引言

随着消费者对汽车品质的要求越来越高，皮革这种材质被越来越多的应用到汽车内饰上来。皮革的加工过程非常复杂，制成成品皮革需要几十道工序：生皮、浸水、去肉、脱脂、脱毛、浸碱、膨胀、脱灰、软化、浸酸、鞣制、剖层、削匀、复鞣、中和、染色、加油、填充、干燥、整理、涂饰、成品皮革。在这些工序中需要用到非常多的化学试剂，包括鞣剂、加脂剂、涂饰剂和其他添加剂（包括表面活性剂、防腐剂、防霉剂、固色剂、防水防油剂和皮革专用染料等）。而这些化学试剂往往是VOC的主要来源。

1 VOC的定义

VOC (（volatile organic compounds）挥发性有机化合物，是指常温下饱和蒸汽压大于133.32 Pa、常压下沸点在50～260 ℃以下的有机化合物，或在常温常压下任何能挥发的有机固体或液体。汽车内饰材料在阳光下曝晒的过程中，温度会接近100 ℃，此时材料中的VOC物质就会挥发出来，进入到乘客舱环境中[2]。

2 VOC的危害

VOC对人体影响主要包括两方面：

1）味觉上对人体产生强烈刺激。通常挥发性气体都有较大的刺激性气味，会使人体产生不适应感及晕眩感，同时引起鼻腔呼吸道干燥，直接影响驾驶员的驾驶感受及乘客的乘坐体验。

2）挥发性气体中的有毒有害物质会刺激人体的皮肤、呼吸系统和神经系统，从而引起相关器官的病变，引发一系列身体疾病。同时致癌类物质会对人体基因造成不可逆的损害，甚至导致人体器官癌变[3]。

当前国家也针对整车VOC制定了一些标准，比如HJ/T 400《车内挥发性有机物和醛酮类物质采样测定方法》[4]、GB/T 《乘用车内空气质量评价指南》[5]。一定程度上约束了车内VOC的含量。但是针对零部件及材料的管控目前还没有相关标准要求。只有一部分整车厂开展了相关标准的制定和研究。本文主要通过研究皮革中VOC含量的检测方法，来弥补行业和产业的空白。

3 热脱附气质联用仪

3.1 热脱附原理概述

热脱附的工作原理是：应用经过加热的高温惰性载气流（高纯氦气或高纯氮气）经过正在加热的样品或吸附管，将样品或吸附管内可被加热解析出来的挥发性和半挥发性的有机物质载送来气相色谱进样口进行分析测定[1]。

热脱附方式主要分为吸附-热脱附和直接热脱附两种。本文主要通过吸附-热脱附的试验原理来进行测试。吸附-热脱附包括两个过程即吸附过程和热脱附过程。吸附过程是用采样泵吸入待测气体使其通过填充特定吸附剂的采样管，样品中待测挥发性物质就会被吸附剂吸附，从而可以达到富集样品中目标检测物质的目的。热脱附过程就是将吸附了待检测物质的吸附管加热，使被吸附的物质解析出来，由惰性载气（高纯氦气或高纯氮气）带入气相色谱仪中进行分析测定的过程。

热脱附操作的参数主要是吸附温度、解析温度、解析时间和载气流量。由吸附理论可知，低温可以使待分析物质吸附在吸附剂上，温度越低吸附越强，设置低温就是热脱附的吸附温度，该温度是由仪器本身制冷系统所控制。加热可以使吸附在吸附剂上的待测组分解析下来，热解析温度低可能会使样品中的组分解析不完全，回收率低，管中残存量大、记忆效应高；热解析温度太高可能会使样品中某些组分分解而引起回收率低，甚至会破坏吸附剂。热解析温度最终取决于欲测组分和吸附剂的热稳定性，一般在300 ℃以下，因为大多数高分子吸附剂在300 ℃时就开始分解了。解析时间主要取决于待测物与样品基质作用的大小，以及样品颗粒的大小，总之视样品而选择合适的解析时间。热解析过程中载气的流速会影响热解析的效果，一般是载气的流速越快，越有利于热解析，但是受色谱柱的影响，不能无限制的增大载气流量。

3.2 热脱附气质联用装置

热脱附装置主要由加热部分、温度控制部分、气体流量控制部分以及传输线等部分组成，通过气相色谱的进样口与色谱柱相连，或是直接用玻璃管直接与色谱柱相连达到进样的目的。根据热脱附仪的发展历程、结构和解析原理，热脱附可以分为一级热脱附和二级热脱附。热脱附装置基本结构图如图1所示。

4 试验原理

4.1 试验基本原理

本试验主要通过热脱附气质联用仪测量皮革中VOC的含量。但是在真皮中不仅含有VOC物质，还含有水分。在加热状态下，VOC和水分一起挥发出来，进入热脱附的冷肼中，通过-30 ℃的低温，对挥发出来的物质进行收集。通过一定时间的收集，将皮革中挥发出来物质固定在冷肼中。然后通过加热冷肼至300 ℃，将这些物质再次释放出来，通过气质联用仪来气体中VOC组分的含量。