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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

參考文獻(xiàn)

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來(lái)源：《家電科技》2020年第六期