人造板甲醛释放量检测方法的分析

孟凡超，胡朋举，张珺穜，白静一

人造板甲醛释放量检测方法的分析

孟凡超，胡朋举，张珺穜，白静一

（国家环保产品质量监督检验中心，河北 石家庄 050000）

人造板材中甲醛的释放严重影响着人体健康，因此研究板材甲醛释放的检测方法可以减少室内污染、保障人体健康。系统地介绍了人造板甲醛释放量检测的几种常用方法，分析了影响检测结果的主要因素，对规范实验室实验操作、提升检测水平具有指导作用。

人造板；甲醛释放量；检测方法

随着经济的发展和人们环保意识的增强，人们对居住环境的要求也不断提高，室内装饰装修已经成为人们关心的热点，由于装饰装修而导致的室内空气污染问题也越来越被大家所重视。因为市面上木材资源不足且价格昂贵，所以价格低、实用性和耐用性强的人造板材变成了室内装饰的首选材料而被广泛应用。人造板材主要包括纤维板、刨花板、胶合板以及细木工板等，这些人造板产品生产过程中多数使用脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、酚醛树脂等甲醛基胶黏剂，来达到增强板材硬度、防虫、防腐的效果。这些胶黏剂在使用过程中会释放游离甲醛污染室内空气，甲醛通过皮肤接触、呼吸等途径进入人体，引发多种疾病。

甲醛释放量是人造板化学性能检测的重要项目之一，因此分析研究人造板甲醛释放量的检测方法，对减少室内污染、保障人体健康具有重要的意义。2017年4月，国家标准委员会发布了《室内装饰装修材料人造板及其制品中甲醛释放限量》（GB 18580—2017）国家强制标准，根据新标准要求，甲醛检测方法统一采用1 m3气候箱法。干燥器法、穿孔法萃取、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1 m3气候箱法的相关性[1]。新标准的实施，既提升了人造板行业产品的环保安全指标，同时又对甲醛释放的检测技术提出了更高的要求。

1 人造板甲醛释放量的检测方法

1.1 气候箱法

气候箱法的原理是将表面积一定的人造板样品放入到温度、相对湿度、空气流速和空气置换率在一定范围内的气候箱中。定期抽取箱内混合气体，将抽出的气体通过两级蒸馏水进行吸收，空气中的甲醛全部溶入水中；根据测定的甲醛含量及抽取的空气体积，计算出每立方米空气中甲醛含量。抽气是周期性的，直到气候箱内的空气中甲醛质量浓度达到稳定状态为止[2]。气候箱法模拟了板材在实际使用过程中受温度、相对湿度、空气置换等因素的干扰，最接近实际使用情况，因此测试结果也最接近真实水平，具有较高的实用价值，被国内外用作仲裁检测方法。但是气候箱法设备投入高、检测周期长、可重复性差、检测成本也高，使其在实际检测中应用较少。因此在试验过程中，应注意以下因素。

1） 气候箱应水平放置在通风良好的环境中，周围须要留有足够的空间进行试验操作、维护以及仪器散热。放入测试样品前，先清洁内舱并测试气候箱中的甲醛背景质量浓度，需满足质量浓度不超过 0.006 mg·m-3。样品放置要垂直气候箱的中心位置，且平行于空气流动方向，样品间距不应小于 200 mm。

2） 试验过程中要实时监控和调节气候箱的温度、相对湿度、空气流量等参数，使其尽量稳定，以提高检测结果的准确性。比色阶段前必须提前矫正比色皿，因为气候箱法要求精度很高，限量值仅为0.124 mg·m-3，因此微小的透射比差异对结果有相当大的影响。

1.2 干燥器法

干燥器法测试的原理是在 20±0.5 ℃的干燥器中，把已知表面积的试件释放出来的气体用一定体积的蒸馏水进行吸收，从而形成甲醛的水溶液，再利用紫外分光光度法测定甲醛质量浓度。干燥器法相较与其他检测方法，所需设备少，主要用到的仪器设备仅为干燥器、紫外分光光度计，因此检测成本低而被广泛使用。但也因为方法过于简单，导致试验结果受外界的干扰很大，重复性差，无法模拟人造板的真实使用情况[4]。因此在试验过程中，应注意以下因素。

1）试件平衡的处理：试件须在20±2 ℃、（65±5）% RH条件下放置7 d或平衡至质量恒定。平衡处理时试件间隔至少25 mm，以便空气可以在试件表面自由循环。环境温度的变化，会导致试样中甲醛胶黏剂的分解速率不同；环境湿度对人造板含水率也有很大影响，含水率越高甲醛胶黏剂水解程度越高，甲醛释放量越高。所以试件平衡过程中要严格控制环境温湿度，以保障测定甲醛释放量时，能反映试样稳定情况下的甲醛释放情况。

2）空白试验：干燥器内不放试件，做空白试验，空白值不得超过0.05 mg·L-1。由于实验室长期进行各种检测活动，空气中含有一定质量浓度的甲醛[3]，因此在试验前要进行通风，用水清洗干燥器和结晶皿并烘干，最大限度的消除室内空气甲醛的影响。

