浅析干燥器法测定人造板游离甲醛释.doc

课程论文浅析干燥器法测定人造板游离甲醛释放量及国标检测缺陷分析Discussions on Testing of Formaldehyde Relase in the Wood-based Panel with Desiccator and Defects Analysis from National Standard Determination Method姓 名： 段 晓 华 学 号： 0836270106 专 业：木材科学与工程2008级 课程名称： 人造板检测技术 导 师： 唐 老 师 2011-6-12- 0 - 人造板检测技术论文浅析干燥器法测定人造板游离甲醛释放量及国标检测缺陷分析广西大学林学院 段晓华摘 要：本文论述人造板甲醛释放来源和国家标准规定的干燥器法测定游离甲醛释放量的方法。并就国标规定的干燥器法提出该检测方法在实施过程中的缺陷。关键词：干燥器 游离甲醛 人造板 装修装饰Discussions on Testing of Formaldehyde Relase in the Wood-based Panel with Desiccator and Defects Analysis from National Standard Determination Method人造板是指包括胶合板、中/高密度纤维板和刨花板在内的以木材或其他非木材植物为原料，经一定机械加工分离成各种单元材料后，施加或不施加胶粘剂和其他添加剂胶合而成的板材或模压制品。随着我国国民经济的快速发展和居民生活水平的日益提高，市场对人造板材的需求量越来越大，其产品质量和环保指标备受广大消费者的关注。2001年12月，国家质检总局发布了人造板强制性国家标准室内装饰材料人造板及其制品中甲醛释放限量（GB 18580-2001）。该标准规定，人造板甲醛释放量为 9mg/100g，或 1.5mg/L的E1级标准的人造板可直接用于室内装饰，而必须饰面后允许用于室内环境的E2级标准为 30mg/100g或 5mg/L。就目前的生产技术而言，人造板企业还不能完全抛开甲醛，人造板甲醛释放的问题一直是困扰人造板企业和消费者的大问题。1. 人造板产品甲醛释放量影响因素1.1 胶粘剂自身甲醛释放目前人造板生产中大量使用脲醛、酚醛和三聚氰胺甲醛树脂作为胶粘剂，他们在制造和胶合过程中会大量释放书游离甲醛，严重污染环境。在树脂不完全反应时，一部分甲醛以游离状存在于树脂中，在后续加工或使用过程中散发出来。1.2 木材原料自身影响 人造板在加工生产过程中要经历一系列的物理、化学过程。木材原料在一定条件下会发生化学变化释放出甲醛，不同树种的木材化学成分不同。人造板的原料为木材，在人造板加工生产过程中，对木材进行剖解、分离及干燥的一系列过程中，木材内的化学成分发生反应释放出甲醛。1.3 生产工艺的影响胶粘剂的配方和生产工艺的不同，以及人造板加工生产的工艺的不同，人造板产品的游离甲醛释放量也不同。施胶后含水率、胶粘剂用量、固化剂用量、热压温度和时间等工艺环节均会直接或间接影响人造板产品的甲醛释放量。原料板柸含水率与甲醛释放量成正比。热压温度升高或时间延长都会使甲醛释放量降低，但是增加了生产成本。因此，寻求性价比高、甲醛释放量低的优异配方和生产工艺具有重要意义。1.4 产品堆放和使用环境的影响 实践表明，产品堆放采用冷却后堆放比未经冷却直接堆放甲醛释放量降低44%。堆放场地的温度、湿度、酸碱风化及日照等环境条件都会使板内固化的树脂发生降解而释放甲醛。同样的，人造板产品在使用过程中也会受这些因素的影响。2. 干燥器法测定人造板游离甲醛释放量 国家推荐性标准 GB/T 18580-2001 室内装饰装修材料人造板及其制品中甲醛释放限量规定胶合板、装饰单板、细木工板及各种饰面人造板均采用干燥器法。国家推荐性标准 GB/T 17657-1999 人造板及饰面人造板理化性能试验方法规定干燥器法测定人造板甲醛释放量分为两个步骤进行，一是收集甲醛，在干燥器底部放置盛有蒸馏水的结晶皿，在其上方固定的金属架上放置试件，释放出的甲醛被蒸馏水吸收，作为试样溶液。二是测定甲醛浓度，用分光光度计测定试样溶液的吸光度，由预先绘制的标准曲线测定计算甲醛的浓度。同时用蒸馏水代替萃取液做空白试验，确定空白值Ab。此方法操作简单，检测周期相对较短，目前普遍用于人造板甲醛释放量检测中。3. 干燥器法检测结果影响因素干燥器法是所有检测甲醛释放量的方法中比较简洁的一种，但是在实际检测工作中还存在很多影响因素，影响检测结果。3.1 板材自身的不均匀性对检测结果的影响人造板加工生产过程中不可避免的出现涂胶不均匀、热压时板材各处温度和压力不一致等造成同一张板各处性能不一致，进而造成不同部位甲醛释放量水平的差异。3.2 温、湿度对检测结果的影响 实验表明，随收集温度的升高，收集液显色后的吸光度值逐渐升高。对于脲醛树脂胶粘剂而言，温度30以上时，会引起固化后的脲醛树脂分解而释放出甲醛，并且随温度上升，分解力度加剧。