24 × 7 الخدمة عبر الإنترنت : +86 13950095727

#البريد الإلكتروني
  • شارك :

  • facebook
  • y
  • t
  • instagram
  • in
مدونة
الروائح الداخلية للسيارات: تحدي لا مفر منه لمهندسي المواد 2025-07-10


رائحة إنها تجربة حسية ومقياس متصور للجودة.


في المساحة الضيقة لكابينة السيارة، لا تشكل "رائحة السيارة الجديدة" الناتجة عن المواد البلاستيكية رمزًا للرفاهية، بل إنها غالبًا ما تصبح مصدرًا رئيسيًا لشكاوى المستهلكين.


هذه المقالة، المستندة إلى الممارسات الهندسية، تستكشف بشكل منهجي مصادر الرائحة وآلياتها وطرق تحليلها واستراتيجياتها القابلة للتحكم. وتهدف إلى دعم مهندسي المواد في تقليل مخاطر الروائح من المصدر أثناء تصميم مواد التصميم الداخلي للسيارات .



من أين تأتي الرائحة الموجودة في البلاستيك؟
توجد الجزيئات ذات الرائحة الكريهة في المواد البلاستيكية بشكل أساسي في شكل مركبات عضوية متطايرة (VOCs)، والتي يتم إطلاقها في الهواء من خلال ثلاث آليات رئيسية :

1. الانتشار: تنتقل الجزيئات الصغيرة والمونومرات غير المتفاعلة من داخل المادة إلى سطحها. تتبع المركبات العضوية المتطايرة في البلاستيك قانون فيك الثاني للانتشار.
على سبيل المثال، في البولي بروبيلين (PP)، يبلغ معامل انتشار الألدهيدات حوالي 10⁻⁹ سم²/ثانية. عند درجة حرارة 23 درجة مئوية، قد يستغرق الأمر ما يصل إلى 48 ساعة للوصول إلى تركيز سطح التوازن. ومع ذلك، عندما ترتفع درجة الحرارة إلى 60 درجة مئوية - وهي درجة حرارة مماثلة لدرجات حرارة الأكواخ الصيفية - يمكن أن يزداد معدل الانتشار بمقدار 3 إلى 5 مرات.

2. الامتزاز: يتم إطلاق جزيئات المركبات العضوية المتطايرة الممتصة على سطح المادة في الهواء المحيط.

3. الهجرة: يمكن أن تنتقل المركبات العضوية المتطايرة أيضًا من المواد المضافة مثل الملدنات أو زيوت التشحيم أو المذيبات المتبقية.



كيف يعمل الأنف البشري: من الجزيئات إلى الدماغ



عندما تدخل الجزيئات المتطايرة المنبعثة من البلاستيك - مثل النونانال والديكانال - إلى التجويف الأنفي، تبدأ عملية تمييز دقيقة للغاية على المستوى المجهري. داخل الظهارة الشمية (حوالي 5 سم²)، يتوزع حوالي 350 نوعًا من بروتينات مستقبلات الشم بكثافة. تعمل هذه المستقبلات كأقفال جزيئية، حيث يتعرف كل منها على "مفاتيح" رائحة معينة.

لنأخذ مركب (E)-2-nonenal كمثال: يرتبط هيكل سلسلة الهيدروكربونات الخاص به بمستقبل الشم OR51E2 بطاقة ارتباط -8.7 كيلو كالوري/مول. يُحفّز هذا التفاعل فتح قنوات أيونية، مُولّدًا إشارات كهربائية. يتبع انتقال الإشارات الشمية نموذج "القفل والمفتاح": فبمجرد ارتباط المادة العطرية بمستقبل مرتبط بالبروتين ج (GPCR) على الأهداب، تُنشّط مسار الناقل الثاني cAMP، مما يؤدي إلى إزالة استقطاب غشاء الخلية. تنتقل الإشارة الناتجة عبر ألياف العصب الشمي إلى البصلة الشمية، حيث تُعالجها الخلايا التاجية والخلايا المبطنة وتُرسلها إلى القشرة المخية.

يعبر كل عصبون حسي شمي عن نوع واحد فقط من المستقبلات، ومع ذلك، من خلال الترميز التوافقي، يستطيع النظام تمييز عشرات الآلاف من الروائح المختلفة. على سبيل المثال، قد يُنشّط مزيج من الألدهيدات المنبعثة من البولي بروبيلين (PP) تركيبات مستقبلات مثل OR1A2 وOR2J3.

تُوفر آلية التعرّف البيولوجي هذه معيارًا لتقييم روائح المواد. على سبيل المثال، عندما يتجاوز تركيز مادة DEHP المنبعثة من الجلد الصناعي المصنوع من مادة PVC 2200 ميكروغرام/متر مكعب، ترتبط جزيئاتها بمستقبلات OR3A4 وتُثير إدراكًا لرائحة نفاذة - وهو تحديدًا ما يسعى مصممو الديكور الداخلي للسيارات إلى تجنبه.