1.3 穿孔萃取法

穿孔法的测试原理是先通过液-固萃取使人造板中的甲醛溶解出来，再通过穿孔器与水进行 液-液萃取把甲醛转移到蒸馏水中，最后采用紫外分光光度法测定甲醛质量浓度。该方法具有很好的选择性，对试验环境温度条件要求不高，测试结果重复性强，检测周期短，能够回收甲苯重复进行利用，检测成本低，因此也是检测人造板甲醛含量的常用方法。但该方法最大的不足是其与在正常情况之下板材的实际甲醛释放量相差极大，并且不适合应用在板材外部有饰面的情况。同时由于实验操作较为复杂，并且以甲苯作为萃取液，因此有一定安全风险。在试验过程中，应注意以下因素。

1）试验前对相关的设备仪器进行检查，保证玻璃仪器尤其是边管的干燥，避免人造板中甲醛胶黏剂的水解程度增加从而使穿孔值增大；校准穿孔萃取仪，确保仪器情况满足检测要求；检查各接口密封情况，避免甲苯外泄，对人体产生毒害并影响甲醛释放量的检测结果；测定空白值，消除试剂、设备引起的系统误差。

2）试验过程中，要按照试验标准进行规范的操作，佩戴专业的防护用具，控制好试验温度，注重现场监控，防止出现虹吸现象。萃取工作结束后，使用蒸馏水对穿孔萃取仪系统进行冲洗，使整个系统的甲醛全部转移到容量瓶中，确保检测结果的准确性。

3）试验结束后，要及时清理现场，做好甲苯等试剂的处理与保存。甲苯试剂要由专人进行回收，将其空瓶密封，并标明试剂名称，运往危险化学品仓库，不得存放在实验室。

1.4 气体分析法

气体分析法的测试原理是将已知表面积的测试样品，安放在规定温度、湿度、压力和空气流量的测试室内，试件释放的甲醛气体与空气充分混合，并被与测试室相连接的吸收瓶中的吸收液充分吸收，用紫外分光光度法测定吸收液中甲醛质量浓度。用测定的甲醛质量浓度、抽样的时间和试件表面积计算出甲醛释放量，以mg·m-2·h-1表示。气体分析法具有快捷、简单的优点，相对气候箱法设备投入少，测试结果可以相对直观地模拟人造板在实际使用过程中甲醛的释放情况。缺点是测试方法不够精细，对于低质量浓度甲醛释放的板材灵敏度和精密度不佳。在试验过程中，要注意以下因素。

1）在试件测试的整个阶段，测试室内的环境条件须要满足标准要求，放置样品前，测试室须要预热至60±0.5 ℃，在整个测试过程中要保证空气流量为60±3 L·h-1，表压力维持在1 000~1 200 Pa，相对湿度≤3%。采样结束后吸收液倒入250 mL的容量瓶内，使用蒸馏水充分地冲洗瓶子和与它联接的管子，使整个系统的甲醛全部转移到容量瓶中。

2）要注意试件第1个小时的甲醛释放量与第2个小时的甲醛释放量的比较。当第1个小时的甲醛释放量低于第2个小时甲醛释放量时（试件温度不能迅速达到60 ℃），则最后结果的计算时间为第2个小时到第4个小时；如果第1个小时的甲醛释放量高于或等于第2个小时的甲醛释放量时，则最后结果的计算时间为4个小时。

2 结束语

人造板在人们生活中的应用越来越广泛，对于人造板材甲醛释放的研究显得尤为重要。在试验过程中，要严格按照标准要求，关注检测过程中的各种影响因素，在实践中不断分析和总结经验，提高检测结果准确性，最终以精准的数据为人造板材的工艺发展提供指导意见。

［1］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[S]．

［2］GB/T 17657—2013，人造板及饰面人造板理化性能试验方法[S]．

［3］张根成，吴建国.浅析人造板甲醛释放量的检测方法[J].山东林业科技，2011（4）：74-76．

［4］黄俊文.人造板甲醛释放量检测方法探究[J].化工设计通讯，2016，42（7）：103．

Analysis on Detection Methods for Formaldehyde Release From Wood-Based Panels

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（National Environmental Protection Product Quality Supervision and Inspection Center, Shijiazhuang Hebei 050000, China）

Formaldehyde emission from wood-based panels has a serious impact on human health, so the study of formaldehyde emission detection methods can reduce indoor pollution and protect human health. In this paper, several common methods of formaldehyde emission detection of wood-based panel were systematically introduced, the main factors affecting the detection results were analyzed, which has a guiding role in standardizing laboratory experiment operation and improving the detection level.

Wood-based panel; Formaldehyde emission;Detection method

2020-04-22

孟凡超（1988-），男，工程师，河北省石家庄市人，2011年毕业于河北科技大学理工学院生物工程专业，研究方向：轻工产品的检测和研究。

X831

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1004-0935（2020）09-1179-03