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1、引言
隨著經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)型發(fā)展和人們生活水平的日益提高,冰箱作為與消費(fèi)者生活息息相關(guān)的產(chǎn)品,用戶體驗(yàn)越來(lái)越重要,其中新冰箱的開(kāi)箱異味也引起了消費(fèi)者的關(guān)注[1]。新冰箱異味會(huì)引發(fā)消費(fèi)者對(duì)材質(zhì)健康安全的質(zhì)疑,對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)和形象有一定的負(fù)面影響。近年來(lái),各冰箱品牌均收到不少用戶對(duì)新冰箱異味的差評(píng)與投訴,這個(gè)現(xiàn)象也成為了冰箱行業(yè)的共性問(wèn)題。
異味評(píng)價(jià)的研究目前在汽車和家居行業(yè)得到了一定的發(fā)展,主要分為氣味感官等級(jí)評(píng)價(jià)和有害氣體成分分析兩個(gè)方向。各大汽車主機(jī)廠都有專業(yè)的嗅辨員團(tuán)隊(duì),對(duì)汽車部件及整車按照等級(jí)評(píng)價(jià)表進(jìn)行評(píng)價(jià),如大眾、雪鐵龍采用6級(jí)評(píng)價(jià)方法。此外,有害氣體成分分析在汽車領(lǐng)域得到應(yīng)用,其狹義上定義VOC包括苯、甲苯、二甲苯、乙苯、苯乙烯、甲醛、乙醛、丙烯醛8類物質(zhì),并明確規(guī)定了8種物質(zhì)的限值。
本文以市場(chǎng)上6款冰箱為研究對(duì)象,利用氣味評(píng)價(jià)方法對(duì)新冰箱氣味的現(xiàn)狀進(jìn)行摸底,并利用氣相色譜分析手段對(duì)氣味的主要構(gòu)成進(jìn)行了分析,進(jìn)一步確認(rèn)異味源頭。同時(shí),新冰箱材料部件和整機(jī)的氣味改善探究也為后續(xù)研究提供了理論指導(dǎo)。
2、材料方法
2.1 氣味等級(jí)評(píng)價(jià)
氣味評(píng)價(jià)方法是一種基于人的嗅覺(jué)感官和舒適度的主觀評(píng)價(jià)。本文測(cè)評(píng)的冰箱為選自3個(gè)品牌的6款生產(chǎn)期超過(guò)3個(gè)月的新冰箱,測(cè)試員為參考國(guó)標(biāo)GB/T 14675篩選的6名嗅辨員。6名嗅辨員分別模擬用戶打開(kāi)新冰箱的場(chǎng)景,按表1進(jìn)行氣味等級(jí)的評(píng)定,評(píng)定結(jié)果的計(jì)算方式為去掉一個(gè)最高分,去掉一個(gè)最低分后,計(jì)算算術(shù)平均值,取四舍五入后的整數(shù)值作為最終評(píng)定結(jié)果。
2.2 氣體成分分析
新冰箱異味往往由幾十種甚至更多的氣體種類組成,氣體成分分析雖然無(wú)法直接表征氣味等級(jí),但可以幫助我們進(jìn)行氣味來(lái)源的分析,進(jìn)而為品質(zhì)改善提供支持。本文采用的氣體測(cè)試儀器為便攜式氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀,整個(gè)分析過(guò)程包括氣體采集、吸附、解析、GCMS分析,分析判定采用的是半定量法。
3、結(jié)果分析
3.1 新冰箱氣味評(píng)價(jià)
本文選擇的6款機(jī)型氣味評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表2。結(jié)果表明,3個(gè)品牌的6款機(jī)型在首次開(kāi)門體驗(yàn)上氣味強(qiáng)度均是4級(jí)以上(有明顯的氣味,且令人反感),這在一定程度上反映了不少用戶投訴的問(wèn)題。
3.2 新冰箱氣體成分分析
6款機(jī)型的氣體成分分析結(jié)果如表3所示。由表3看出,新冰箱內(nèi)含有的氣體種類有烷烴類、苯類、醛類和酯類。2-甲基丁烷、正戊烷和環(huán)戊烷的含量最高,一般用作發(fā)泡劑,主要來(lái)源于EPS防護(hù)泡沫材料;此外,冰箱用聚氨酯發(fā)泡材料雖然有內(nèi)膽阻隔,但不排除氣體分子通過(guò)拼接處擴(kuò)散,也有可能是來(lái)源之一。乙酸乙酯、苯乙烯、甲苯、乙苯、間二甲苯等成分含量次之,這些物質(zhì)都是重要的有機(jī)化工原料和工業(yè)溶劑,主要來(lái)源于冰箱內(nèi)的塑料部件和膠黏材料[2][3],如HIPS內(nèi)膽、ABS內(nèi)膽、EPS泡沫、TPP膠帶、PE膠帶等。
苯類和醛類往往對(duì)人體有危害,加上其他復(fù)雜的揮發(fā)性成分,不但會(huì)降低消費(fèi)者的喜愛(ài)度,而且會(huì)存在潛在的健康風(fēng)險(xiǎn)[4]。
3.3 材料部件氣味分析
