板式家具揮發(fā)性有機化合物和甲醛釋放量檢測

戴敏輝 張鈺國 陳瑤佳 姜義君

【摘要】為了檢測定制板式家具中含有的影響人們身體健康的揮發(fā)性有機化合物和甲醛，本文設計了揮發(fā)性有機化合物和甲醛釋放量的檢測實驗，介紹了檢測材料和設備，分析了檢測方法，最后得出檢測結果并做出分析結論，以期為定制板式家具揮發(fā)性有機化合物和甲醛釋放量檢測提供參考。

【關鍵詞】板式家具;甲醛;揮發(fā)性有機化合物;檢測

【DOI編碼】10.3969/j.issn.1674-4977.2022.03.016

Detection of Volatile Organic Compounds and Formaldehyde Emission from Panel Furniture

DAI Min-hui，ZHANG Yu-guo，CHEN Yao-jia，JIANG Yi-jun

（Nanjing Institute of Product Quality Inspection，Nanjing Institute of Quality Deveiopment and Advanced Technology Application，Nanjing 211102，China）

Abstract：In order to detect the volatile organic compounds and formaldehyde that affect people's health contained in customized panel furniture，this paper designs the detection experiment of volatile organic compounds and formaldehyde emission，summarizes the detection materials and equipment，analyzes the detection methods，and finally obtains the detection results and analysis conclusions，in order to provide reference for the detection of volatile organic compounds and formaldehyde emission in customized panel furniture.

Key words：panel furniture;formaldehyde;volatile organic compounds;testing

定制板式家具以各種類型板材為家具制作基本材料，能夠實現(xiàn)設計、測量、安裝等一站式家具制作和應用流程，可以滿足消費者的個性化、快捷化、專業(yè)化、多樣化需求，已經(jīng)成為一種主流家具形式。但是近年來由定制板式家具導致的室內(nèi)空氣污染問題層出不窮，所以，對定制板式家具中有害物質的檢測已被人們重點關注。目前，我國定制板式家具揮發(fā)性有機化合物和甲醛釋放量的檢測標準為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》、GB/T 35607—2017《綠色產(chǎn)品評價家具》。定制板式家具中大部分有害物質的檢測需要以這兩項標準為依據(jù)[1]。

1檢測材料和設備

1.1檢測材料

本次檢測實驗的檢測樣品信息如下：樣品1#、2#、3#均為用于定制板式家具制作的人造板材，貼皮飾面類型，厚度均為1.8 cm;為了實現(xiàn)揮發(fā)性有機化合物和甲醛釋放量檢測對照，選擇松木原木板材作為樣品4#，油漆飾面類型，厚度為2 cm;所有檢測樣品在生產(chǎn)完畢后均用聚乙烯袋密封，在室溫23℃、自然通風條件下儲存或運輸，有效避免了檢測樣品在檢測實驗前被污染，有利于確保檢測結果的準確度。

本次檢測實驗應用的標準溶液和標準物質信息如下：質量分數(shù)均超過了99%，均為本地生產(chǎn)制造;2，4-二硝基苯肼吸附管內(nèi)填充了350 mg表層涂有2，4-二硝基苯肼的硅膠，確保實驗標準物質甲醛衍生化性能超過75μg。

1.2檢測設備

本次檢測實驗應用的環(huán)境測試艙體積為1000 L，實驗過程中的各項信息如下：艙內(nèi)溫度為23℃（上下浮動溫度為1℃），相對濕度為50%，空氣交換率為1次/h，檢測樣品表面空氣流速為0.1～0.3 m/s，檢測樣品材料面積為1 m²。本次檢測實驗應用的檢測儀器為熱脫附氣相色譜質譜儀、質譜檢測器5397C、規(guī)格為60 m×0.32 mm×0.45 μm的聚二甲基硅氧烷毛細管柱、雙通道恒流大氣采樣儀、高效液相色譜儀。

2檢測方法

2.1樣品采樣

按照揮發(fā)性有機化合物和甲醛釋放量檢測實驗條件規(guī)定，環(huán)境測試艙至少需要運行6 h后才能進行檢測實驗，判定是否能開展檢測實驗的依據(jù)如下：環(huán)境測試艙內(nèi)空氣中揮發(fā)性有機化合物含量不超過5 μg/m³。

