干燥器法與環(huán)境艙法對(duì)細(xì)木工板檢測(cè)的對(duì)比

趙瓊慧

（上海閔衡建筑檢測(cè)研究所有限公司 上海 201199）

1 引言

人造板材甲醛釋放量的檢測(cè)在質(zhì)量控制中有著至關(guān)重要的地位，檢測(cè)精度的高低直接對(duì)企業(yè)和廣大業(yè)主有著切身的利益，其檢測(cè)結(jié)果與室內(nèi)空氣質(zhì)量具有很強(qiáng)的可比性。人造板材甲醛釋放量的檢測(cè)主要依據(jù)《人造板及飾面人造板理化性能試驗(yàn)方法》（GB/T17657-2013），《室內(nèi)裝飾裝修材料人造板及其制品中甲醛釋放限量》（GB18580-2001）。隨著GB/T17657-2013的改版，GB18580-2017也將隨后更新，并將于2018.05.01實(shí)施。對(duì)于新標(biāo)準(zhǔn)GB18580-2017的改版，新版與舊版標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比從前言變更條款中得知新版更改篇幅較大，無(wú)論是從檢測(cè)方法、制樣尺寸還是甲醛釋放限量值都作了相應(yīng)的調(diào)整。作為第三方檢測(cè)人員為能順利過(guò)渡到新標(biāo)準(zhǔn)的各項(xiàng)檢測(cè)要求，有必要提前對(duì)新標(biāo)準(zhǔn)中的方法要求作相應(yīng)的對(duì)比試驗(yàn)，找出它們之間的差異性并能建立方法之間的相關(guān)聯(lián)性。

新版GB18580-2017中取消了舊版GB18580-2001對(duì)人造板材的分類、不同人造板材對(duì)應(yīng)不同檢測(cè)方法的分類及各檢測(cè)方法對(duì)應(yīng)的甲醛釋放限量值、判定等級(jí)，從而在新標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)適用的纖維板、刨花板、膠合板、細(xì)木工板、木質(zhì)地板等各類人造板及其制品的甲醛釋放檢測(cè)方法進(jìn)行了統(tǒng)一。規(guī)定試驗(yàn)方法為1m3氣候箱法，甲醛釋放限量值0.124mg/m3，且唯一限量標(biāo)識(shí)為E1。在新標(biāo)準(zhǔn)中有1條注釋：企業(yè)可采用氣體分析法、干燥器法或穿孔萃取法進(jìn)行生產(chǎn)控制，建立其與1m3氣候箱法之間的相關(guān)性，以滿足標(biāo)準(zhǔn)的要求。從注釋中可看出生產(chǎn)企業(yè)與第三方檢測(cè)方之間會(huì)存在因選擇不同檢測(cè)方法而出現(xiàn)結(jié)果差異的可能性。對(duì)于常用的人造板材檢測(cè)方法，它們各有優(yōu)缺點(diǎn)。其中常用的檢測(cè)方法有干燥器法、穿孔萃取法、環(huán)境艙法。干燥器法操作簡(jiǎn)單，測(cè)定時(shí)間較短，適用于樣品的快速測(cè)定，常被用于企業(yè)生產(chǎn)控制；穿孔萃取法操作較為復(fù)雜，測(cè)定時(shí)間長(zhǎng)且方法中使用的甲苯有二次污染環(huán)境的可能性，適用于測(cè)定樣品確切的甲醛含量，反映人造板的實(shí)際甲醛含量，但與實(shí)際生活中板材的使用狀態(tài)差異性較大；環(huán)境艙法所測(cè)環(huán)境最接近人們工作生活環(huán)境的實(shí)際情況，可以直接反映板材的甲醛揮發(fā)情況但是檢測(cè)周期較前兩者都較長(zhǎng)。通過(guò)多年的人造板材檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)積累，此次選擇檢測(cè)中常用的9～11L干燥器法和新標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的1m3氣候箱法做兩組相同批次的細(xì)木工板對(duì)比試驗(yàn)來(lái)分析兩種方法間的差異性和存在的相關(guān)聯(lián)性。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 試件的制備及平衡處理

2.1.1 試件制備

隨機(jī)選取4塊長(zhǎng)500mm×寬500mm×厚18mm同一批次細(xì)木工板，距生產(chǎn)日期已有半年，確保了樣品含水率的穩(wěn)定性。兩塊為一組，實(shí)驗(yàn)分成A組和B組。A組做干燥器法，B組做環(huán)境艙法。

