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家具中甲醛测试方法对比及在生产中的应用

发布时间:2021-07-04作者:admin来源:未知点击:0

         目前家具中常见的有毒有害物质主要包括油漆中的可挥发性有机物、重金属及甲醛等,其中甲醛释放量是消费者在采购家具过程中最为关注的话题。家具中的甲醛主要来源于原材料中的板材、三聚氰胺贴纸、封边条等,其中家具中板材是甲醛是最主要的来源。目前我国木质类家具主要包括板式家具及实木家具,实木类家具甲醛释放量较少,而板式家具中采用的原材料主要为刨花板、中密度纤维板、胶合板、细木工板等。这类板材在加工过程中采用的胶黏剂主要为脲醛树脂,这类树脂主要的合成原材料为尿素及甲醛,原材料来源简单且便宜,是木材工业中用途最为广泛的一类胶,被广泛地运用在各类人造板中。脲醛树脂由于其合成原理,成品中总是存在部分未反应的游离甲醛。用脲醛树脂合成的板材中也会有部分甲醛残留,尽管在后期板材加工中会对板材表面进行饰面、封边、涂饰等处理,但板材中的甲醛仍会缓慢释放出来,对使用者的身心造成危害。我国从2001年开始实施GB 18580-2001《室内装饰装修材料人造板及其制品中甲醛释放限量》对板材中的甲醛测试方法及限量进行了要求,近几年随着我国绿色发展理念的大力推进,甲醛释放量的检测方法也在不断改进,本篇主要介绍国内常用的几种木家具及板材中甲醛的测试方法,对国内各种甲醛测试方法做综合分析比较,并阐述在生产企业中的相应实际应用,期望对以后的研究及生产提供参考依据。
 
2 目前国内与甲醛相关的产品及限量标准
甲醛释放量是指一定时间内,板材向一定体积的空气中或一定量的水中释放的甲醛浓度。从2001年到2018年,我国陆续出台了多项国家标准,对家具、板材等产品做出了具体要求。目前家具甲醛相关的国内标准主要包括人造板标准、家具产品标准以及方法标准等,本文统计了目前常用的一些人造板及成品家具及限量标准,见表1。
 
表1 主要人造板、成品家具及甲醛限量标准
 
表1 主要人造板、成品家具及甲醛限量标准
目前大多人造板标准及成品家具标准中对甲醛的限量要求基本上都要求符合GB 18580或者GB 18584-2001对甲醛释放量的限量要求。尽管GB 18580-2017最新标准于2018年正式实施,但目前仍有部分板材企业按照GB 18580-2001要求对甲醛进行测试。
 
3 甲醛检测方法
目前国内比较常见的甲醛测试方法主要分为三种:干燥器法、穿孔萃取法[1]、气候箱法[2]。下文对这三种测试方法的优缺点及其研究进展情况进行论述。
 
3.1 干燥器法
干燥器法是指在(20±1)℃环境下,把试件放入干燥器中,在通过一定体积的水吸收板材中的甲醛,通过测定24小时内水中甲醛的容量来测定试件中的甲醛释放量。目前板材干燥器法主要测试依据为GB 18580-2001该标准中的测试方法与GB/T17657-2013中的测试方法有所不同,现就目前大多数企业仍采用的GB 18580-2001中的干燥器法进行分析。目前干燥器法主要用于成品家具中板材,人造板中胶合板、三胺板、细木工板等板材的甲醛释放量测试,样品均要锯成150 mm×50 mm×10块,同时要用不含甲醛的铝胶带或石腊进行密封,同时要保留50 mm一面不进行密封,密封于乙烯树脂袋中,并在(20±1)℃的环境中存放一天再进行测试。测试时,干燥器底部需放入20 mL蒸馏水,试样要垂直放置在干燥器的上面互不接触或者倒伏,在24小时内通过蒸馏水吸收板材中释放出来的甲醛,通过分光光度计在412 nm波长处测试甲醛吸收液的吸光度,通过甲醛标准曲线计算出其甲醛含量,单位用mg/L,表示每升甲醛吸收液中含多少毫克甲醛。用干燥法测试甲醛过程中需注意几个问题。一是试件含水率会影响测试效果,含水量高,板材甲醛释放量也会高,所以测试时要保证试样的含水率。二是要控制好测试环境温度,温度高则释放甲醛量就越多,要把温度控制到(20±1)℃左右,这样才能在一个恒定的温度环境下,得到正确的结果[3]三是甲醛标准曲线的绘制,标准曲线要定期进行更换,才能保证测试数据的准确。
 