將檢測樣品切割成規(guī)格適當?shù)男K，如果應用的是人工切割方式，需要用鋁箔將切割表面包裹好[2]。隨后將檢測樣品放置到環(huán)境測試艙中，分別在環(huán)境測試艙運行2h、4h、6h、8 h、12 h、24 h、48 h、72 h、96 h、120 h、144 h、168 h時采集環(huán)境測試艙內(nèi)空氣樣品。具體應用Tenax TA吸附管采集環(huán)境測試艙內(nèi)空氣中的揮發(fā)性有機化合物，采樣流速為200 mL/min，采樣數(shù)量為10L;應用DNPH吸附管采集環(huán)境測試艙內(nèi)空氣中的甲醛，采樣流速為100 mL/min，采樣數(shù)量為4 L。

2.2揮發(fā)性有機化合物采樣分析

本次檢測實驗揮發(fā)性有機化合物采樣分析方法信息如下：色譜柱信息：DB-1。脫附信息：脫附溫度為280℃，冷阱溫度為-10℃，冷阱脫附溫度為280℃，傳輸線溫度為225℃，脫附時間為10 min，冷阱脫附時間為10 min，氣體流量為50 mL/ min，冷阱加熱速率為40 ℃/min。升溫程序信息：升溫至50℃，保持時間為5 min;按照8 t/min的升溫速度，升溫至250℃。載氣信息：純度超過99.999%的氨氣。掃描方式信息：電離能為70 eV，離子數(shù)為30～350，離子源溫度為250℃。

2.3甲醛采樣分析

本次檢測實驗甲醛采樣分析方法信息如下：色譜柱信息：反相C18，柱溫為35℃，粒度為5 pm，流速為1 mL/min，檢測波長為360 nm，進樣量為25 pL，流動相為乙腈和水。洗脫程序信息：將流動相從體積分數(shù)為60%的乙腈混合體積分數(shù)為40%的水，調整為體積分數(shù)為74%的乙腈混合體積分數(shù)為26%的水，操作完成時間不能超過36 min;將上述流動相調整為體積分數(shù)為100%的乙腈，操作完成時間不能超過20 min，此流動相保持時間為5 min;將上述流動相調整為體積分數(shù)為60%的乙腈混合體積分數(shù)為40%的水，操作完成時間不能超過1 min，此流動相保持時間為15 min。

2.4暴露閾值

暴露閾值又被稱為空氣閾值，指的是檢測污染物質釋放量的臨界值，通過對比檢測污染物質釋放量檢測值和暴露閾值的差值，能夠判斷檢測樣品的污染物質釋放量是否能夠達到標準要求[3]。

當檢測樣品的檢測污染物質釋放量及模擬濃度已經(jīng)超過了相應要求的1/2，便說明檢測樣品中的檢測污染物質存在含量超標問題，會對人體健康產(chǎn)生一定威脅[4]?；诖?，按照GB 18580—2017、GB/T 35607—2017規(guī)定統(tǒng)計I類民用建筑揮發(fā)性有機化合物、甲醛暴露閾值。具體統(tǒng)計如下：甲醛暴露閾值小于0.07 mg/m³，苯暴露閾值小于0.06mg/m³，甲苯暴露閾值小于0.15 mg/m³，二甲苯暴露閾值小于0.2 mg/m³，揮發(fā)性有機化合物暴露閾值小于0.45 mg/m³。

2.5釋放量及模擬濃度計算

本次檢測實驗通過檢測污染物質濃度、模擬濃度來描述檢測樣品中污染物質的釋放量，并且污染物質濃度（C。）、模擬濃度（Cs）會隨著材料釋放面積的增加而增加，會隨著環(huán)境體積的增加而減小，會隨著換氣次數(shù)的增加而減小。基于此，通過材料釋放面積（對應實際的材料預期用量）、環(huán)境體積（對應實際的房間規(guī)格）、換氣次數(shù)（對應實際的房間通風狀況），計算檢測樣品中污染物質的模擬濃度與暴露閾值進行對比[5]。

