这是因为,如前所说,不同物质的气味阈值是不同的。


低气味ABS为什么难做?


塑料虽然不是车内气味最主要的来源,但是追求极致的低气味是汽车厂家和塑料企业的不断努力的方向。其中,ABS是汽车内饰用量最多的塑料之一,也是气味较大的一种塑料。如何降低车用ABS的气味也成为大家关注的方向。


图片

     汽车内饰件  图源:盛禧奥


ABS是汽车内饰材料最常用的塑料之一,可用于Console、IP骨架、门板、扶手、饰条等各种零部件,也带来了部分气味物质。ABS按照聚合方法可分为本体法和乳液法。


乳液法:

乳液法是将丙烯腈与苯乙烯聚合成AS,然后在乳液状态下与丁二烯聚合成ABS,此工艺助剂残留较多,产品色泽偏黄,但是性能调节空间较大,光泽度高,市售产品多数是此法生产。

本体法:

本体法是将ABS的三种组份在高温、高压环境下一次聚合而成,固此法没有中间产品AS,此法助剂残留较少,产品色泽较白。相对乳液聚合法生产的产品,本体法产品色泽较白,一般VOC较低,但光泽较差,加工温度范围较宽。市售本体法ABS占比相对较低,不到20%。

本体法ABS(左)与乳液法ABS(右)


因为乳液法的ABS含有乳化剂、引发剂等,一般比本体法的ABS气味要大。ABS常见的单体残留为苯乙烯和丙烯腈,残余溶剂等。


一些典型乳液法和本体法ABS的残余单体对比

连续本体法ABS树脂与乳液法ABS树脂中残余单体含量(μg/g))

树脂

残余丙烯腈

残余苯乙烯

残余溶剂

1#乳液法ABS

22.0

380

586

2#乳液法ABS

57.0

306

380

3#乳液法ABS

102

187

773

本体法ABS

未检出

未检出

未检出

但是,一些本体ABS,即使未能检出苯乙烯等残留,但是仍然有较大气味。这是因为,本体ABS合成时,也使用了其他助剂,比如分子量调节剂叔-十二丁基硫醇,而短链硫醇等,则是感觉阈值特别低的物质。

 

恶臭物质嗅觉阈值(mg/m3)

项目

甲硫醇

二甲基硫

二硫化碳

二甲二硫

苯乙烯

嗅觉阈值

0.002

0.008

0.714

0.009

0.163


除此外,ABS改性过程中还添加了抗氧剂、润滑剂、耐候剂、色粉等多种小分子化合物的助剂。而它们或者它们的降解产物的感觉阈值,是什么样的,可能并不确定。而且,这些气味之间也会相互影响。这就使得ABS的气味研究错综复杂,不仅是科学,更像是玄学。


这也是很多ABS改性企业在面对主机厂苛刻气味要求时焦头烂额的原因,不能在聚合端找到有效的方法,就不得不通过共混挤出中加水、抽真空,造粒后烘干机烘烤等各种方式,八仙过海!然而,产品的气味稳定性、成本等都成为新的问题。


那么有没有不同思路的、开创性低气味ABS呢?


超低气味:盛禧奥创新连续本体法ABS


盛禧奥 MAGNUM™ 3416SC LE ABS树脂采用专有的连续本体聚合技术生产。与乳液法ABS及常规本体法ABS相比,3416SC LE本体聚合ABS更纯、更洁净、更低晶点,因此具有非常低的有机挥发物(VOC)水平,以及聚合技术的关键特性之一——低气味。


根据多次第三方测试结果表明,3416SC LE ABS的平均气味等级比市场上普通本体ABS低0.5级左右,其苯乙烯浓度可控制在150ppm以下,远低于普通本体ABS的200-300ppm的浓度。


3416SC LE大大改善车厢内的气味和空气质量,提升了驾驶体验, 更保障驾驶者和乘客的健康,它的低气味和低 VOC,更能符合各国监管要求和OEM的相关规定。

       沃尔沃内饰  图源:网易


为什么盛禧奥的本体法ABS能够做到更低气味呢?


这是因为盛禧奥通过溯源分析,精准识别了哪些物质造成了气味,从而减少或者避免使用此类物质,可以有效降低产生气味的物质的浓度。


这种本体法ABS,聚合好后可以直接供给客户使用,不需要进行共混和烘烤。避免了二次加工带来的波动,保证了批次间的稳定性。

               图片

奥迪内饰  图源:新浪汽车


盛禧奥 MAGNUM™ 3416SC LE ABS不但在低气味和低VOC方面有出色表现,还能平衡其他性能包括:


• 低光泽
• 耐冲击
• 中至高的耐热性能
• 批次间优异的稳定性,从一开始就可以实施最佳的机器参数设置
• 良好的尺寸稳定性
• 于宽阔的加工温度上都能保持其热稳定性,有助增强零部件的设计灵活性
• 底色洁白,自着色可减低染料的使用量


盛禧奥是从2008-2009年开始就进行了ABS的气味研究,其ABS产品在欧洲汽车内饰市占率达到70%以上,在车用ABS市场具有领先的技术实力和市场领导力。目前已经成为沃尔沃,奥迪,大众等对气味要求较为苛刻的汽车主机厂的ABS核心供应商之一。


参考资料:各主机厂气味测试标准,气味研究相关文献,盛禧奥等。


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