Prüfung nach VDA 278: Thermodesorptionsanalyse organischer Emissionen zur Charakterisierung nichtmetallischer KFZ-Werkstoffe
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Wir bieten in unserem akkreditierten Labor Prüfungen nach VDA 278 an – schnell, normgerecht und zuverlässig – zur Bewertung des Emissionsverhaltens nichtmetallischer Materialien im Fahrzeuginnenraum (Automotive-Interieur).
Der Automotive-Standard VDA 278
Die VDA 278 ist eine etablierte Empfehlung des Verbandes der Automobilindustrie zur Thermodesorptionsanalyse organischer Emissionen zur Charakterisierung nichtmetallischer Kfz-Werkstoffe.
Ziel der Prüfung ist die qualitative und halbquantitative Charakterisierung von Art und Menge organischer Substanzen, die unter definierten thermischen Bedingungen aus einem Material freigesetzt werden
Bestimmt werden zwei halbquantitative Summenwerte: der VOC-Wert für leicht- bis mittelflüchtige organische Verbindungen und der FOG-Wert für schwerflüchtige bzw. kondensierbare organische Substanzen. Zusätzlich werden Einzelstoffe bestimmt. Damit ermöglicht die VDA 278 sowohl eine summarische als auch stoffbezogene Charakterisierung der Materialemissionen.
Durchführung der Prüfung nach VDA 278
Bei der Thermodesorptionsanalyse werden geringe Materialmengen in einem Desorptionsrohr definiert aufgeheizt. Die emittierten Substanzen werden mit einem Inertgasstrom transportiert und in einer Kühlfalle kryofokussiert. Anschließend werden sie freigesetzt, gaschromatographisch getrennt und massenspektrometrisch detektiert. Die Kombination aus Thermodesorption, Gaschromatographie und Massenspektrometrie (TD-GC-MS) ermöglicht die Bestimmung der Summenwerte und die Identifizierung einzelner Verbindungen.
Die Untersuchung umfasst zwei Analysenschritte:
Analysenschritt | Prüfbedingung | Bewertungsgröße | Charakterisierung |
|---|---|---|---|
VOC-Analyse | 90 °C / 30 min | VOC-Wert | leicht- bis mittelflüchtige organische Verbindungen |
FOG-Analyse | 120 °C / 60 min | FOG-Wert | schwerflüchtige bzw. kondensierbare organische Verbindungen |
Für die VOC-Analyse wird die Probe 30 Minuten bei 90 °C thermisch desorbiert. Der VOC-Wert wird als Doppelbestimmung ermittelt; angegeben wird der höhere Wert. Für die Bestimmung des FOG-Wertes verbleibt die zweite Probe anschließend im Desorptionsrohr und wird 60 Minuten bei 120 °C erwärmt.
VOC- und FOG-Werte
Der VOC-Wert nach VDA278 ist die Summe der leicht- bis mittelflüchtigen Substanzen und wird als Toluoläquivalent berechnet. Erfasst werden Substanzen im Siede- bzw. Elutionsbereich bis n-Pentacosan (C25). Der VOC-Wert bezieht sich ausschließlich auf das Verfahren nach VDA 278 und ist nicht unmittelbar mit VOC-Werten anderer Verfahren vergleichbar.
Der FOG-Wert ist die Summe der schwerflüchtigen Substanzen, die ab einschließlich der Retentionszeit von n-Tetradecan (C14) eluieren. Er wird als n-Hexadecan-Äquivalent berechnet und umfasst Substanzen im Siedebereich der n-Alkane C14 bis C32. Diese können bei Raumtemperatur kondensieren und zum Foggingbeschlag an der Windschutzscheibe beitragen.
Die Werte in µg/g stellen nicht den tatsächlichen Stoffgehalt des Materials dar, sondern die unter den definierten Messbedingungen ausgetriebene und detektierte Stoffmenge bezogen auf die Probeneinwaage
Identifizierung einzelner organischer Verbindungen
Neben den Summenwerten werden einzelne emittierte Substanzen analysiert. Durch die massenspektrometrische Detektion können Signalpeaks anhand ihrer Massenspektren und Retentionsindizes Substanzen zugeordnet werden. Die Prüfung zeigt somit sowohl die Höhe der organischen Emissionen als auch die daran beteiligten Verbindungen.
Kritische Stoffe, insbesondere CMR-Stoffe – krebserzeugende, mutagene oder reproduktionstoxische Substanzen – werden in den im Prüflabor erstellten Verbindungslisten entsprechend gekennzeichnet. Dadurch können relevante Emissionskomponenten gezielt erkannt werden.
Breites Spektrum an Materialien, Materialkombinationen und Bauteilen
Die VDA 278 ist für die Untersuchung organischer Emissionen aus einem breiten Spektrum nichtmetallischer Kfz-Werkstoffe und daraus hergestellter Formteile bzw. Bauteile einsetzbar. Die Norm nennt ausdrücklich Textilien, Teppichböden, Klebstoffe, Dichtmassen, Schaumstoffe, Leder, Kunststoffteile, Folien, Lacke und Materialkombinationen.
Typische untersuchbare Materialien und Materialgruppen sind beispielsweise:
Kunststoffe und Kunststoffteile, Folien sowie Elastomere und Gummi,
Textilien, Bezugsstoffe, Vliese, Teppiche und Teppichböden,
Leder, Kunstleder und beschichtete Textilien,
Schaumstoffe und andere Polster- oder Dämmmaterialien,
Klebstoffe und Klebesysteme, einschließlich Klebebändern,
Dichtmassen und Dichtstoffe,
Lacke, Beschichtungen und funktionale Schichten,
Materialverbunde und Composite sowie
daraus hergestellte Formteile und Bauteile des Fahrzeuginnenraums.
