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[摘 要]本文对木质材料及甲醛释放对人体造成的危害进行了简要的介绍,主要对国内外的木质材料甲醛检测标准存在的差异展开了研究与探讨,希望能为提升我国的木质材料的甲醛检测及控制做一定的参考。
[关键词]木质材料;甲醛释放量;检测;标准
中图分类号:G121 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)30-0396-01
据统计表明,我国的人造板产品的生产量、出口量、消费量均为世界前线,人造板生产环节中需要使用到诸多含有甲醛的胶黏剂,如三聚氰胺甲醛胶、脲醛胶等,在材料使用期间,胶内存在的游离甲醛会逐渐释放出来,当其在空气中达到一定浓度时,会对人体造成伤害。为有效降低游离甲醛在人造板中的含量,各国都相继颁布了相关的甲醛检测标准,但不同的检测标准存在一定的差异。对各中甲醛检测方法进行详细的分析,研究其存在的差异,在完善我国的检测标准体系中起着重要的作用。
1 木质材料甲醛释放对人体造成的伤害
甲醛为一醛类化合物,具有很强的反应活性,其能够使人体的蛋白质变性,与其反应生成氮次甲基化合物,从而造成眼、鼻处的粘膜发炎而出现痛感。此外研究表明甲醛还会导致细胞内的钙离子流失。人体对于甲醛的嗅觉界限为每立方米0.15~0.3mg,刺激界限为每立方米0.3~0.9mg,忍受界限在每立方米0.9~6.0mg[1]。受甲醛的刺激,人体可能会出现视力减退、咽喉炎等,高浓度的甲醛还可能会造成耳鼻喉癌,以及出现白血病的情况。
2 木质材料内甲醛的存在形式及原因
甲醛的来源有很多种,根据其来源的差别,存在形式也有一定的不同,主要有以下三种:以化学结合的方式存在于胶黏剂以及木材纤维组分上的甲醛;存在于木材纤维与胶黏剂间的游离甲醛;因物理吸附而存在于木材纤维与胶黏剂上的甲醛。甲醛的结合强度直接决定了其释放的难易程度,其中最容易释放到空气中的为游离甲醛,其次是通过物理吸附存在的甲醛,而经过化学结合而存在的甲醛是最不容易释放到空气中的[2]。
木质材料主要可以分为两类:人造板、实木板方材。其中人造板中甲醛主要来自使用的醛类胶内存在未反应的甲醛,并且醛类胶在经过热压之后也会向外散发出一定的甲醛气体,此外人造板堆放使用期间,由于醛类胶的老化也会导致少量的甲醛释放。而实木板方材内的甲醛主要来自其材料本身因为自然水解而出现的甲醛,以及对木材进行防虫、防火、防腐处理时采取的含醛药剂中含有的甲醛。
3 当前存在的甲醛检测方法对比
3.1 干燥器法
干燥器法是在一定的温度,将表面积已知的试样放置于密闭的干燥器中,其释放出的甲醛气体会被水吸收,可测定出一定时间内水中的甲醛含量。通过此方法测定试验中的甲醛浓度,操作简单,并且不会存在环境污染,在我国应用极为普遍。此办法的缺点在于其只能测试到扩散在空气内的甲醛含量,而试样内的游离甲醛,由于未被水吸收,就没有计入测定的甲醛数值中,因而甲醛释放量的实际值是大于测定值的。试样制备中,国际标准、日本标准与我国的标准GB/T17657-2013完全相同。在进行平衡处理的时候,要注意背景甲醛的浓度必须要低于检测试样所释放出的甲醛浓度,如此才能有效防止试样吸收环境中的甲醛。三种标准的分析方法也基本一致,均选择300ml蒸馏水吸收甲醛气体,吸收时间则定为24h。但干燥器法测定试样的甲醛释放量,测定的精度较为局限,仅可用于工厂产品质量的简单控制,而不适用于产品的质量评价等对精度要求较高的场合。
3.2 穿孔萃取法
本方法主要是借助液-固萃取,首先使用热甲苯将试样中存在的甲醛溶出,随后将其与水展开液-液萃取,如此能够使得甲醛从甲苯中转移到水里,便可以检测水中甲醛的浓度,此时通过计算就能得知试样内的甲醛含量。穿孔萃取法能够将试样中存在的游离甲醛以及因物理吸附而存在的甲醛全溶出在甲苯中,甚至还会使得化学键发生断裂,溶出一定量的通过化学结合而存在的甲醛。因此通过此办法测出的甲醛值并非在日常情况下释放出的甲醛量,测试值通常大于实际值。国内外对于此方法的标准在试样制备、分析环节以及计算上都存在一定的差异。在试样的平衡处理条件中,相较于国际及欧盟的标准,我国选择的标准相对湿度更高,温度更低,这主要是根据我国的国情选择的。各标准的分析过程大致相同,我国的标准对于操作过程的考虑更加全面,萃取操作中,要求加入更多的蒸馏水,以便更好的洗涤穿孔仪以及吸收甲醛,从而提升测量的精准度。各标准对萃取液中的甲醛浓度测定基本相同,差异在于我国与国际的标准均引入了含水率修正系数,可以有效降低含水率给测试结果带来的影响。