من خلال فهم آليات التفاعل بين الجزيئات والمستقبلات وراء حاسة الشم لدى الإنسان، يمكن لمهندسي المواد إجراء هندسة عكسية لتركيبات منخفضة الرائحة استنادًا إلى "خريطة الإدراك الشمي لدى الإنسان".



الروائح النموذجية ومصادرها في أنواع البلاستيك المختلفة


نوع البوليمر وصف الرائحة النموذجية

المصدر الرئيسي/ مادة

أو آلية

ملاحظات إضافية
البولي إيثيلين (PE)
شمعي، زيتي، تهيج خفيف
تحلل مضادات الأكسدة (على سبيل المثال، BHT → الفينولات)، الانقسام التأكسدي (الألدهيدات)
تصبح الرائحة أكثر وضوحًا عند درجات حرارة المعالجة الأعلى
البولي بروبيلين (PP)
رائحة زيتية خفيفة وحلوة قليلاً
منتجات الأكسدة (الألدهيدات الألكيلية، الكيتونات)، بقايا مضادات الأكسدة
عادة ما تكون الرائحة خفيفة، وقد تزداد سوءًا بعد التعديل
البوليسترين (PS)
حلو، عطري، تهيج قوي
مونومر ستايرين متبقي، منتجات التحلل (التولوين، إيثيل بنزين)
HIPS (PS المعدل بالمطاط) له رائحة أكثر تعقيدًا
أكريلونيتريل بوتادين ستايرين (ABS)
لاذع، حار، حمضي قليلا
بقايا أكريلونيتريل، ستايرين، بوتادين مؤكسد، مستحلبات
يؤدي التدهور الحراري الشديد إلى زيادة شدة الرائحة
بولي فينيل كلوريد (PVC)
رائحة تشبه الحبر، ورائحة بلاستيكية، ومزعجة
الملدنات (على سبيل المثال، الفثالات)، تحلل المثبتات، حمض الهيدروكلوريك
ضعف الاستقرار الحراري؛ تصبح الرائحة أقوى بعد التحلل
البولي يوريثين (PU)
تهيج قوي يشبه السمك، يشبه الأمين
الإيزوسيانات المتبقية، منتجات التحلل المائي (الأمينات)
يمكن أن تساعد الإيزوسيانات المغلفة في تقليل الرائحة
بولي أميد (PA6/PA66)
رائحة محمصة تشبه الأمونيا
أمينات نهاية السلسلة، الأكسدة، التحلل الحراري (على سبيل المثال، الكابرولاكتام)
قد يؤدي التحلل المائي بعد امتصاص الرطوبة أيضًا إلى ظهور رائحة
البوليستر (PET/PBT)
رائحة حرق خفيفة، حمضية
منتجات التحلل (حمض البنزويك، حمض الفثاليك)، المذيبات المتبقية
تميل عملية حقن القالب ذات درجة الحرارة العالية إلى إطلاق رائحة أقوى
البولي كربونات (PC)
مر، فينولي، لاذع قليلاً
بقايا BPA، تحلل الكربونات (القائم على الفينول)
يمكن لمضادات الأكسدة المغلفة أن تساعد في تقليل الرائحة
بولي ميثيل ميثاكريلات (PMMA)
مزعج قليلاً، يشبه الإستر، مقبول
MMA المتبقي، التحلل الحراري (الإسترات الصغيرة)
مادة PMMA عالية النقاء عديمة الرائحة تقريبًا
بولي أوكسي ميثيلين (POM)
غازات مزعجة وغير سارة
الفورمالديهايد، المواد المتطايرة من نوع الأسيتال
الرائحة المنبعثة بشكل رئيسي أثناء عملية حقن القالب بدرجة حرارة عالية
البوليمرات الفلورية (على سبيل المثال، PTFE)
عديم الرائحة تقريبًا، مع نكهة شمعية خفيفة
لا توجد انبعاثات مركبات عضوية متطايرة تقريبًا
رائحة منخفضة جدًا، مناسبة للتطبيقات الداخلية عالية المستوى


آليات تكوين الرائحة
لا تظهر رائحة المواد البلاستيكية من العدم، بل يتم توليدها تدريجيًا أثناء المعالجة والتخزين والاستخدام .

وتشمل الآليات الرئيسية ما يلي:

1. التدهور الحراري: تؤدي درجات حرارة المعالجة العالية إلى انقسام السلسلة الجزيئية، مما يؤدي إلى تكوين مركبات ذات رائحة منخفضة الوزن الجزيئي (على سبيل المثال، الألدهيدات).


