影响木质——橡胶环保复合材料甲醛释放量的因子分析

辛国兴

（衡水市环境科学研究院，河北 衡水 053000）

影响木质——橡胶环保复合材料甲醛释放量的因子分析

辛国兴

（衡水市环境科学研究院，河北 衡水 053000）

为制备出洁净无毒的木质-橡胶环保复合材料，本文通过相关检测方法对影响木质—橡胶环保复合材料甲醛释放量的主要因子进行了检测，并对检测结果进行了详细的分析。结果表明，木刨花与橡胶颗粒质量比和脲醛胶对该复合材料甲醛释放量影响最大。

木质—橡胶环保复合材料；甲醛；释放量；影响因子

由于脲醛胶对纤维类物质具有良好的适应性和粘结作用且价格低廉，所以在人造板生产和复合材料制备当中得到了广泛地应用，并占据了木材加工用胶黏剂中的主导地位。然而使用这种胶黏剂会释放大量的甲醛，而人造板大多用于家具制造行业，这既会危害人体健康又会造成室内环境污染。

随着人们环保意识的不断提高，制备无害、洁净的木质—橡胶环保复合材料，已成为相关领域的首要任务。

1 木质——橡胶环保复合材料的准备

本文以大兴安岭落叶松木刨花为实验木材，这种木刨花的几何形态为针状刨花，含水率为6.1%～8.9%。橡胶颗粒原材料选用废旧轮胎，用专用机械设备除去废旧轮胎的加强筋之后，制成粒径为1～6 mm的橡胶颗粒［1］。

防水剂采用石蜡溶液，将其与脲醛胶直接混合；固化剂采用氯化铵，将其用蒸馏水按照相应浓度和质量分数为1/5的要求配置成氯化铵溶液，然后再与脲醛胶进行混合。石蜡溶液与氯化铵溶液的施加量均为5 ml/L在检测影响木质—橡胶环保复合材料甲醛释放量因子的实验中，为便于对比，需要了解脲醛胶主要性能指标，包括PH值为弱碱性，具体数值为8～9，黏度为150 MPa·s，密度为1.19×103～ 1.21×103 kg/m3，同时含有质量分数为5/3的固体和一定量的游离甲醛。

2 影响木质——橡胶环保复合材料甲醛释放量因子检测方法

2.1 制备木质—橡胶复合板

首先，对木刨花和橡胶颗粒分别进行胶黏剂处理，以脲醛胶与木刨花的质量百分比来确定木刨花施加脲醛胶的剂量，在橡胶颗粒中施加异氰酸酯，将脲醛胶与异氰酸酯均匀的施加在木刨花和橡胶颗粒中［2］。然后，以手工方式将施胶均匀的木刨花与橡胶颗粒铺成规格为300 mm×300 mm的混合体毛坯，将该毛坯在1.5 MPa压力下加压0.5 min后迅速放入热压机中，热压温度控制在170 ℃左右。热压固化5 min后借助专业工具将板坯厚度调整在12 mm，最终制成木质——橡胶复合板。

2.2 测定甲醛释放量

为保证测量结果的准确性，将实验样品在相对湿度为50%左右，温度在20 ℃左右的环境下采用穿孔萃取法对甲醛释放量进行测定，测量结果分析采用碘量法进行。

将制备好的木质——橡胶复合板锯成多个尺寸为20 mm×20 mm、质量为106 g左右的方块作为实验样品，完成该操作后将样品放在甲苯中进行沸腾蒸煮，保证样品中纤维分子所含基团发生水解或断裂从而产生醇类物质或醛酮类物质［3］。利用穿孔萃取法将该物质转移至水中使其与碘发生反应，滴定后所得物质即被视为甲醛。