3.3 气候箱法
气候箱法是通过将表面积一定的试样放置于温度、空气流速、湿度以及空气置换率都一定的气候箱内,当甲醛从试样中释放到箱内空气中时,定期将箱内的空气抽出,并用水进行洗提,随后再进行甲醛量以及抽取空气的体积的测定,便可得到每立方米空气试样释放的甲醛含量。通过此方法测定试样释放的甲醛情况,由于将环境温度、空气流动情况、湿度等因素纳入考虑中,因而此方法最为接近实际情况,因而此方法也最受国内外推崇,这也是我国法定裁决的主要办法。各标准在在试样制备、分析环节以及计算上都存在一定的差异。在试样的制备上,我国的国标与国际标准完全相同,而美标ASTMD6007-14未规定标准的试样尺寸,但对于不同材料的每平方米测试面积的单位时间内的气体流量做了明确的规定。在各标准中,除了欧盟的标准,其余均要求进行预处理,平衡期间特别注意背景甲醛温度要低于试样的释放甲醛浓度,才能避免出现试样从环境中吸附甲醛的情况。在分析环节中,美标ASTMD6007-14相较于其他标准温度高了2℃,相对湿度则维持在50%上下。我国的国标则与国际要求基本一致。歐盟的标准要求在放置3h后便可进行采样分析,而国际标准与我国的国标均要求放置24h后才可进行采样分析。国际标准要求,每次取样完毕后,应当对吸收溶液的质量进行检测,若损失大于3%,则需要修正。若是测定较低的浓度,则需要适量增加气体的体积,并相应地减小吸收溶液的量[3]。
4 结束语
我国的木质材料甲醛检测标准已经比较完善,这些标准的制定是根据我国国情,综合考虑实际操作情况,并参考了国际标准的可取之处展开的,测试精度较高,并且结果也有一定的保障。在国外的标准中,其对试验过程中的温度变化影响进行了考虑,并且在气候箱法中对于试样材料的材质进行了考虑,这些细节都知道我们学习与借鉴。
参考文献
[1] 冒海燕,朱捷,周定国.国内外木质复合材料甲醛释放量的相关标准及测试方法[J].木工机床,2009(04):32-36+7.
[2] 程丽美,黄慧,彭飞,邓有香.高效液相色谱法与光度法测定人造板中甲醛释放量的对比[J].林产工业,2015,42(12):52-55.
[3] 尹梦婷,邹献武,吕斌,杨帆,付跃进,周勤.国内外木质材料甲醛释放量检测标准比较[J].木材工业,2018,32(01):19-24.
[关键词]木质材料;甲醛释放量;检测;标准
中图分类号:G121 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)30-0396-01
据统计表明,我国的人造板产品的生产量、出口量、消费量均为世界前线,人造板生产环节中需要使用到诸多含有甲醛的胶黏剂,如三聚氰胺甲醛胶、脲醛胶等,在材料使用期间,胶内存在的游离甲醛会逐渐释放出来,当其在空气中达到一定浓度时,会对人体造成伤害。为有效降低游离甲醛在人造板中的含量,各国都相继颁布了相关的甲醛检测标准,但不同的检测标准存在一定的差异。对各中甲醛检测方法进行详细的分析,研究其存在的差异,在完善我国的检测标准体系中起着重要的作用。
1 木质材料甲醛释放对人体造成的伤害
甲醛为一醛类化合物,具有很强的反应活性,其能够使人体的蛋白质变性,与其反应生成氮次甲基化合物,从而造成眼、鼻处的粘膜发炎而出现痛感。此外研究表明甲醛还会导致细胞内的钙离子流失。人体对于甲醛的嗅觉界限为每立方米0.15~0.3mg,刺激界限为每立方米0.3~0.9mg,忍受界限在每立方米0.9~6.0mg[1]。受甲醛的刺激,人体可能会出现视力减退、咽喉炎等,高浓度的甲醛还可能会造成耳鼻喉癌,以及出现白血病的情况。
2 木质材料内甲醛的存在形式及原因
甲醛的来源有很多种,根据其来源的差别,存在形式也有一定的不同,主要有以下三种:以化学结合的方式存在于胶黏剂以及木材纤维组分上的甲醛;存在于木材纤维与胶黏剂间的游离甲醛;因物理吸附而存在于木材纤维与胶黏剂上的甲醛。甲醛的结合强度直接决定了其释放的难易程度,其中最容易释放到空气中的为游离甲醛,其次是通过物理吸附存在的甲醛,而经过化学结合而存在的甲醛是最不容易释放到空气中的[2]。
木质材料主要可以分为两类:人造板、实木板方材。其中人造板中甲醛主要来自使用的醛类胶内存在未反应的甲醛,并且醛类胶在经过热压之后也会向外散发出一定的甲醛气体,此外人造板堆放使用期间,由于醛类胶的老化也会导致少量的甲醛释放。而实木板方材内的甲醛主要来自其材料本身因为自然水解而出现的甲醛,以及对木材进行防虫、防火、防腐处理时采取的含醛药剂中含有的甲醛。
