人造板甲醛釋放量檢測方法的分析

孟凡超，胡朋舉，張珺穜，白靜一

人造板甲醛釋放量檢測方法的分析

孟凡超，胡朋舉，張珺穜，白靜一

（國家環(huán)保產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心，河北 石家莊 050000）

人造板材中甲醛的釋放嚴重影響著人體健康，因此研究板材甲醛釋放的檢測方法可以減少室內(nèi)污染、保障人體健康。系統(tǒng)地介紹了人造板甲醛釋放量檢測的幾種常用方法，分析了影響檢測結(jié)果的主要因素，對規(guī)范實驗室實驗操作、提升檢測水平具有指導(dǎo)作用。

人造板；甲醛釋放量；檢測方法

隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人們環(huán)保意識的增強，人們對居住環(huán)境的要求也不斷提高，室內(nèi)裝飾裝修已經(jīng)成為人們關(guān)心的熱點，由于裝飾裝修而導(dǎo)致的室內(nèi)空氣污染問題也越來越被大家所重視。因為市面上木材資源不足且價格昂貴，所以價格低、實用性和耐用性強的人造板材變成了室內(nèi)裝飾的首選材料而被廣泛應(yīng)用。人造板材主要包括纖維板、刨花板、膠合板以及細木工板等，這些人造板產(chǎn)品生產(chǎn)過程中多數(shù)使用脲醛樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂、酚醛樹脂等甲醛基膠黏劑，來達到增強板材硬度、防蟲、防腐的效果。這些膠黏劑在使用過程中會釋放游離甲醛污染室內(nèi)空氣，甲醛通過皮膚接觸、呼吸等途徑進入人體，引發(fā)多種疾病。

甲醛釋放量是人造板化學(xué)性能檢測的重要項目之一，因此分析研究人造板甲醛釋放量的檢測方法，對減少室內(nèi)污染、保障人體健康具有重要的意義。2017年4月，國家標準委員會發(fā)布了《室內(nèi)裝飾裝修材料人造板及其制品中甲醛釋放限量》（GB 18580—2017）國家強制標準，根據(jù)新標準要求，甲醛檢測方法統(tǒng)一采用1 m3氣候箱法。干燥器法、穿孔法萃取、氣體分析法僅適用于企業(yè)內(nèi)部的生產(chǎn)控制，且須建立這些檢測方法與1 m3氣候箱法的相關(guān)性[1]。新標準的實施，既提升了人造板行業(yè)產(chǎn)品的環(huán)保安全指標，同時又對甲醛釋放的檢測技術(shù)提出了更高的要求。

1 人造板甲醛釋放量的檢測方法

1.1 氣候箱法

氣候箱法的原理是將表面積一定的人造板樣品放入到溫度、相對濕度、空氣流速和空氣置換率在一定范圍內(nèi)的氣候箱中。定期抽取箱內(nèi)混合氣體，將抽出的氣體通過兩級蒸餾水進行吸收，空氣中的甲醛全部溶入水中；根據(jù)測定的甲醛含量及抽取的空氣體積，計算出每立方米空氣中甲醛含量。抽氣是周期性的，直到氣候箱內(nèi)的空氣中甲醛質(zhì)量濃度達到穩(wěn)定狀態(tài)為止[2]。氣候箱法模擬了板材在實際使用過程中受溫度、相對濕度、空氣置換等因素的干擾，最接近實際使用情況，因此測試結(jié)果也最接近真實水平，具有較高的實用價值，被國內(nèi)外用作仲裁檢測方法。但是氣候箱法設(shè)備投入高、檢測周期長、可重復(fù)性差、檢測成本也高，使其在實際檢測中應(yīng)用較少。因此在試驗過程中，應(yīng)注意以下因素。

1） 氣候箱應(yīng)水平放置在通風(fēng)良好的環(huán)境中，周圍須要留有足夠的空間進行試驗操作、維護以及儀器散熱。放入測試樣品前，先清潔內(nèi)艙并測試氣候箱中的甲醛背景質(zhì)量濃度，需滿足質(zhì)量濃度不超過 0.006 mg·m-3。樣品放置要垂直氣候箱的中心位置，且平行于空氣流動方向，樣品間距不應(yīng)小于 200 mm。