A組的兩份試件制成尺寸為長(zhǎng)150mm×寬50mm×厚18mm的20塊小長(zhǎng)方體，將試件混勻。按照GB17657-2013中第4.59.5.1中對(duì)試件尺寸的要求：受檢試件的總表面積包括側(cè)面、兩端和表面，應(yīng)接近1800cm2。計(jì)算得出每一小塊長(zhǎng)方體的表面積＝2×150mm×50mm+2×50mm×18mm+2×150mm×18mm＝222cm2，推算出A組試件分別取8小塊長(zhǎng)方體為一組，平行試驗(yàn)分成2份為1#、2#，每份試件受檢總表面積為1776cm2，接近規(guī)范中1800cm2的要求。

B組2塊長(zhǎng)500mm×寬500mm×厚18mm，用鋁膠帶將每塊試件的四周側(cè)邊封邊，封邊長(zhǎng)度為1.25m，應(yīng)將鋁膠帶壓實(shí)防翹邊。即滿足了GB17657-2013中4.60.5.3條中每塊試件未封邊長(zhǎng)度l＝0.75m的要求。

2.1.2 試樣平衡

為了客觀地得到兩種方法間的差異性及關(guān)聯(lián)性，將A組和B組試件同時(shí)放進(jìn)溫度為22℃、濕度為55%的潔凈的恒溫恒濕室內(nèi)平衡養(yǎng)護(hù)，經(jīng)測(cè)定恒溫恒濕室的甲醛本底值為0.006mg/m3。試件擺放間距30mm，這樣確保了空氣可以在試件表面自由循環(huán)，平衡放置7d。

A組兩份試件輕敲去除碎屑，然后固定在金屬支架上，試件之間互不遮擋。在干燥器底部中央放入預(yù)先裝有300mL去離子水的結(jié)晶皿，上方放入支撐網(wǎng)，將金屬支架放置在支撐網(wǎng)上。放置在20℃的環(huán)境中采集吸收甲醛釋放量24h，48h，96h待測(cè)。

B組試件從恒溫恒濕室內(nèi)取出后快速的放入環(huán)境艙中，垂直夾住于艙體中心，兩塊板之間間隔25cm，并于放樣后的第2d開始抽取艙內(nèi)甲醛釋放氣，分別用2個(gè)100mL內(nèi)裝有25mL去離子水的吸收瓶，按2L/min的抽氣速度，經(jīng)換算至23℃標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)推算出抽氣時(shí)間為65min，約120L氣體待測(cè)。分別抽取放樣后第2d、3d、4d的甲醛釋放氣做分析。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

3μg/mL甲醛校定溶液的配制：標(biāo)準(zhǔn)樣品（編號(hào)104120）100mg/L取6mL于200mL容量瓶中，用水稀釋定容至刻度，搖勻，按下列各系列配置。

表1 干燥器法標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制

表2 環(huán)境艙法標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制

2.3 甲醛質(zhì)量濃度測(cè)定

A組兩份試件分別從300mL吸收液中吸取25mL至碘量瓶中并加入25mL乙酰丙酮-乙酸銨溶液，放置65℃的水槽中加熱10min，然后取出靜置1h，待測(cè)，觀察溶液顏色。同步用未放試件的去離子水做空白試驗(yàn)。

B組將抽取在吸收瓶?jī)?nèi)的25mL吸收液中吸取10mL至三角瓶中并加入10mL乙酰丙酮和10mL乙酸銨溶液，在60℃的水槽中加熱10min，然后取出靜置1h，待測(cè)，觀察溶液顏色。

用去離子水做空白試驗(yàn)。

2.4 甲醛釋放量計(jì)算

干燥器法是采集吸收液中累計(jì)甲醛釋放量24h、48h、72h的匯總，每天取樣一次。每次快速?gòu)奈找褐形?5mL吸收液做乙酰丙酮顯色分析，并繼續(xù)保持干燥器中吸收甲醛釋放量平衡環(huán)境。數(shù)據(jù)匯總見表3。

表3 干燥器法數(shù)據(jù)匯總

環(huán)境艙法是采集放樣第2d開始的累計(jì)甲醛釋放量，每天上午10：00和下午14：00采集，每次采集按2L/min的流速將兩個(gè)吸收瓶串聯(lián)，采集65min約120L艙內(nèi)空氣體積，然后分別從中吸取10mL吸收液加乙酰丙酮、乙酸銨顯色劑分析，連續(xù)采集分析3d甲醛釋放量。數(shù)據(jù)匯總見表4。

