淺談人造板材的甲醛釋放

文海瓊

摘要： 人造板材在室內裝飾裝修中應用非常普遍，其釋放的甲醛嚴重威脅人體健康，因此對于人造板材甲醛釋放的研究顯得尤為重要。本文針對人造板材的甲醛釋放問題進行了解析，分別討論了人造板材甲醛釋放的危害、原因、規律、限量標準和檢測方法，以及人造板材甲醛去除技術。

Abstract： It is very important to study on formaldehyde released from wood-based panel， for the wood-based panel is commonly applied in interior decoration and the formaldehyde released from it is seriously threat to human health. In this paper， the problem of formaldehyde released from wood-based panel is analyzed. The hazards， causes， characteristics， national limit standard， test methods of formaldehyde released from wood-based and formaldehyde removal technology of wood-based are respectively discussed by author.

關鍵詞： 人造板材；甲醛；甲醛釋放

Key words： wood-based panel；formaldehyde；formaldehyde release

中圖分類號：TQ326.51 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）18-0227-02

0 引言

隨著環保理念的提出，人們對室內空氣污染的關注與日俱增。相關數據表明，室內空氣污染物主要是甲醛、氨、苯和放射性物質，其中以甲醛污染為首。人造板材在室內裝修的應用十分普遍，而絕大部分的人造板材如櫸木、大芯板、曲柳等各種密度板、貼面板都含有甲醛，其釋放期可達3至15年。目前對于甲醛釋放的污染治理和控制不容樂觀，甲醛的存在影響著空氣質量以及人體健康，因此，針對人造板材甲醛釋放的研究具有非常重要的意義。

1 甲醛對人體的危害

甲醛是一種無色、易溶、帶刺激性氣味的強毒氣體。研究表明，甲醛可以損害人的肝臟、皮膚、呼吸系統，還能引起中樞神經、免疫系統、內分泌、體內酶活性的改變，甚至致癌、致畸、致突變[1]。國際癌癥研究機構已于2004年將甲醛列為第一類致癌物。

2 人造板材甲醛釋放的原由和規律

2.1 甲醛釋放原由[2]

人造板材的甲醛釋放與其生產過程中使用的木材原料、膠粘劑、生產工藝及環境等因素密切相關。

不同樹種的木材原料，其組成成分不同，直接影響人造板材的甲醛釋放量，如樺木刨花板比云杉刨花板的甲醛釋放量高20%。而同一樹種的樹皮和木材的化學組成也不同，含大量樹皮的刨花板甲醛釋放量很低。

膠粘劑是人造板材甲醛釋放的主要來源。甲醛系膠粘劑一般指酚醛樹脂膠、脲醛樹脂膠和三聚氰胺甲醛樹脂膠。以脲醛樹脂為例，甲醛與尿素反應生成脲醛樹脂，它們之間的反應是可逆的，逆向過程就是水解，逐步水解就放出甲醛。

生產工藝中的刨花形態、熱壓時間與溫度、施膠刨花的含水量、固化劑用量和膠粘劑用量等都影響人造板材甲醛釋放量。例如在相同的條件下鋸屑板的甲醛釋放量比刨削刨花板高出10倍。

人造板采用冷卻后堆放比直接堆放的甲醛釋放量降低44%左右。堆放場地的濕度、溫度、風化、酸堿、光照等環境條件都可以使人造板內固化的樹脂發生降解而釋放出甲醛。

2.2 甲醛釋放規律

為了探討人造板材甲醛的釋放規律，嚴彥等[3]通過建立短期（9小時）和長期（6個月）艙濃度對時間變化的模型，并采用非線性數學擬合進行了相關研究，結果表明：短期模型能夠很好地反映數小時內的甲醛釋放規律，前60分鐘經歷快速增長期，后期趨于平穩；而長期模型在前3周內擬合不理想，后期擬合準確，實驗數據結果能夠很好的預測木質人造板材的甲醛釋放水平，因此評價木質人造板材的甲醛釋放量應在取樣20天后再測量，這樣獲得的結果才能真實可靠。

周連等[4]通過環境測試艙測試人造板甲醛釋放量，研究數據表示甲醛釋放量與溫度呈線性關系，甲醛釋放量與濕度呈拋物線關系，公式如下：

C = 0.637 + 0.082T - 0.070H + 0.0007H2 （1）

式中C為艙內甲醛平衡濃度，mg/m3；T為溫度，℃；H為相對濕度，%RH。

羅曉良[5]研究得出通風情況下室內甲醛平衡濃度的關系式：

C=C0〔KL/（N+K）〕 （2）

式中C為室內甲醛平衡濃度，mg/m3；C0為甲醛初始濃度，mg/m3；K為板材空隙度；N為空氣置換次數；L為室內負荷值。

3 人造板材甲醛釋放限量標準和檢測方法

2017年4月國家質量監督檢驗檢疫總局和國家標準化管理委員會批準頒布GB 18580-2017《室內裝飾裝修材料 人造板及其制品中甲醛釋放限量》，該標準規定室內裝飾裝修材料用的人造板及其制品中甲醛釋放限量值為0.124 mg/m3，與現行的國際標準接軌，限量標識為E1。該標準規范甲醛檢測方法統一采用ISO 12460-1：2007《人造板甲醛釋放量測定 第一部分：1m3氣候箱法》。原標準GB 18580-2001中的干燥器法、穿孔法、氣體分析法僅適用于企業內部的生產控制，且須建立這些檢測方法與1m3氣候箱法的相關性。

