| 标题 | 浅谈人造板材的甲醛释放 |
| 范文 | 文海琼 摘要： 人造板材在室内装饰装修中应用非常普遍，其释放的甲醛严重威胁人体健康，因此对于人造板材甲醛释放的研究显得尤为重要。本文针对人造板材的甲醛释放问题进行了解析，分别讨论了人造板材甲醛释放的危害、原因、规律、限量标准和检测方法，以及人造板材甲醛去除技术。 Abstract： It is very important to study on formaldehyde released from wood-based panel， for the wood-based panel is commonly applied in interior decoration and the formaldehyde released from it is seriously threat to human health. In this paper， the problem of formaldehyde released from wood-based panel is analyzed. The hazards， causes， characteristics， national limit standard， test methods of formaldehyde released from wood-based and formaldehyde removal technology of wood-based are respectively discussed by author. 关键词： 人造板材；甲醛；甲醛释放 Key words： wood-based panel；formaldehyde；formaldehyde release 中图分类号：TQ326.51 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）18-0227-02 0 引言 随着环保理念的提出，人们对室内空气污染的关注与日俱增。相关数据表明，室内空气污染物主要是甲醛、氨、苯和放射性物质，其中以甲醛污染为首。人造板材在室内装修的应用十分普遍，而绝大部分的人造板材如榉木、大芯板、曲柳等各种密度板、贴面板都含有甲醛，其释放期可达3至15年。目前对于甲醛释放的污染治理和控制不容乐观，甲醛的存在影响着空气质量以及人体健康，因此，针对人造板材甲醛释放的研究具有非常重要的意义。 1 甲醛对人体的危害 甲醛是一种无色、易溶、带刺激性气味的强毒气体。研究表明，甲醛可以损害人的肝脏、皮肤、呼吸系统，还能引起中枢神经、免疫系统、内分泌、体内酶活性的改变，甚至致癌、致畸、致突变[1]。国际癌症研究机构已于2004年将甲醛列为第一类致癌物。 2 人造板材甲醛释放的原由和规律 2.1 甲醛释放原由[2] 人造板材的甲醛释放与其生產过程中使用的木材原料、胶粘剂、生产工艺及环境等因素密切相关。 不同树种的木材原料，其组成成分不同，直接影响人造板材的甲醛释放量，如桦木刨花板比云杉刨花板的甲醛释放量高20%。而同一树种的树皮和木材的化学组成也不同，含大量树皮的刨花板甲醛释放量很低。 胶粘剂是人造板材甲醛释放的主要来源。甲醛系胶粘剂一般指酚醛树脂胶、脲醛树脂胶和三聚氰胺甲醛树脂胶。以脲醛树脂为例，甲醛与尿素反应生成脲醛树脂，它们之间的反应是可逆的，逆向过程就是水解，逐步水解就放出甲醛。 生产工艺中的刨花形态、热压时间与温度、施胶刨花的含水量、固化剂用量和胶粘剂用量等都影响人造板材甲醛释放量。例如在相同的条件下锯屑板的甲醛释放量比刨削刨花板高出10倍。 人造板采用冷却后堆放比直接堆放的甲醛释放量降低44%左右。堆放场地的湿度、温度、风化、酸碱、光照等环境条件都可以使人造板内固化的树脂发生降解而释放出甲醛。 2.2 甲醛释放规律 为了探讨人造板材甲醛的释放规律，严彦等[3]通过建立短期（9小时）和长期（6个月）舱浓度对时间变化的模型，并采用非线性数学拟合进行了相关研究，结果表明：短期模型能够很好地反映数小时内的甲醛释放规律，前60分钟经历快速增长期，后期趋于平稳；而长期模型在前3周内拟合不理想，后期拟合准确，实验数据结果能够很好的预测木质人造板材的甲醛释放水平，因此评价木质人造板材的甲醛释放量应在取样20天后再测量，这样获得的结果才能真实可靠。 周连等[4]通过环境测试舱测试人造板甲醛释放量，研究数据表示甲醛释放量与温度呈线性关系，甲醛释放量与湿度呈抛物线关系，公式如下： C = 0.637 + 0.082T - 0.070H + 0.0007H2 （1） 式中C为舱内甲醛平衡浓度，mg/m3；T为温度，℃；H为相对湿度，%RH。 罗晓良[5]研究得出通风情况下室内甲醛平衡浓度的关系式： C=C0〔KL/（N+K）〕 （2） 式中C为室内甲醛平衡浓度，mg/m3；C0为甲醛初始浓度，mg/m3；K为板材空隙度；N为空气置换次数；L为室内负荷值。 3 人造板材甲醛释放限量标准和检测方法 2017年4月国家质量监督检验检疫总局和国家标准化管理委员会批准颁布GB 18580-2017《室内装饰装修材料 人造板及其制品中甲醛释放限量》，该标准规定室内装饰装修材料用的人造板及其制品中甲醛释放限量值为0.124 mg/m3，与现行的国际标准接轨，限量标识为E1。该标准规范甲醛检测方法统一采用ISO 12460-1：2007《人造板甲醛释放量测定 第一部分：1m3气候箱法》。