3 当前存在的甲醛检测方法对比
3.1 干燥器法
干燥器法是在一定的温度,将表面积已知的试样放置于密闭的干燥器中,其释放出的甲醛气体会被水吸收,可测定出一定时间内水中的甲醛含量。通过此方法测定试验中的甲醛浓度,操作简单,并且不会存在环境污染,在我国应用极为普遍。此办法的缺点在于其只能测试到扩散在空气内的甲醛含量,而试样内的游离甲醛,由于未被水吸收,就没有计入测定的甲醛数值中,因而甲醛释放量的实际值是大于测定值的。试样制备中,国际标准、日本标准与我国的标准GB/T17657-2013完全相同。在进行平衡处理的时候,要注意背景甲醛的浓度必须要低于检测试样所释放出的甲醛浓度,如此才能有效防止试样吸收环境中的甲醛。三种标准的分析方法也基本一致,均选择300ml蒸馏水吸收甲醛气体,吸收时间则定为24h。但干燥器法测定试样的甲醛释放量,测定的精度较为局限,仅可用于工厂产品质量的简单控制,而不适用于产品的质量评价等对精度要求较高的场合。
3.2 穿孔萃取法
本方法主要是借助液-固萃取,首先使用热甲苯将试样中存在的甲醛溶出,随后将其与水展开液-液萃取,如此能够使得甲醛从甲苯中转移到水里,便可以检测水中甲醛的浓度,此时通过计算就能得知试样内的甲醛含量。穿孔萃取法能够将试样中存在的游离甲醛以及因物理吸附而存在的甲醛全溶出在甲苯中,甚至还会使得化学键发生断裂,溶出一定量的通过化学结合而存在的甲醛。因此通过此办法测出的甲醛值并非在日常情况下释放出的甲醛量,测试值通常大于实际值。国内外对于此方法的标准在试样制备、分析环节以及计算上都存在一定的差异。在试样的平衡处理条件中,相较于国际及欧盟的标准,我国选择的标准相对湿度更高,温度更低,这主要是根据我国的国情选择的。各标准的分析过程大致相同,我国的标准对于操作过程的考虑更加全面,萃取操作中,要求加入更多的蒸馏水,以便更好的洗涤穿孔仪以及吸收甲醛,从而提升测量的精准度。各标准对萃取液中的甲醛浓度测定基本相同,差异在于我国与国际的标准均引入了含水率修正系数,可以有效降低含水率给测试结果带来的影响。
3.3 气候箱法
气候箱法是通过将表面积一定的试样放置于温度、空气流速、湿度以及空气置换率都一定的气候箱内,当甲醛从试样中释放到箱内空气中时,定期将箱内的空气抽出,并用水进行洗提,随后再进行甲醛量以及抽取空气的体积的测定,便可得到每立方米空气试样释放的甲醛含量。通过此方法测定试样释放的甲醛情况,由于将环境温度、空气流动情况、湿度等因素纳入考虑中,因而此方法最为接近实际情况,因而此方法也最受国内外推崇,这也是我国法定裁决的主要办法。各标准在在试样制备、分析环节以及计算上都存在一定的差异。在试样的制备上,我国的国标与国际标准完全相同,而美标ASTMD6007-14未规定标准的试样尺寸,但对于不同材料的每平方米测试面积的单位时间内的气体流量做了明确的规定。在各标准中,除了欧盟的标准,其余均要求进行预处理,平衡期间特别注意背景甲醛温度要低于试样的释放甲醛浓度,才能避免出现试样从环境中吸附甲醛的情况。在分析环节中,美标ASTMD6007-14相较于其他标准温度高了2℃,相对湿度则维持在50%上下。我国的国标则与国际要求基本一致。歐盟的标准要求在放置3h后便可进行采样分析,而国际标准与我国的国标均要求放置24h后才可进行采样分析。国际标准要求,每次取样完毕后,应当对吸收溶液的质量进行检测,若损失大于3%,则需要修正。若是测定较低的浓度,则需要适量增加气体的体积,并相应地减小吸收溶液的量[3]。
4 结束语
我国的木质材料甲醛检测标准已经比较完善,这些标准的制定是根据我国国情,综合考虑实际操作情况,并参考了国际标准的可取之处展开的,测试精度较高,并且结果也有一定的保障。在国外的标准中,其对试验过程中的温度变化影响进行了考虑,并且在气候箱法中对于试样材料的材质进行了考虑,这些细节都知道我们学习与借鉴。
参考文献
[1] 冒海燕,朱捷,周定国.国内外木质复合材料甲醛释放量的相关标准及测试方法[J].木工机床,2009(04):32-36+7.
[2] 程丽美,黄慧,彭飞,邓有香.高效液相色谱法与光度法测定人造板中甲醛释放量的对比[J].林产工业,2015,42(12):52-55.
[3] 尹梦婷,邹献武,吕斌,杨帆,付跃进,周勤.国内外木质材料甲醛释放量检测标准比较[J].木材工业,2018,32(01):19-24.