此外，高湿度也会促使甲醛从众多污染物中释放出来。因为甲醛的聚合物在湿度高的环境中会逐步水解，水解过程中会释放大量甲醛，高温高湿条件下，木材半纤维素也会分解出甲醛。3.3 显色时间和放置时间对检测结果的影响按照标准规定，试件在干燥器内放置24h后，应将待测液移至三角烧瓶中，并加入乙酰丙酮和乙酸铵溶液，在（402）水浴中显色，测定显色液的吸光度。经过多次测定结果表明，15min后吸光度值相对稳定，随着时间的延长不再变化。因此，显色反应应控制在15min左右。同时，吸光度值随放置时间的增加而降低。由此控制好室温下放置时间十分重要，尤其重要，甲醛标准溶液中的显色反应时间与样品收集液的显色时间及室温下放置时间是一致的，标准上规定约1h，实际上40min左右即可。3.4 样品在实验室存放时间对检测结果的影响 样品应用乙烯树脂袋进行独立密封包装，避免干扰。且样品随放置天数的增加，收集液显色后的吸光度值逐渐减少并趋于平衡，由此可见放置时间对甲醛影响较大，一般放置3-4天后板材表面甲醛得到充分释放，分析结果也趋于稳定。3.5 其他因素对检测结果的影响 除上述因素外，检测室的环境，检测人员的操作，以及检测过程所用仪器设备的精度等在一定程度上均会影响检测结果。由于气候变化，会对检测室环境造成影响。在校准绘制标准曲线时，对药品的滴定精度高，容易对试验结果造成影响。此外，个人操作习惯不同，在使用分光光度计时，仪器预热时间的长短，使用比色皿时，注意对其护理和清洁等习惯均会对试验结果产生影响。4. 国标中干燥器法检测的缺陷干燥器法是游离甲醛释放量检测的所有方法中，比较简单易行的方法，此法操作简单，试验周期较短，实用性强。然而在长期的试验过程中，我们也发现国家标准的规定在实际操作中存在一定的缺陷，在一定程度上对检测结果造成影响。4.1 国标中规定干燥器法测定游离甲醛释放量的时间尺寸为l=150mm2 mm宽b= 50mm1mm，对试件的制作要求却未作阐述。试件的长应该在顺纹方向上还是横纹上会引发分歧。此外，在人造板制品加工生产过程中，由于诸多不可避免因素的影响，会是板材结构不均匀，不同部位的甲醛含量不同，在锯制甲醛含量检测的试件时，是否应该在不同部位分别取样，国标中亦没有做详细规定。同样的，取样应该在板材生产多少天进行取样，取样后应放置多长时间再进行检测等问题均没有提及。4.2 实验室的检测环境是理想的生活环境，而人造板制品在实际使用时，其环境远比实验室要严峻。根据前面论述的环境对甲醛释放量的影响而言，实际使用过程中，人造板制品的甲醛释放量要远远高于检测所得的结果。不同胶种压制的人造板受环境影响，甲醛释放量各不相同，脲醛树脂胶在30的环境中，固化后的脲醛树脂就会分解释放甲醛。而甲醛释放量的检测是在20的条件下进行的。因此，是否应该根据使用环境和胶种的不同，对甲醛释放量制定相应的系数，在不同的环境中，以实验室检测结果乘以相应的系数作为实际释放标准。4.3 甲醛释放量的高低会随检测时间的不同，产生很大的变化。刚出热压机的人造板立即测定，甲醛释放量一定很大。在人造板的存放过程中，从生产加工到销售再到客户手中，甲醛释放量会不断衰减并逐渐趋于稳定。在人造板使用过程中，几个月甚至几年内，游离甲醛仍在挥发释放。不同种类的人造板，存放时间长短不同，其甲醛释放量也不同，而对消费者造成实际危害的是最终产品在使用过程中产生的甲醛。检测的目的也是确定人造板产品在使用过程中不断释放出的甲醛会对消费者造成伤害与否。因此，在检测时，应该检测哪一个阶段的甲醛释放量最为合理，是三个月、半年还是一年、或者更久？对此国标并未有相关规定。4.4 对甲醛释放量检测过程中所用到的移液管、干燥器、结晶皿等的使用规格没有详细的规定，因此，在检测过程中就可能出现因为使用不合格的仪器，因某些仪器本身有甲醛释放，造成检测结果偏高。4.5 对检测过程中所使用的试验试剂的指标参数没有明确规定，导致使用不同化工企业生产的药品测量结果差异大，甚至涉及到判定产品合格与否。4.6 国标并没有对检测室的空气指标、通风顺气等环境条件有明确规定。因检测室经常做甲醛释放量检测试验，空气中的甲醛含量可能超标，如不经常通风排气，在进行检测试验时可能导致检测结果偏高。参考文献：1 司琳琳等.国内外人造板甲醛释放量检测标准对比.林产机械与木工设备，2010,38（8）：48-512 廖可军.人造板甲醛释放量检测及影响因素探讨.贵州林业科技，2006,34（2）：38-39,583 吴路明.人造板甲醛释放量检测影响因素分析.江苏环境科技，2006,19（2）：108-109,1144 刘卓钦等.人造板甲醛分光光度检测法的比较与半定量快速检测.科学技术与工程，2010,10（16）：3954-39575 邰文峰等.正确检测人造板中游离甲醛释放量.林产工业，2009,36（5）：64-656 和育英.人造板甲醛成因及检测方法.中国科技博览，2009（28）7 王维新.讲解国家制定的人造板标准分析人造板市场及人造板检