البوليمر منتجات التحلل الحراري
بولي أميد 66 (PA66)
سيكلوبنتانون، بيريدين، إيميد حلقي، أميدات، أحماض كربوكسيلية، كابرولاكتام
البولي إيثيلين (PE)
الكيتونات، الأحماض الكربوكسيلية، الفورانونات، أحماض الكيتو
بولي (أكسيد الإيثيلين - أكسيد البروبيلين - أكسيد الإيثيلين)
إسترات الفورمات، إسترات الأسيتات، الأحماض الكربوكسيلية، الألدهيدات
بولي (L-لاكتيد) (PLLA)
اللاكتيد، حمض اللاكتيك، حمض اللاكتيك اللاكتويل
بولي ميثيل ميثاكريلات (PMMA)
مونومر ميثاكريلات الميثيل
مطاط السيليكون (بولي سيلوكسان)
الأوليغومرات الحلقية
البوليسترين (PS)
ستايرين، ستايرين-أكريلونيتريل، تيرت-بوتيل بنزين، ألفا-ميثيل ستايرين، بي إتش تي (بيوتيل هيدروكسي تولوين)
مطاط البوليسلفيد
1،3،6،7-ديوكسيديثيبان، منتجات التحلل الدوري الأخرى


2. التحلل التأكسدي: تنتج مضادات الأكسدة أو أكسدة البوليمر روائح كريهة (على سبيل المثال، منتجات أكسدة BHT).
البولي أميد (PA66): يؤدي التحلل التأكسدي الحراري إلى توليد مركبات السيكلوبنتانون مثل 2-إيثيل سيكلوبنتانون، والتي يمكن أن تصل إلى تركيزات تصل إلى 0.3 ميكروجرام/جرام بعد الشيخوخة عند 100 درجة مئوية لمدة 300 ساعة، مما يسبب رائحة "طبية".

3. الشيخوخة الضوئية: يؤدي الإشعاع فوق البنفسجي إلى انقسام سلسلة البوليمر، مما يؤدي إلى إطلاق غازات جزيئية صغيرة.

4. معالجة المخلفات: المحفزات أو المذيبات المتبقية التي لم يتم إزالتها بالكامل.
البولي يوريثين (PU): تتمتع المحفزات الأمينية مثل ثلاثي إيثيل أمين بعتبة رائحة منخفضة للغاية (0.67 ميكروجرام/م³) وهي السبب الرئيسي للرائحة السمكية المميزة لرغوة البولي يوريثين.



كيف آنا ليز روائح البلاستيك؟

ج طرق شائعة لاختبار وتقييم البلاستيك ا دورس يشمل:


طريقة الاختبار
المبدأ الأساسي
نتائج الإخراج
التطبيقات
اختبار الشم الحسي
يقوم الموظفون بشم العينات وتقييمها عن طريق الأنف
مقياس شدة الرائحة (على سبيل المثال، مقياس من 1 إلى 6)
فحص المواد الأولية، والمرجع الحسي للمستخدم النهائي
اختبار VDA 270 القياسي
تم تسخين العينة تحت درجة حرارة ثابتة لإطلاق الرائحة، ثم تم استنشاقها
تصنيف الرائحة (المقياس الألماني)
اختبار رائحة المواد الداخلية للسيارات
كروماتوغرافيا الغاز الفراغي-مطياف الكتلة (GC-MS)
غازات الفراغ الرأسي التي تم جمعها وفصلها بالكروماتوغرافيا؛ مطيافية الكتلة للتعريف والقياس الكمي
أنواع وتركيزات المركبات العضوية المتطايرة (ميكروغرام/م³)
التعرف الدقيق على مصادر الرائحة
TD-GC-MS (الامتصاص الحراري GC-MS)
عينة من الغازات المنبعثة التي تم جمعها على أنابيب ماصة، تم امتصاصها حرارياً في GC-MS
ملفات تعريف مكونات الغاز ومنحنيات التركيز
اختبار انبعاثات المواد على المدى الطويل، وتحليل مستوى التتبع
اختبار الغرفة (اختبار غرفة الانبعاث)
تم وضع العينة في حجرة مغلقة عند درجة حرارة ثابتة للكشف عن انبعاث المركبات العضوية المتطايرة (TVOC)
مستويات المركبات العضوية المتطايرة الكلية (TVOC)
تصنيف الرائحة للمركبة بأكملها أو أجزائها
مجموعة مستشعرات الغاز (الأنف الإلكتروني)
تحاكي أجهزة استشعار متعددة الأعصاب الشمية البشرية للكشف عن الروائح ورسم خرائطها رقميًا
ملف تعريف الرائحة الرقمي والتعرف على الأنماط
فحص سريع، ومراقبة جودة الروائح من خلال عملية آلية
قياس حاسة الشم الديناميكي
تم تخفيف عينات الرائحة وتقديمها إلى أعضاء اللجنة البشرية لتحديد عتبة الكشف وإحصائيات الشدة
عتبة اكتشاف الرائحة، مؤشر الشدة
التحكم في الروائح الحضرية، وتحليل مصدر الروائح الصناعية، واختيار المواد



كيف يمكن للمهندسين التحكم في الرائحة عند المصدر؟
إن التحكم في الرائحة في مرحلة اختيار المواد هي الاستراتيجية الأكثر فعالية من حيث التكلفة والأكثر تأثيرًا.