3.2 穿孔萃取法
穿孔萃取法主要依据GB/T 17657-2013中的方法进行测试,主要应用对象为人造板中的中高密度纤维板、刨花板等。方法分为两个步骤,第一通过板材与甲苯进行共热,使得甲醛从板材中溶解出来,然后将含有甲醛的甲苯溶液通过液-液萃取,把甲醛转移到水中。第二步是测定甲醛水溶液中的甲醛浓度,该步骤也是通过分光光度计测定溶液在412 nm处的波长,然后计算出甲醛浓度。单位用mg/100 g表示。该方法对试件尺寸无具体要求,每次所需测试质量为110 g,需放置到1000 m L的圆底烧瓶中,同时每次要加入600 mL的甲苯溶液。萃取时间为120 min,从通过穿孔器的第一滴甲苯溶液开始计时。甲醛萃取方法虽然操作较为简便,但需要注意几个方面的问题。一是要做好甲苯的回收,甲苯是易燃、有毒试剂需进行处理,合理保存,避免发生意外。二是做好现场的环境控制。三是规范操作实验,穿孔萃取液需要全面进行冲洗,保证各接口密封后,不能出现检测过程中的甲苯泄露,才能进行操作[3]。
 
3.3 气候箱法
1 m3气候箱法在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》颁布实施后已经成为目前市场上主流的甲醛释放量测试方法,该方法将1 m2表面积的板材放入1 m3的气候箱中,通过板材释放出来的甲醛与箱内空气混合,然后定期抽取箱中的空气,将抽出的空气通过预先装好蒸馏水的吸收瓶,测定吸收瓶中吸收的甲醛与抽取的空气的体积,计算出每立方空气中的甲醛含量,单位用mg/m3表示。气候箱法与干燥器法、萃取法最大的不同就是测试时板材是作为一个整体被作为测试对象,同时测试时间比较长,能真实地模拟板材中使用过程中甲醛的释放情况,是目前被认为最科学有效的测试方法,已被欧美许多国家所采用[4]。
 
3.4 三种测试方法的对比
三种测试方法主要从安全性、时效性、准确性进行对比分析。第一安全性:三种测试方法中,萃取法测试过程中用到有机溶剂甲苯,甲苯一种易燃且有剧毒的物质,有异味,对测试人员易造成伤害,测试时需佩戴防毒口罩,同时所用剂量较大,每次用完后甲苯废弃液均要合理回收不能随意处置,其他两种方法对测试人员及环境危害较少;第二时效性:三种方法中,干燥器法测试要用24 h,萃取法需要2 h,气候箱法加上平衡处理最少需要17天,三种方法中气候箱法测试所用时间比较长,萃取法时间最短能较快取得试验数据;第三准确性:三种方法中干燥器法受到试件含水率、环境温度、试件密封性能等影响,准确性较差。萃取法采用甲苯萃取,相对干燥器法而言,再最后计算甲醛含量时考虑到了不同板材含水率对甲醛的影响,增加了含水率修正系数,测试数据较干燥器法准确率有所提高,气候箱法测试时,能较真实地模拟板材的使用情况,检测的结果能较为准确地反映空气中的实际甲醛浓度,是三种测试方法中最为可靠的。
 
4 企业中甲醛检测方法的运用
干燥器法及萃取法由于方便快捷,且标准实施较早,被许多生产企业所接受。2018年5月后,人造板甲醛释放量统一采用国家强制性标准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》,该标准规定采用气候箱法测试人造板及其制品的甲醛释放量限量值为0.124 mg/m3,限量标识为E1,对甲醛的限量及测试方法进行了修改[5]。但目前大多数企业在内控方面仍以干燥法及萃取法为主,主要有以下几点原因。一是气候箱法测试时间过长,对工厂内部品控会造成延迟。二是气候箱价格昂贵,不适合开展多批量测试工作。三是气候箱测试技术不过关,需要培训专业的测试人员。目前开展气候箱成批量检测的大多是各类第三方检测机构,除了部分大型板材企业有采购气候箱外,其余企业内部测试仍以干燥器法及穿孔萃取法为主。
 
5 木家具甲醛检测标准最新进展
木质家具中的甲醛测试目前仍按GB 18584-2001中的要求进行,主要采用干燥器法对家具中板材进行测试,距离该强制标准颁布实施已过去十几年,随着产品标准的不断改进,消费者环保意识的提高,对于旧标修订的呼声也日益高涨。在GB 18584-2001中,家具中甲醛测试采用干燥器法进行测试,家具与板材不一样,进行甲醛测试时需将家具作为一个整体考虑才能更好地反映家具向空气释放甲醛的真实情况。目前GB 18584-2001的修订已经由国家相关部门开始进行,新的标准将GB 18584名称修改为《家具安全有害物质限量》,包含总则、木家具、床垫、沙发、塑料家具、石材家具六个系列[6],其中木家具部分将采用无损检测气候舱法,内容将更加全面,弥补了我国在木家具整体测试甲醛的不足。
 
6 结语
随着国家对绿色发展的不断推进,人们环保意识不断提高,家具中甲醛测试方法也将不断改进,以适应社会发展的要求。以前的用干燥器法、萃取法为主的测试方式,将逐步会被测试内容更加全面、代表性更加强的气候箱法所替代,同时随之绿色环保生态理念的不断践行,有醛家具也将逐步会被无醛家具所替代,我国家具品质也会得到质的飞跃。

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