為了進(jìn)一步地了解新冰箱的氣味來(lái)源,本文選擇了一款冰箱進(jìn)行各部件的氣味評(píng)價(jià),具體包括HIPS內(nèi)膽、PP抽屜、TPP膠帶、EPS泡沫、GPPS瓶框和PE膠帶,將部件按整機(jī)容積與使用重量等比例縮小至500mL玻璃瓶,在70℃、2h環(huán)境下激發(fā),由嗅辨員按表1進(jìn)行氣味等級(jí)的評(píng)定,結(jié)果如圖1所示。
圖1 材料部件氣味等級(jí)
由圖1看出,EPS泡沫和HIPS內(nèi)膽是冰箱內(nèi)異味較嚴(yán)重的部件。主要原因是:(1)EPS泡沫和HIPS內(nèi)膽石油產(chǎn)品的衍生材料,有大量的殘余單體、著色劑、增塑劑、溶劑等會(huì)釋放出不同的味道;(2)冰箱HIPS內(nèi)膽在冰箱內(nèi)的使用量較大,且表面積大;(3)EPS泡沫中發(fā)泡劑沸點(diǎn)極低,容易揮發(fā)出氣味分子。PP抽屜和TPP膠帶氣味等級(jí)仍需要進(jìn)一步改善。
4、討論
新冰箱異味很大程度上是由于冰箱材料在長(zhǎng)期存密閉空間中富集而來(lái),在拆除防護(hù)后氣味會(huì)大大降低,隨著通電使用后氣味會(huì)更低甚至消失。然而,這種新冰箱異味會(huì)使得消費(fèi)者初次體驗(yàn)感較差,相關(guān)的改善研究也開(kāi)始受到重視。
4.1 材料部件氣味改善
冰箱內(nèi)塑料件為ABS、HIPS、PP、GPPS等材料,其氣味主要來(lái)自于材料自身成分和多次加工中產(chǎn)生的小分子[5],目前可考慮的改善手段為減少回料添加量、生產(chǎn)中增加抽提來(lái)提取小分子、粒子中增加除味劑或萃取劑、使用低殘單的原材料等。
冰箱內(nèi)使用EPS泡沫較為普遍,為改善異味可采取最直接的方法就是使用低氣味的防護(hù)材料,如紙塑、EPP泡沫、EPE泡沫。通過(guò)改善EPS泡沫件氣味相對(duì)困難,因?yàn)閷?shí)際生產(chǎn)中為保證EPS發(fā)泡成型的效率,發(fā)泡劑種類和含量相對(duì)固定,可考慮的改善手段主要是在熟化和烘干過(guò)程中延長(zhǎng)時(shí)間,增加散味,泡沫在工藝過(guò)程中的發(fā)泡劑變化可參考圖2。
圖2 EPS泡沫在工藝過(guò)程中發(fā)泡劑含量變化
新冰箱內(nèi)的膠帶主要用于固定防護(hù),膠水的氣味主要來(lái)自于溶劑,溶質(zhì)次之。目前可通過(guò)以下4個(gè)方面改善:(1)溶劑種類和配比,增加低氣味無(wú)害溶劑的使用;(2)涂覆基材的影響,開(kāi)孔類基材(如海綿)會(huì)將溶劑吸收進(jìn)去,溶劑將更難揮發(fā)完全,使用閉孔類基材會(huì)明顯改善工藝過(guò)程影響;(3)工藝方法上促進(jìn)溶劑揮發(fā),如加熱、吸附、真空等;(4)使用無(wú)溶劑或水性類膠水能夠從根本上杜絕溶劑。
4.2 整機(jī)氣味改善
整機(jī)氣味的改善除了通過(guò)改善冰箱各組成材料部件的氣味,還可以通過(guò)除味塊吸附、香味遮蓋、觸媒除味等[6][7]。除味塊除味最普遍的就是炭塊除味,其可以有效地吸附氣味分子,但存在吸附飽和和二次污染的風(fēng)險(xiǎn)。香味遮蓋在整機(jī)氣味等級(jí)較低的時(shí)候還是有一定效果,但在氣味等級(jí)較高時(shí)難以遮蓋原有氣味,可能會(huì)帶來(lái)更難聞的混合氣味。觸媒除味對(duì)大分子氣體有一定的吸附分解作用,但對(duì)烷烴類小分子的分解作用有限,凈味效果也大打折扣。
5、結(jié)論
本文以市場(chǎng)上6款新冰箱為研究對(duì)象,通過(guò)氣味評(píng)價(jià)和氣體成分分析,探究了冰箱異味來(lái)源,并探討了材料部件和整機(jī)氣味改善的方法。主要結(jié)論如下:
(1)3個(gè)品牌的6款新冰箱在首次開(kāi)門體驗(yàn)上氣味強(qiáng)度均是4級(jí)以上。
(2)新冰箱內(nèi)含有的氣體種類有烷烴類、苯類、醛類和酯類。2-甲基丁烷、正戊烷和環(huán)戊烷的含量最高,主要來(lái)源于EPS防護(hù)泡沫材料;乙酸乙酯、苯乙烯、甲苯、乙苯、間二甲苯等成分含量次之,主要來(lái)源于冰箱內(nèi)的塑料部件和膠黏材料。
(3)EPS泡沫和HIPS內(nèi)膽是冰箱內(nèi)異味較嚴(yán)重的部件。
(4)新冰箱氣味改善除了可以通過(guò)改善各組成材料部件的氣味,還可以通過(guò)除味塊吸附、香味遮蓋、觸媒除味等整機(jī)除味方法。
本文的研究主要針對(duì)篩選的6款冰箱,可能存在一定的局限性,后續(xù)會(huì)進(jìn)行進(jìn)一步的研究與補(bǔ)充。
本文作者
合肥華凌股份有限公司 劉國(guó)海 沈劍 魯俊 達(dá)令 楊樂(lè)庭 李彬
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來(lái)源:《家電科技》2020年第六期