3 检测结果与分析

3.1 脲醛胶对木质——橡胶环保复合材料甲醛释放量的影响

根据实验结果显示，当脲醛胶施加剂量增加时，甲醛释放量也随之而增加，这主要是受脲醛胶的合成机理影响。脲醛胶造成甲醛释放量增加的原因主要包括两方面。

第一，醚键断裂产生的甲醛。在脲醛胶的增长分子链中，有一部分是由醚键所形成的。这是因为在碱性环境下，脲醛胶的缩聚过程通过形成醚键来增长分子链更为容易实现。但是醚键具有不稳定性，这使得脲醛胶在使用过程中极易分解产生甲醛，从而增加甲醛的释放量［4］。

第二，原材料中释放的游离甲醛。由于尿酸与甲醛之间进行的加成反应是一个可逆平衡过程，这就意味着在脲醛树脂中将永远存在游离甲醛，且这部分游离甲醛会在材料的使用过程中逐渐释放出来。

3.2 木刨花与橡胶颗粒质量比对甲醛释放量的影响

通过对实验数据分析发现，当异氰酸酯施胶量保持不变、脲醛胶的施胶量为8%、木刨花与橡胶颗粒质量比为50 / 50时，木质——橡胶环保复合材料甲醛的释放量最小。随着木刨花与橡胶颗粒质量比的不断增大，甲醛释放量也逐渐随之而增大。这主要是受脲醛胶施胶量的增加所致。由于木质—橡胶复合板在制备过程中，木刨花和橡胶颗粒胶黏剂采用的是分别施胶法，所以当材料中的木刨花总量增加时，脲醛胶的施胶量也会相应增加，从而造成甲醛释放量的增大。

由此说明，脲醛胶和木刨花与橡胶颗粒之间的质量比是木质——橡胶环保复合材料甲醛释放量两个最为显著的影响因子。因此，要想制备出甲醛释放量低的木质—橡胶复合板，就需要重点针对这两个影响因子进行解决。

4 总结

综上，在今天绿色低碳、环保节能理念的大力推行下，研究木质——橡胶复合材料甲醛释放量的影响因子，进而采取有针对性的、有效的措施来降低甲醛释放量，对减少室内环境污染，保证人们生活健康具有十分重要的意义。

［1]胡建鹏. 基于改性工业木质素制备环境友好型木质复合材料的研究［D］. 东北林业大学，2013.

［2]李辉. 环境舱法研究家具有害物释放及其影响因子［D］. 北京林业大学，2010.

［3]崔勇. 杨木刨花/废旧橡胶粉复合材料的工艺研究［D］. 东北林业大学，2011.

［4]徐信武，陈玲，刘秀娟，周秉亮，杨勋，沈金祥，王世民.木材——橡胶功能复合材料的研究进展［J］. 林业科技开发，2014，02：1～6.

（P-01）

欧励隆推出橡胶用炭黑新品

近日，在于美国俄亥俄州克利夫兰举行的国际弹性体会议上，欧励隆工程碳向美国市场重点推介了两个橡胶用炭黑新品种，旨在降低滚动阻力，进而提高卡车轮胎胎面胶的燃油效率。

据悉，命名为Ecorax 204和Ecorax 206的炭黑新品种，专门针对新一代的轮胎设计，以帮助满足美国环保署（EPA）调高的轿车燃油经济性指标，支持针对卡车的SmartWay技术项目。Ecorax 204的表面积甚低，而结构却特别高，可赋予胶料高橡胶补强（模量和硬度）和低滞后；Ecorax 206则具有极低的表面积和低结构，但同时却保持了高分散度，允许高填充量并提供良好的补强性能。

摘编自“中国塑料网”

Analysis of factor affecting formaldehyde emission of wood-rubber environmentally friendly composite

TS653

1009-797X（2016）02-0042-02

A

10.13520/j.cnki.rpte.2016.02.013

辛国兴（1975-），大学本科，毕业于济南大学环境工程专业，工程师，从事环境评价、清洁生产审核及环境工程治理工作。

2015-11-21