原标准GB 18580-2001中的干燥器法、穿孔法、气体分析法仅适用于企业内部的生产控制，且须建立这些检测方法与1m3气候箱法的相关性。 1m3气候箱法把1m2表面积的人造板样品放入气候箱内，并将里面的温度、空气置换率、空气流速、相对湿度控制在一定值内，样品中释放出来的甲醛与箱内空气混合，定时抽取混合气体并将其中的甲醛全部溶入水中，最后通过测定水中甲醛含量换算出甲醛释放量。整个检测过程受外界环境的影响程度很低，是一种比较稳定的检测手段。 干燥器法是把已知表面积的人造板试件放入盛有一定体积水的干燥器中，试件释放的甲醛被水吸收，24小时后测定水中的甲醛含量。这种方法比较操作，应用十分普遍。但是此方法中的甲醛释放和吸收属于静态扩散过程，当甲醛释放速率较低，溶剂吸收效果较弱时，测定结果误差较大。 穿孔法是传统测定方法，先通过液-固萃取使板材样品中的甲醛溶解出来，然后通过穿孔器与水进行液-液萃取把甲醛转移到水中，最后采用分光光度法测定甲醛浓度。该方法具有较高的排他性，选择性很强。 气体分析法是将一个已知表面积的人造板试件放入密闭检测室内，释放出来的甲醛与检测室内空气混合后抽取通过气体洗瓶，甲醛溶于蒸馏水中，用光度计测定甲醛浓度。该方法快捷方便，但受试样尺寸和测试温度的影响，对甲醛释放量大、且密度不均匀的某些刨花板材料，测量误差较大。 上述方法均是将人造板释放的甲醛收集并溶解到水溶液中，再通过分光光度法测定甲醛浓度，目前现有的甲醛浓度检测方法还有：液相色谱法、气相色谱法、示波极谱法、电位法、荧光法、化学发光法、拉曼光谱法等，这些方法为高分辨率的甲醛定量测试提供可能。 4 人造板材的甲醛去除技术 由于胶粘剂是人造板材甲醛释放的主要来源之一，郭晓峰等[6]提出在脲醛树脂胶生产过程中，通过降低原料配方中甲醛与尿素的摩尔比、应用多次缩聚反应工艺、严格控制工艺条件和脱水处理等措施可有效降低游离甲醛浓度。在胶粘剂中加入甲醛捕捉剂亦可降低人造板材的甲醛释放量。王晓瑞等[7]采用半连续滴加和溶液聚合法的方式引入反应甲醛的氨基，从而合成出一种具有除甲醛功能的水性丙烯酸树脂。专利CN1188477C提取茶叶中的茶多酚可作为甲醛捕捉剂有效降低甲醛释放量。针对脲醛树脂胶制造的中密度纤维板，张运明[8]提出在制备脲醛树脂胶过程中运用强酸工艺，可以有效降低中密度纤维板的甲醛释放量。 对于成品人造板材，可以在其表面涂抹甲醛清除剂来降低人造板材的甲醛释放量。如专利CN1359992A将乙酸、几丁聚糖的复配的水溶液涂敷在板材表面，几丁聚糖分子上的氨基和羟基与甲醛反应，此外几丁聚糖还在板材表面形成薄膜覆盖在板材表面。 被广泛应用于室内装饰装修的人造板材可通过物理法、生物法、化学法等净化室内甲醛。物理法包括通风换气和物理吸附，前者适用于净化室内低浓度甲醛，后者采用具有较大表面积的活性炭、分子筛等材料作甲醛吸附剂。生物法包括植物和微生物净化降解法，两者均是通过生物机能将吸收的室内甲醛转换成无毒无害的物质。化学法包括等离子体法、催化氧化法和化学吸附法等。李玉华等[9]采用紫外光照射去除低浓度甲醛，用二氧化钛作为光催化剂，结果表明二氧化钛光催化氧化法去除甲醛效果明显；陈华盛等[10]以等离子体技术结合光催化氧化共同去除甲醛的效果明显高于单一方法；汤进华等[11]研究了化学吸附剂表面含氧官能团对去除甲醛的影响，结果表明含氧官能团的增多有利于提高甲醛吸附效果。 5 结论 人造板材在人们的生活当中得到了广泛的应用，生产企业应当采用先进技术，提高和改善生产工艺，减少其甲醛释放量，加快实现人造板材产业的转型升级和绿色发展；国家相关职能部门需要不断完善甲醛释放限 量标准和检测方法，加强对人造板材的质量监督与管理。更重要的是发展科学、环保、可持续的甲醛去除技术，这是目前社会迫切的需求，也是科研人员未来的研究方向。 参考文献： [1]杨振洲，蔡同建.室内甲醛的危害及其预防[J].中国公共卫生，2003（06）：137-140. [2]史小娟，张亚祖，张远群，等.人造板释放甲醛问题的探讨 [J].西北林学院学报，2003（03）：90-92. [3]严彦，王光学，杨旭，等.木质人造板材甲醛释放规律的研究[J].环境科学学报，2003（01）：134-137. [4]周连，陈晓东，陈宇炼，等.温、湿度变化对木质人造板材甲醛释放影响[J].中国公共卫生，2007（02）：172-173. [5]罗晓良.室内甲醛释放规律及其控制研究[D].重庆大学，2006. [6]郭晓峰，谷宝山.降低人造板中游离甲醛的措施[J].林业机械与木工设备，2009（03）：53-54. [7]王晓瑞，余倩，郝志峰，等.具有除甲醛功能的水性丙烯酸樹脂的合成及其性能研究[J].现代化工：1-10. [8]张运明.降低脲醛树脂胶制中密度纤维板甲醛释放量的新途径[J].中国人造板，2014（03）：24-26. [9]李玉华，王琨，赵庆良，等.低浓度甲醛的光催化反应效率研究[J].哈尔滨工业大学学报，2007（02）：278-280. [10]陈华盛，刘晓来，陈盈盈.脉冲放电等离子体协同TiO2/沸石去除甲醛的实验研究[J].能源环境保护，2016（01）：26-29，36. [11]汤进华，梁晓怿，龙东辉，等.活性炭孔结构和表面官能团对吸附甲醛性能影响[J].炭素技术，2007（03）：21-25. |
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