Damit können sowohl Ausgangsmaterialien und Halbzeuge als auch komplexe Materialkombinationen und Komponenten untersucht werden. Bei mehrschichtigen Interieurmaterialien können neben dem Oberflächenmaterial auch Schaum-, Klebstoff-, Beschichtungs- oder Trägerschichten zum Emissionsverhalten beitragen.
Für unterschiedliche Materialien enthält die VDA278 spezifische Vorgaben zu Probeneinwaage und -vorbereitung, unter anderem für Lackfilme und Klebebänder. Dadurch lassen sich auch Materialien untersuchen, die nicht wie kompakte Kunststoffe oder textile Flächenmaterialien direkt in das Thermodesorptionsrohr eingebracht werden können.
Das Verfahren eignet sich sowohl zur Entwicklung und Auswahl einzelner Werkstoffe als auch zur Bewertung von Materialkombinationen, Formteilen und Automotive-Komponenten. Hersteller und Zulieferer nutzen die Ergebnisse für Qualitätssicherung, Materialfreigaben und die Einhaltung von OEM-Vorgaben. Die VDA 278 unterstützt insbesondere die Auswahl emissionsarmer Materialien sowie die Untersuchung von Veränderungen der Materialzusammensetzung, eingesetzter Hilfs- und Prozessstoffe oder des Herstellungsprozesses.
Vergleich von VDA 278 und VDA 277
Mit VDA 278 und VDA 277 stehen zwei etablierte VDA-Verfahren zur Untersuchung organischer Emissionen nichtmetallischer Fahrzeuginnenraum-Werkstoffe zur Verfügung. Beide Prüfungen werden im FILK Prüflabor akkreditiert angeboten, unterscheiden sich jedoch in Prüfprinzip und Informationsgehalt.
Die VDA 277 arbeitet mit statischer Headspace-Gaschromatographie. Eine definierte Materialprobe wird in einem gasdichten Gefäß thermisch belastet. Die in den Gasraum übergehenden flüchtigen organischen Verbindungen werden mittels Headspace-GC-FID analysiert. Wesentliche Bewertungsgröße ist ein Summenwert der organischen Emissionen.
Die VDA 278 basiert dagegen auf Thermodesorption mit anschließender GC-MS-Analyse. Sie unterscheidet zwischen VOC- und FOG-Analysenschritt und ermöglicht damit die getrennte Bewertung leicht- bis mittelflüchtiger und schwerflüchtiger Verbindungen sowie die Identifizierung emittierter Einzelverbindungen.
Merkmal | VDA 277 | VDA 278 |
| Prüfprinzip | statische Headspace-Analyse | Thermodesorption |
| Analysentechnik | Headspace-GC-FID | TD-GC-MS |
| Hauptbewertung | Summenwert organischer Emissionen | VOC- und FOG-Wert |
| Flüchtigkeitsbereich | vorwiegend flüchtige organische Verbindungen | leicht- bis mittelflüchtige und schwerflüchtige Verbindungen |
| Einzelstoffinformation | optional durch ergänzende GC-MS-Auswertung | Bestandteil der GC-MS-Analyse |
| Aussage | summarische Bewertung der VOC-Emission | differenzierte Charakterisierung von VOC, FOG und Einzelverbindungen |
Die VDA 277 eignet sich insbesondere zur summarischen Bewertung flüchtiger organischer Emissionen, während die VDA 278 eine detailliertere Charakterisierung des Emissionsspektrums ermöglicht. Beide Verfahren sind daher nicht austauschbar, sondern liefern unterschiedliche und sich ergänzende Informationen.
VDA 278 und weitere Prüfverfahren für Fahrzeuginnenraummaterialien
Die VDA 278 kann mit weiteren Emissions- und Geruchsprüfungen für Automotive-Interieurmaterialien kombiniert werden. Während sie organische Materialemissionen mittels Thermodesorption und GC-MS charakterisiert, bestimmt beispielsweise die VDA 277 die Gesamtemission flüchtiger organischer Verbindungen mittels Headspace-GC. Die VDA 270 ergänzt diese instrumentellen Verfahren durch die sensorische Bewertung des Geruchsverhaltens von Werkstoffen und Bauteilen.
Auch Fahrzeughersteller setzen eigene Standards zur Bewertung von Emissionen im Fahrzeuginnenraum ein. Dazu gehört beispielsweise die Volkswagen PV 3341 zur Bestimmung der Gesamtemission organischer Verbindungen aus nichtmetallischen Werkstoffen. Sie ist Bestandteil der Anforderungen der VW 50180 zum Emissionsverhalten von Bauteilen, Komponenten, Halbzeugen und Werkstoffen. Für die gezielte Untersuchung der Formaldehydemission steht bei Volkswagen außerdem die Volkswagen PV 3925 zur Verfügung.
Bei Mercedes-Benz fasst die DBL 5430 Anforderungen an Emission und Geruch im Fahrzeuginnenraum zusammen. Die VDA 278 selbst wird darüber hinaus auch im Zusammenhang mit Anforderungen von Mercedes-Benz/Daimler, BMW und Porsche eingesetzt.
Wir bieten mit langjähriger Erfahrung eine breite Palette an Geruchs- und Emissionsprüfungen an.
Hier finden Sie eine Übersicht über unser Prüfangebot an VDA-Prüfungen und -Spezifikationen.