2） 試驗過程中要實時監(jiān)控和調(diào)節(jié)氣候箱的溫度、相對濕度、空氣流量等參數(shù)，使其盡量穩(wěn)定，以提高檢測結(jié)果的準確性。比色階段前必須提前矯正比色皿，因為氣候箱法要求精度很高，限量值僅為0.124 mg·m-3，因此微小的透射比差異對結(jié)果有相當大的影響。

1.2 干燥器法

干燥器法測試的原理是在 20±0.5 ℃的干燥器中，把已知表面積的試件釋放出來的氣體用一定體積的蒸餾水進行吸收，從而形成甲醛的水溶液，再利用紫外分光光度法測定甲醛質(zhì)量濃度。干燥器法相較與其他檢測方法，所需設(shè)備少，主要用到的儀器設(shè)備僅為干燥器、紫外分光光度計，因此檢測成本低而被廣泛使用。但也因為方法過于簡單，導(dǎo)致試驗結(jié)果受外界的干擾很大，重復(fù)性差，無法模擬人造板的真實使用情況[4]。因此在試驗過程中，應(yīng)注意以下因素。

1）試件平衡的處理：試件須在20±2 ℃、（65±5）% RH條件下放置7 d或平衡至質(zhì)量恒定。平衡處理時試件間隔至少25 mm，以便空氣可以在試件表面自由循環(huán)。環(huán)境溫度的變化，會導(dǎo)致試樣中甲醛膠黏劑的分解速率不同；環(huán)境濕度對人造板含水率也有很大影響，含水率越高甲醛膠黏劑水解程度越高，甲醛釋放量越高。所以試件平衡過程中要嚴格控制環(huán)境溫濕度，以保障測定甲醛釋放量時，能反映試樣穩(wěn)定情況下的甲醛釋放情況。

2）空白試驗：干燥器內(nèi)不放試件，做空白試驗，空白值不得超過0.05 mg·L-1。由于實驗室長期進行各種檢測活動，空氣中含有一定質(zhì)量濃度的甲醛[3]，因此在試驗前要進行通風(fēng)，用水清洗干燥器和結(jié)晶皿并烘干，最大限度的消除室內(nèi)空氣甲醛的影響。

1.3 穿孔萃取法

穿孔法的測試原理是先通過液-固萃取使人造板中的甲醛溶解出來，再通過穿孔器與水進行 液-液萃取把甲醛轉(zhuǎn)移到蒸餾水中，最后采用紫外分光光度法測定甲醛質(zhì)量濃度。該方法具有很好的選擇性，對試驗環(huán)境溫度條件要求不高，測試結(jié)果重復(fù)性強，檢測周期短，能夠回收甲苯重復(fù)進行利用，檢測成本低，因此也是檢測人造板甲醛含量的常用方法。但該方法最大的不足是其與在正常情況之下板材的實際甲醛釋放量相差極大，并且不適合應(yīng)用在板材外部有飾面的情況。同時由于實驗操作較為復(fù)雜，并且以甲苯作為萃取液，因此有一定安全風(fēng)險。在試驗過程中，應(yīng)注意以下因素。

1）試驗前對相關(guān)的設(shè)備儀器進行檢查，保證玻璃儀器尤其是邊管的干燥，避免人造板中甲醛膠黏劑的水解程度增加從而使穿孔值增大；校準穿孔萃取儀，確保儀器情況滿足檢測要求；檢查各接口密封情況，避免甲苯外泄，對人體產(chǎn)生毒害并影響甲醛釋放量的檢測結(jié)果；測定空白值，消除試劑、設(shè)備引起的系統(tǒng)誤差。

2）試驗過程中，要按照試驗標準進行規(guī)范的操作，佩戴專業(yè)的防護用具，控制好試驗溫度，注重現(xiàn)場監(jiān)控，防止出現(xiàn)虹吸現(xiàn)象。萃取工作結(jié)束后，使用蒸餾水對穿孔萃取儀系統(tǒng)進行沖洗，使整個系統(tǒng)的甲醛全部轉(zhuǎn)移到容量瓶中，確保檢測結(jié)果的準確性。