1m3氣候箱法把1m2表面積的人造板樣品放入氣候箱內，并將里面的溫度、空氣置換率、空氣流速、相對濕度控制在一定值內，樣品中釋放出來的甲醛與箱內空氣混合，定時抽取混合氣體并將其中的甲醛全部溶入水中，最后通過測定水中甲醛含量換算出甲醛釋放量。整個檢測過程受外界環境的影響程度很低，是一種比較穩定的檢測手段。

干燥器法是把已知表面積的人造板試件放入盛有一定體積水的干燥器中，試件釋放的甲醛被水吸收，24小時后測定水中的甲醛含量。這種方法比較操作，應用十分普遍。但是此方法中的甲醛釋放和吸收屬于靜態擴散過程，當甲醛釋放速率較低，溶劑吸收效果較弱時，測定結果誤差較大。

穿孔法是傳統測定方法，先通過液-固萃取使板材樣品中的甲醛溶解出來，然后通過穿孔器與水進行液-液萃取把甲醛轉移到水中，最后采用分光光度法測定甲醛濃度。該方法具有較高的排他性，選擇性很強。

氣體分析法是將一個已知表面積的人造板試件放入密閉檢測室內，釋放出來的甲醛與檢測室內空氣混合后抽取通過氣體洗瓶，甲醛溶于蒸餾水中，用光度計測定甲醛濃度。該方法快捷方便，但受試樣尺寸和測試溫度的影響，對甲醛釋放量大、且密度不均勻的某些刨花板材料，測量誤差較大。

上述方法均是將人造板釋放的甲醛收集并溶解到水溶液中，再通過分光光度法測定甲醛濃度，目前現有的甲醛濃度檢測方法還有：液相色譜法、氣相色譜法、示波極譜法、電位法、熒光法、化學發光法、拉曼光譜法等，這些方法為高分辨率的甲醛定量測試提供可能。

4 人造板材的甲醛去除技術

由于膠粘劑是人造板材甲醛釋放的主要來源之一，郭曉峰等[6]提出在脲醛樹脂膠生產過程中，通過降低原料配方中甲醛與尿素的摩爾比、應用多次縮聚反應工藝、嚴格控制工藝條件和脫水處理等措施可有效降低游離甲醛濃度。在膠粘劑中加入甲醛捕捉劑亦可降低人造板材的甲醛釋放量。王曉瑞等[7]采用半連續滴加和溶液聚合法的方式引入反應甲醛的氨基，從而合成出一種具有除甲醛功能的水性丙烯酸樹脂。專利CN1188477C提取茶葉中的茶多酚可作為甲醛捕捉劑有效降低甲醛釋放量。針對脲醛樹脂膠制造的中密度纖維板，張運明[8]提出在制備脲醛樹脂膠過程中運用強酸工藝，可以有效降低中密度纖維板的甲醛釋放量。

對于成品人造板材，可以在其表面涂抹甲醛清除劑來降低人造板材的甲醛釋放量。如專利CN1359992A將乙酸、幾丁聚糖的復配的水溶液涂敷在板材表面，幾丁聚糖分子上的氨基和羥基與甲醛反應，此外幾丁聚糖還在板材表面形成薄膜覆蓋在板材表面。

被廣泛應用于室內裝飾裝修的人造板材可通過物理法、生物法、化學法等凈化室內甲醛。物理法包括通風換氣和物理吸附，前者適用于凈化室內低濃度甲醛，后者采用具有較大表面積的活性炭、分子篩等材料作甲醛吸附劑。生物法包括植物和微生物凈化降解法，兩者均是通過生物機能將吸收的室內甲醛轉換成無毒無害的物質。化學法包括等離子體法、催化氧化法和化學吸附法等。李玉華等[9]采用紫外光照射去除低濃度甲醛，用二氧化鈦作為光催化劑，結果表明二氧化鈦光催化氧化法去除甲醛效果明顯；陳華盛等[10]以等離子體技術結合光催化氧化共同去除甲醛的效果明顯高于單一方法；湯進華等[11]研究了化學吸附劑表面含氧官能團對去除甲醛的影響，結果表明含氧官能團的增多有利于提高甲醛吸附效果。

5 結論

人造板材在人們的生活當中得到了廣泛的應用，生產企業應當采用先進技術，提高和改善生產工藝，減少其甲醛釋放量，加快實現人造板材產業的轉型升級和綠色發展；國家相關職能部門需要不斷完善甲醛釋放限

量標準和檢測方法，加強對人造板材的質量監督與管理。更重要的是發展科學、環保、可持續的甲醛去除技術，這是目前社會迫切的需求，也是科研人員未來的研究方向。

參考文獻：

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