3檢測結果與分析

3.1揮發(fā)性有機化合物釋放量及模擬濃度檢測結果

通過圖1可以得出檢測樣品揮發(fā)性有機化合物模擬濃度的整體情況、揮發(fā)性有機化合物模擬濃度具體變化與測試時間的關系，具體如下：

1）從整體檢測結果方面來看，按照由高到低的順序排列檢測樣品揮發(fā)性有機化合物模擬濃度依次為樣品4#、樣品2#、樣品1#、樣品3#。這是因為樣品4#為松木原木板材，并且應用油漆進行裝飾，導致樣品4#的揮發(fā)性有機化合物模擬濃度明顯超過了其他檢測樣品。2）所有檢測樣品的揮發(fā)性有機化合物模擬濃度均在測試時間到達20h（具體時間可以判定為16～17 h左右）之前達到了峰值水平，即模擬濃度最高水平，隨后隨著測試時間的延長而逐漸降低，趨近于零。3）樣品1#在測試時間到達72 h之后，揮發(fā)性有機化合物模擬濃度降到了450 mg/m³之下;在測試時間到達120 h之后，降到了225 mg/m³之下。4）樣品2#在測試時間到達120 h之后，揮發(fā)性有機化合物模擬濃度降到了450 mg/m³之下;在測試時間到達144 h之后，降到了225 mg/m³之下。5）樣品3#在測試時間到達24 h 之后，揮發(fā)性有機化合物模擬濃度降到了225 mg/m³之下。6）樣品4#在測試時間到達144 h之后，揮發(fā)性有機化合物模擬濃度降到了450 mg/m³之下;在測試時間到達168 h之后，降到了225 mg/m³之下。

3.2甲醛釋放量及模擬濃度檢測結果

通過圖2和圖3可以得出檢測樣品甲醛模擬濃度的整體情況、甲醛模擬濃度具體變化與測試時間的關系，具體如下：

1）從整體檢測結果方面來看，按照由高到低的順序排列檢測樣品甲醛模擬濃度依次為樣品1#、樣品4#、樣品3#、樣品2#，并且樣品1#甲醛模擬濃度與樣品2#、樣品3#、樣品4#甲醛模擬濃度的差距較大。2）所有檢測樣品的甲醛模擬濃度均在測試時間到達20 h（具體時間可以判定為16～17 h左右）之前達到了峰值水平，即模擬濃度最高水平，隨后隨著測試時間的延長而逐漸降低，趨近于零。3）盡管樣品1#甲醛模擬濃度在測試時間到達24 h之后，呈現(xiàn)為持續(xù)下降趨勢，但是一直到測試時間到達180 h之后，甲醛模擬濃度依然超過了70 mg/m³，這一數(shù)據(jù)已經(jīng)超過了樣品3#、樣品2#的峰值水平。4）樣品2# 在測試時間到達24 h之后，甲醛模擬濃度降到了35 mg/m³之下。5）樣品4#、樣品3#在測試時間到達120 h之后，甲醛模擬濃度降到了35 mg/m³之下。

4結語

綜上，本次實驗能夠有效檢測定制板式家具中揮發(fā)性有機化合物和甲醛釋放量，并且符合檢測標準規(guī)定，為檢測人造板材有害物質含量超標問題提供了思路和參考依據(jù)，有利于在確保定制板式家具制作質量的同時，保障其應用安全程度。該檢測方法同樣也適用于定制板式家具中其他有害物質檢測及評估。

【參考文獻】

[1]車燕萍，張濱.全屋定制家具的揮發(fā)性有害物質控制標準分析及建議[J].林業(yè)機械與木工設備，2020，48（11）：28- 31.

[2]彭友，劉萌萌，彭力爭.負離子人造板的甲醛和總揮發(fā)性有機化合物釋放量研究[J].中國人造板，2018，25（5）：9- 12.

[3]嚴石.木制家具中VOCs釋放特性研究及后處理工藝優(yōu)化[D].北京：北京林業(yè)大學，2020.

[4]閆美紅.新家具中揮發(fā)性有機化合物（VOCs）的釋放評估及承載率模型[D].長沙：湖南大學，2018.

[5]鄭煥祺.人造板制品甲醛釋放量檢測用氣候室高精度控制方法研究[D].濟南：山東建筑大學，2020.