3）試驗結(jié)束后，要及時清理現(xiàn)場，做好甲苯等試劑的處理與保存。甲苯試劑要由專人進行回收，將其空瓶密封，并標明試劑名稱，運往危險化學(xué)品倉庫，不得存放在實驗室。

1.4 氣體分析法

氣體分析法的測試原理是將已知表面積的測試樣品，安放在規(guī)定溫度、濕度、壓力和空氣流量的測試室內(nèi)，試件釋放的甲醛氣體與空氣充分混合，并被與測試室相連接的吸收瓶中的吸收液充分吸收，用紫外分光光度法測定吸收液中甲醛質(zhì)量濃度。用測定的甲醛質(zhì)量濃度、抽樣的時間和試件表面積計算出甲醛釋放量，以mg·m-2·h-1表示。氣體分析法具有快捷、簡單的優(yōu)點，相對氣候箱法設(shè)備投入少，測試結(jié)果可以相對直觀地模擬人造板在實際使用過程中甲醛的釋放情況。缺點是測試方法不夠精細，對于低質(zhì)量濃度甲醛釋放的板材靈敏度和精密度不佳。在試驗過程中，要注意以下因素。

1）在試件測試的整個階段，測試室內(nèi)的環(huán)境條件須要滿足標準要求，放置樣品前，測試室須要預(yù)熱至60±0.5 ℃，在整個測試過程中要保證空氣流量為60±3 L·h-1，表壓力維持在1 000~1 200 Pa，相對濕度≤3%。采樣結(jié)束后吸收液倒入250 mL的容量瓶內(nèi)，使用蒸餾水充分地沖洗瓶子和與它聯(lián)接的管子，使整個系統(tǒng)的甲醛全部轉(zhuǎn)移到容量瓶中。

2）要注意試件第1個小時的甲醛釋放量與第2個小時的甲醛釋放量的比較。當?shù)?個小時的甲醛釋放量低于第2個小時甲醛釋放量時（試件溫度不能迅速達到60 ℃），則最后結(jié)果的計算時間為第2個小時到第4個小時；如果第1個小時的甲醛釋放量高于或等于第2個小時的甲醛釋放量時，則最后結(jié)果的計算時間為4個小時。

2 結(jié)束語

人造板在人們生活中的應(yīng)用越來越廣泛，對于人造板材甲醛釋放的研究顯得尤為重要。在試驗過程中，要嚴格按照標準要求，關(guān)注檢測過程中的各種影響因素，在實踐中不斷分析和總結(jié)經(jīng)驗，提高檢測結(jié)果準確性，最終以精準的數(shù)據(jù)為人造板材的工藝發(fā)展提供指導(dǎo)意見。

［1］GB 18580—2017，室內(nèi)裝飾裝修材料人造板及其制品中甲醛釋放限量[S]．

［2］GB/T 17657—2013，人造板及飾面人造板理化性能試驗方法[S]．

［3］張根成，吳建國.淺析人造板甲醛釋放量的檢測方法[J].山東林業(yè)科技，2011（4）：74-76．

［4］黃俊文.人造板甲醛釋放量檢測方法探究[J].化工設(shè)計通訊，2016，42（7）：103．

Analysis on Detection Methods for Formaldehyde Release From Wood-Based Panels

,,,

（National Environmental Protection Product Quality Supervision and Inspection Center, Shijiazhuang Hebei 050000, China）

Formaldehyde emission from wood-based panels has a serious impact on human health, so the study of formaldehyde emission detection methods can reduce indoor pollution and protect human health. In this paper, several common methods of formaldehyde emission detection of wood-based panel were systematically introduced, the main factors affecting the detection results were analyzed, which has a guiding role in standardizing laboratory experiment operation and improving the detection level.

Wood-based panel; Formaldehyde emission;Detection method

2020-04-22

孟凡超（1988-），男，工程師，河北省石家莊市人，2011年畢業(yè)于河北科技大學(xué)理工學(xué)院生物工程專業(yè)，研究方向：輕工產(chǎn)品的檢測和研究。

X831

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1004-0935（2020）09-1179-03