人造板工業游離甲醛污染及防治

姚麗萍

摘要：人造板工業中，大量使用脲醛、酚醛和三聚氰胺甲醛樹脂作為膠粘劑及飾面浸漬材料，其中應用最多的是脲醛樹脂膠，它在制造和膠合使用過程中會逸出大量游離甲醛，嚴重污染環境，進而對人體產生巨大的危害，因而關注人造板工業游離甲醛散發的環節，以及對它的控制，已成為一項艱巨的任務。

關鍵字： 游離甲醛；刨花板；纖維板；危害；控制

游離甲醛是指在樹脂的制備和使用過程中沒有參加反應，呈游離狀態的甲醛。一般認為這是樹脂在反應不完全時或制得的樹脂結構不穩定，在加熱或在酸性條件下發生水解放出甲醛所致。

人造板工業各產品的生產和使用過程中，持續地散發游離甲醛是對人體的最大危害。甲醛與蛋白質的反應性能很高，是不可逆反應，能生成不溶不融的產物，對人體產生危害。長期接觸甲醛可使皮膚失去彈性，大量攝入會引起視力衰退和肝臟致疾。據測定，只要空氣中含有0.1 mg/m3的甲醛便可聞到其氣味，而當濃度達到2.4—3.6mg/m3時，眼、鼻、喉都將受到刺激，特別是對中樞神經及視網膜具有強烈的刺激作用，且在通風不良的狀況下，易生產疲勞、刺激粘膜、頭痛甚至中毒。根據Einbrodt的研究甲醛在血液和肝臟中會特別迅速地被氧化成為甲酸，當血液中甲酸濃度過高，將使人體PH值變動過大，有可能引起某些器官的酸中毒。

游離甲醛會在空氣中擴散，并且隨著其存在于空氣中的不同濃度，使接觸者出現眼睛和皮膚受刺激、呼吸困難、濕疹、頭痛、惡心乃至昏迷等癥狀并引起各種不良后果。美國科學家曾在空氣中含游離甲醛濃度為0.03—4mg/L的范圍的濃度下，也有約20%的人顯示出輕微癥狀；在約3mg/L時，在達30%的人顯示出中到重的癥狀；老人和小孩在低濃度下，也有引起重癥狀的情況。

人造板生產過程中游離甲醛散發的幾個環節：

一、 刨花干燥時有生成甲醛的可能性

Freudenberg等認為，在酸的作用下，木素結構中有能夠放出甲醛的一種單元。該單元在側鏈上除端部有伯醇基外，還有兩個羥基或者在鄰近苯環處帶有一個羥基。由于木材熱分解時生成直鍵脂及酸，如醋酸和蟻酸。這些酸對木素起水解作用，可能導致木素分解而生成甲醛。木材熱處理時也可以從多聚糖分解出甲醛。眾所周知，木材中的多聚糖Polyosen在酸介質中可轉變為羥甲基糠醛。羥甲基糠醛是個比較不穩定的化合物，在其后續反應過程中可進一步分解為甲醛和糠醛。刨花干燥是在有空氣存在的條件下進行的，所以木素或纖維素的分解產物甲醇有可能變為甲醛。

二、 刨花板生產過程中甲醛的散發

刨花干燥后接著進行施膠，拌膠后的刨花在壓機中經壓力和溫度的作用被制成刨花板。占市場刨花板銷售總量90%的板子是以用得最多的脲醛樹脂生產的。這種樹脂加入酸性固化劑后，在熱的作用下發生縮聚反應。因此，在壓機閉合與松開時，甲醛氣體散發量不同。當松開熱壓板時，短時間內有害氣體散發量突然上升。

三、 刨花板的甲醛延續散發

脲醛樹脂是脲素和甲醛的縮合物。樹脂中甲醛的量隨著尿素：甲醛的摩爾比而變化，通常在40%-50%。甲醛在樹脂中絕大部分已經被縮合，但仍有極少部分是游離的。

控制游離甲醛散發的技術措施：

1.適當提高樹脂的濃度。適當提高脲醛樹脂的濃度，有助于降低游離甲醛量。這是由于低濃度加縮合物在加水分解時，不穩定的羥甲基比較多，因此，低濃度樹脂的甲醛散發量較高。

2.改善固化條件 固化劑的種類和用量對于刨花板的甲醛散發量起著不同的作用，通常是使用NH4Cl與UF樹脂中游離的甲醛反應生成HCl來起固化劑作用的，當降低F/U，若使用的固化劑及添加劑不當，短時間內樹脂就難于均勻固化。

通過以下方法可以用后期處理的方法降低刨花板的甲醛散發量：

1.氨處理對于用氨基類樹脂作為膠粘劑制成的刨花板來說，用氨對其進行后期處理可以顯著地降低板子的甲醛散發量。在處理過程中，氨可以和被處理的刨花板中的游離甲醛起化學反應生成六次甲基四胺。該化合物系中性，性能穩定。氨和甲醛之間的反應是放熱反應：

6CH2O+4NH3 ====C6H12N4+6H2O—81Kcal(339KJ)

在反應過程中，氨還能夠同刨花板中的游離酸反應，導致板的PH值發生變化，從較低值變為較高值。

2.噴灑尿素溶液法通過這種處理刨花板的甲醛散發量大致可以降低30%，假如對處理工藝進行優化選擇，甚至可降低50%以上。尿素的作用：一方面可以和甲醛起化學反應并與之結合；另一方面是尿素在水溶液中熱分解，尤其在酸性條件下，可按下列方程式分解形成銨離子。

CO(NH2)2+H2O+2H+====2NH4++CO2

銨離子可以和甲醛起化學反應生成六次甲醛四銨。如酸和升溫的目的是促進尿素的熱分解。

此外，亞硫酸鈉對于降低板子甲醛散發量的效果是最好的，而且不因其降低甲醛散發量的功效而使板子的膠合強度變壞。

總之，隨著科學技術的飛速發展，人造板工業游離甲醛的污染將會越來越小，人們將會采取更好的方法對它進行防治。

參考文獻：

[1]徐炎華.環境保護概論（第二版）[M].水利水電出版社，2009.

[2] 宋小平.膠粘劑制造技術（第一版）[M].科學技術文獻出版社，2003.

（作者單位：江蘇省泗陽中等專業學校）