以溶劑萃取及後續GC/MS分析法測定VW PV 3055中可去除矽氧烷的含量

以溶劑萃取及後續GC/MS分析法測定VW PV 3055中可去除矽氧烷的含量

由大眾汽車公司製定的標準「VW PV 3055 揮發性矽氧烷含量測定 - 溶劑萃取-氣相層析/質譜聯用分析」描述了一種測定揮發性矽氧烷含量的分析方法,該方法採用溶劑萃取結合氣相層析 (GC)/質譜聯用 (MS) 法測定濃度。最終測量結果為含矽材料中能夠去除氣體的揮發性矽氧烷的總量。此方法適用於早期研發階段的材料對比,但無法對後續使用情境下的實際排放性能做出任何判斷。

以溶劑萃取及後續GC/MS分析法測定VW PV 3055中可去除矽氧烷的含量

當含矽材料用於具有移動電觸點的封閉組件(例如開關和滑動觸點、直流馬達、繼電器、能斯特感測器、光學元件)時,必須考慮揮發性矽氧烷的潛在釋放,以防止電氣故障(例如絕緣層的形成、玻璃化)。

標準中題為「含矽材料的應用領域」的表格列出了潛在的應用領域,如下所示:

  • 密封系統:
  • 連接器
  • 雙組分外殼
  • 墊密封
  • 單絲墊片
  • O 型圈
  • 徑向軸封
  • 成型與原位固化墊片
  • 黏合劑:
  • 用於緊固件或墊圈
  • 分離兩個金屬部件(以防止接觸腐蝕)
  • 導熱材料:
  • 導熱矽脂
  • 導熱墊
  • 矽凝膠:
  • 連接線保護
  • 防止受潮、灰塵、腐蝕及熱機械作用。
  • 灌封系統:
  • 電子元件灌封
  • 防止受潮、灰塵、腐蝕及熱機械作用。
  • 阻尼系統:
  • CD和硬碟機的避震器或軸承。
  • 旋轉阻尼器
  • 塗裝系統:
  • 阻焊層
  • 防潮塗料
  • 潤滑劑:
  • 單絲墊片
  • 潤滑脂
  • 脫模劑/脫模裝置:
  • 在射出成型模具(矽膠模具)中
  • 模具/工具脫模劑
  • 絕緣:
  • 高壓絕緣體
  • 電纜
  • 包裝材料:
  • 原廠零件的塑膠包裝

測試過程中,將待測樣品粉碎並稱重。隨後,在21℃±3℃的條件下,用正庚烷進行24小時振盪萃取。所得萃取液經GC/MS分析,以D5當量測定可萃取矽氧烷的含量。

在汽車產業,確保內裝材料的安全性和品質至關重要,尤其是在揮發性有機化合物(VOCs)方面,因為VOCs會影響車內空氣品質或造成環境排放。作為全球領先的汽車製造商,大眾汽車集團(VW)制定了嚴格的測試標準來規範材料成分。其中一項標準是VW PV 3055標準。此標準旨在測定汽車零件中可萃取矽氧烷(一種有機矽化合物,因其潤滑、防水和柔韌性等特性而被廣泛應用於聚合物、橡膠和塗料)的含量。

矽氧烷,尤其是其環狀變體,例如八甲基環四矽氧烷 (D4)、十甲基環五矽氧烷 (D5) 和十二甲基環六矽氧烷 (D6),常見於矽橡膠和塑膠等材料。雖然從性能角度來看,它們具有優勢,但其易萃取性會導致氣體排放,造成潛在的健康危害(例如呼吸道刺激),並受到歐盟 REACH(化學品註冊、評估、授權和限制)等法規的監管。 VW PV 3055 標準透過提供一種標準化的方法來測量和限制這些化合物,並確保供應商和製造商符合標準,從而解決了這個問題。

矽氧烷是由重複的矽氧烷單元組成的聚合物,這些單元含有有機側基(通常為甲基),因此具有很高的穩定性和惰性。它們被用於汽車密封件、粘合劑、紡織品和內飾面料中,以提高耐用性和舒適性。然而,低分子量矽氧烷會從材料中遷移到車廂空氣中(成為特定物質),尤其是在高溫或高濕環境下,導致揮發性有機化合物(VOC)的排放。

環狀矽氧烷D4、D5和D6因其持久性、生物累積性和毒性,受到REACH法規的限制。大眾PV 3055標準符合此要求,它針對的是可使用溶劑浸出的可萃取矽氧烷,而非總含量,從而模擬實際暴露情況。

可萃取矽氧烷是一個令人擔憂的問題,尤其是在電動車中,電池相關聚合物中的可萃取矽氧烷含量可能更高,以及在空氣品質要求嚴格的地區,例如歐盟的 Euro 6 排放標準。

VW PV 3055 標準的主要目標是評估用於車輛內外表面的非金屬材料中矽氧烷的可去除性。它確保排放量不會超過可能影響乘客健康或車輛性能的閾值。此標準的範圍如下:

  • 材料:聚合物(例如聚烯烴、聚氨酯)、彈性體、黏合劑和紡織品。
  • 組件:儀表板元件、座椅、密封件和電纜絕緣層。
  • 例外:提取量微不足道的金屬部件,或完全固化的複合材料。

該標準規定了總可萃取矽氧烷的限量,通常為 5–10 mg/kg,具體數值取決於組件,但具體數值為專有信息,且因材料類型而異。大眾汽車供應商必須遵守此標準,並且通常在材料鑑定和生產檢驗過程中需要進行測試。

VW PV 3055 標準採用溶劑萃取結合層析分析的方法,這是揮發性和半揮發性化合物的常用分析方法。該方法與 EPA 方法 8260 或 ASTM D6883 等已建立的方案類似,並已針對矽氧烷進行了調整。

簡而言之,該標準透過測量可去除的矽氧烷來保護乘客健康,並支持大眾汽車的永續發展目標。

多年來,憑藉我們經驗豐富的專業團隊,我們始終專注於客戶需求,提供先進的檢測服務,並協助客戶建立、實施和改進管理系統。在此架構下,我們也根據「VW PV 3055 可萃取矽氧烷含量測定法-溶劑萃取及後續GC/MS分析」標準,為企業提供檢測服務。

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