[发明专利]一种车内非金属材料中VOC散发关键参数的测试方法及装置

说明书

本发明提供了一种车内非金属材料中VOC散发关键参数的测定方法，基于传质散发规律、质量守恒定律和亨利定律，推导出非金属材料中VOC在环境舱密闭阶段的平衡散发模型和直流散发阶段的传质扩散模型，结合实测数据，测定车内非金属材料散发过程的关键参数：初始可散发浓度C₀、分配系数K和扩散系数D_m。测试装置和测定方法基于非金属材料中VOC在不同条件下的传质扩散规律和质量守恒定律，建立了非金属材料中VOC在环境舱密闭情况下的平衡散发模型和直流散发情况下的传质扩散模型，结合实测数据，同时测定车内非金属材料散发过程的关键参数：初始可散发浓度C₀、扩散系数D_m和分配系数K，从而实现建立车内非金属材料VOC预测模型的目的。

技术领域

本发明属于挥发性有机物VOC检测领域，尤其是涉及一种车内非金属材料中VOC散发关键参数的测试方法及装置。

背景技术

根据世界卫生组织(WHO)的定义，VOC(volatile organic compounds)是在常温下，沸点处于50℃至260℃的各种有机化合物。在我国，VOC是指常温下饱和蒸汽压大于70Pa、常压下沸点在260℃以下的有机化合物，或在20℃条件下，蒸汽压大于或者等于10Pa且具有挥发性的全部有机化合物。VOC广泛存在于室内和车内空气中，严重影响着室内和车内的空气质量品质。最常见的室内和车内VOC种类包括甲醛、乙醛、苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯和总挥发性有机物(TVOC)等。研究表明，室内装修装饰材料(隔热板材、地毯、壁纸、人造板材、家具、涂料以及粘合剂等)、乘用车内饰及零部件(座椅、地毯、仪表板以及其它皮革、塑料饰品等)会释放出200多种挥发性有机物(VOC)，并伴随有不愉快的气味。这些VOC气体不仅严重威胁着人们的身心健康，而且影响着人们的生活、工作和学习的质量，其危害日益引起人们的广泛关注。

已有研究表明，车内非金属材料中VOC的散发特性由三个关键参数表征：初始可散发浓度C₀，扩散系数D_m和分配系数K。车内非金属材料VOC的散发速率和浓度实际上是由上述关键参数综合影响的结果。因此，测定上述散发关键参数是研究车内非金属材料VOC散发规律进而预测人体暴露和健康风险的基础。

到目前为止，测定材料VOC散发关键参数的方法主要有两类：其一是利用各关键参数的定义，设计相应的实验系统直接进行测定；其二是利用环境舱散发实验得到的浓度数据结合物理模型导出的解析解，通过非线性拟合的方法获得相关参数。由于根据各关键参数的定义设计相应的实验系统直接进行测定，对实验装置要求较高，检测时间较长(例如，根据分配系数的定义测定地毯、木制家具中甲醛的分配系数时，检测时间大约为1周到半个月)，检测经费较高，因此，这种方法不利于在行业中推广。利用环境舱散发实验得到的浓度数据结合传质扩散模型求解材料中VOC的各关键散发参数的方法，实验装置比较简单，检测周期短，显著降低了检测成本，因此，这种方法在测定材料中VOC的关键散发参数方面具有明显的优势。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种车内非金属材料中VOC散发关键参数的测试方法及装置，测试装置和测定方法基于非金属材料中的VOC在不同条件下的传质扩散规律和质量守恒定律，建立了非金属材料中VOC在环境舱密闭情况下的平衡散发模型和直流散发情况下的传质扩散模型，结合实测数据，同时测定车内非金属材料散发过程的关键参数：初始可散发浓度C₀、扩散系数D_m和分配系数K，从而实现建立车内非金属材料VOC预测模型的目的。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种车内非金属材料中VOC散发关键参数的测定方法，基于传质散发规律、质量守恒定律和亨利定律，推导出非金属材料中VOC在环境舱密闭阶段的平衡散发模型和直流散发阶段的传质扩散模型，结合实测数据，测定车内非金属材料散发过程的关键参数：初始可散发浓度C₀、分配系数K和扩散系数D_m。