3 結(jié)果與討論

（1）從表1～2繪制的兩條標(biāo)準(zhǔn)曲線看出，兩種方法的標(biāo)準(zhǔn)曲線是存在一定的關(guān)聯(lián)性的，都是由3μg/mL甲醛校定溶液配制的相同標(biāo)準(zhǔn)系列，都采用50mm光程的比色皿在412nm處測(cè)定吸光度。差異點(diǎn)在于干燥器法是分別取各標(biāo)準(zhǔn)系列的25mL用于顯色，環(huán)境艙法是分別取各標(biāo)準(zhǔn)系列的10mL用于顯色。對(duì)照表1～2中各組相同濃度點(diǎn)的吸光度值，干燥器法的吸光度值是環(huán)境艙法吸光度值的1.5～1.6倍，反之環(huán)境艙法的斜率值是干燥器法斜率值的1.6倍。

（2）在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，干燥器法因是在密閉狀態(tài)下采集甲醛釋放量直接于水劑中，對(duì)釋放的甲醛吸收比較穩(wěn)定，甲醛與吸收液發(fā)生聚合反應(yīng)，常溫下不易揮發(fā)。（試驗(yàn)中對(duì)吸取25ml吸收液打開干燥器的瞬間對(duì)試樣實(shí)際甲醛釋放量的影響在此忽略不計(jì)。）甲醛吸收液經(jīng)水浴加熱顯色后，目測(cè)顏色為亮黃色，且逐日分析的吸收液顯色顏色越來(lái)越深，這就證明了甲醛釋放的量是逐日累計(jì)的。從表3中看出甲醛釋放活躍度逐日減弱趨于平衡。

環(huán)境艙法在密閉環(huán)境中進(jìn)行，溫濕度較恒定，干擾因素也較小。雖然環(huán)境艙法的換氣頻率是1次/h，但是從表4中可以看出3d的甲醛釋放量也是呈逐日累計(jì)增長(zhǎng)的趨勢(shì)。甲醛釋放的活躍期是從放樣開始日的48小時(shí)內(nèi)，48h以后逐日趨于動(dòng)態(tài)平衡。吸收液經(jīng)水浴加熱后顯色為淡黃色，對(duì)比干燥器法吸收顯色液顏色略淺。

（3）分別對(duì)干燥器法和環(huán)境艙法3d的甲醛釋放量結(jié)果做趨勢(shì)圖，取每天的平均值做分析，從1圖中看出兩種方法都是呈現(xiàn)甲醛釋放量增漲幅度逐日下降的趨勢(shì)，均往動(dòng)態(tài)平衡方向過(guò)渡。

圖1

根據(jù)GB18580-2017的規(guī)定，環(huán)境艙法甲醛釋放限量為E1≤0.124mg/m3，根據(jù)表4中3d的甲醛釋放量的計(jì)算結(jié)果，取最后四次的甲醛釋放量平均值0.080mg/m3判定B組試樣達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)為E1級(jí)。因GB18580-2017的更新取消了干燥器法9～11L的甲醛釋放限量值，參照舊版標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)此法的甲醛釋放限量的規(guī)定，以放樣24h的甲醛濃度E1≤1.5mg/L，判定A組試樣為E1級(jí)。兩種方法對(duì)板材的等級(jí)定性是相同的。

影響人造板材甲醛釋放量檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性的因素有很多，不僅跟板材本身的不均勻性、制造工藝的優(yōu)劣還與檢測(cè)分析方法的選擇等因素有關(guān)，用不同的方法測(cè)定人造板材中甲醛釋放量與實(shí)驗(yàn)室的溫濕度、樣品的平衡處理時(shí)間、恒溫恒濕室的甲醛本底值等都有密切的關(guān)聯(lián)，GB18580-2017對(duì)實(shí)驗(yàn)條件的精度控制提出了更高的要求，這些影響因素都對(duì)檢測(cè)人員做出了相應(yīng)的鞭策，只有做到對(duì)新標(biāo)準(zhǔn)的熟知度和實(shí)驗(yàn)時(shí)分析的精確度才能讓新標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施的更得心應(yīng)手。人造板材種類繁多，在日常檢測(cè)工作中還需要多多積累經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)，才能更好的找到不同方法間更緊密的關(guān)聯(lián)性。

表4 環(huán)境艙法數(shù)據(jù)匯總

[1]《人造板及飾面人造板理化性能試驗(yàn)方法》（GB/T117657-2013）：96～104.

[2]《室內(nèi)裝飾裝修材料人造板及其制品中甲醛釋放限量》（GB18580-2017）.

[3]陸軍.干燥器法測(cè)定甲醛釋放量的影響因素探討.人造板通信，2004，1.

[4]吳新德，劉劭剛，梁逸曾，等.乙酰丙酮法測(cè)定甲醛反應(yīng)的產(chǎn)物[J].分析化學(xué)簡(jiǎn)報(bào)，2002，30（12）；1463～1465.