ومن التوصيات المقترحة ما يلي:


نوع الطريقة
تقنية/طريقة محددة
المبدأ/الآلية
السيناريوهات القابلة للتطبيق
التحكم في مصدر المواد
استخدام المواد الخام عالية النقاء وتحسين عملية البلمرة تقليل الجزيئات المتبقية والمذيبات والشوائب
شراء المواد الخام وتطوير تركيبة المواد في المرحلة المبكرة
استخدم إضافات ذات رائحة منخفضة (على سبيل المثال، مضادات الأكسدة البوليمرية)
تعزيز مقاومة الهجرة والتدهور التأكسدي البلاستيك الهندسي، والديكورات الداخلية للسيارات والأجهزة المنزلية
شراء المواد الخام وتطوير تركيبة المواد في المرحلة المبكرة
تحسين الصياغة
إضافة المواد الماصة (مثل الكربون النشط والزيوليت) التقاط الغازات المنبعثة
أنظمة مزج البلاستيك والمواد المركبة
أضف مزيلات العرق (على سبيل المثال، السيكلوديكسترين)
تضمين/تعقيد جزيئات الرائحة لتقليل التقلب
مواد التغليف، وأفلام التعبئة والتغليف، والبلاستيك المنزلي، وما إلى ذلك.
أنظمة مزج البلاستيك والمواد المركبة
تحسين المعالجة
تطبيق إزالة الغازات بالتفريغ، والبثق الثانوي، والتهوية القصية
خفض درجة حرارة/وقت المعالجة وتعزيز إطلاق المواد ذات الوزن الجزيئي المنخفض
إنتاج مقاطع البثق/الحقن والبلاستيك الهندسي
تنظيف المعدات ومنع التلوث المتبادل
إزالة "مصادر الروائح الخارجية" المتبقية
سيناريوهات معالجة خطوط مختلطة متعددة المواد إنتاج مقاطع البثق/الحقن والبلاستيك الهندسي
تقنيات ما بعد العلاج
استخدم المعالجة الحرارية (الشيخوخة)، والأكسدة الضوئية، والتعرض للأشعة فوق البنفسجية
تعزيز الإطلاق المبكر أو تحلل الجزيئات الصغيرة المتبقية أجزاء داخلية للسيارات، وألواح مركبة، ومنتجات شبيهة بالجلد
معالجة السطح (على سبيل المثال، البلازما، الطلاء)
تعديل سلوك الانبعاث والامتصاص السطحي
الأجزاء المطلية والأسطح الزخرفية المزخرفة
أجزاء داخلية للسيارات، وألواح مركبة، ومنتجات شبيهة بالجلد
التصميم الهيكلي
تحسين سمك المادة والبنية الهندسية
خفض معدل الانبعاثات لكل وحدة مساحة
الأغطية الإلكترونية ولوحات التحكم المركزية للسيارات والمناطق الأخرى التي تتطلب اختبار الشم عن قرب



ثورة الاختيار من "التجربة الشمية" إلى "التصميم الجزيئي"
إن تقليل رائحة التصميمات الداخلية للسيارات لا يقتصر على مجرد تحسين الحواس، بل يتضمن نهجًا هندسيًا منهجيًا يشمل كيمياء البوليمر، وحركية نقل الكتلة، والكيمياء التحليلية.


بالنسبة لمهندسي اختيار المواد، من الضروري تحديد الارتباط بين "الهيكل - الأداء - الرائحة":
عندما تزداد انتظام السلسلة الجزيئية لـ PP بمقدار 15% ، يمكن تقليل إطلاق الألدهيدات عن طريق 38% ؛
عندما يرتفع الوزن الجزيئي لمُلينات البولي فينيل كلوريد من من 300 دالتون إلى 500 دالتون ، ينخفض معدل الهجرة بمقدار 60% .


إن منطق التصميم على المستوى الجزيئي هو المفتاح لكسر عنق الزجاجة التكنولوجي للمواد منخفضة الرائحة.




النشرة الإخبارية

-- الحصول على التحديثات مع أحدث المواضيع

حقوق النشر © 2015-2025 Xiamen LFT composite plastic Co.,ltd..كل الحقوق محفوظة.

الصفحة الرئيسية

منتجات

 أخبار

اتصل