人造板工业游离甲醛污染及防治

2012-04-29姚丽萍

群文天地 2012年8期

姚丽萍

摘要：人造板工业中，大量使用脲醛、酚醛和三聚氰胺甲醛树脂作为胶粘剂及饰面浸渍材料，其中应用最多的是脲醛树脂胶，它在制造和胶合使用过程中会逸出大量游离甲醛，严重污染环境，进而对人体产生巨大的危害，因而关注人造板工业游离甲醛散发的环节，以及对它的控制，已成为一项艰巨的任务。

关键字：游离甲醛；刨花板；纤维板；危害；控制

游离甲醛是指在树脂的制备和使用过程中没有参加反应，呈游离状态的甲醛。一般认为这是树脂在反应不完全时或制得的树脂结构不稳定，在加热或在酸性条件下发生水解放出甲醛所致。

人造板工业各产品的生产和使用过程中，持续地散发游离甲醛是对人体的最大危害。甲醛与蛋白质的反应性能很高，是不可逆反应，能生成不溶不融的产物，对人体产生危害。长期接触甲醛可使皮肤失去弹性，大量摄入会引起视力衰退和肝脏致疾。据测定，只要空气中含有0.1 mg/m3的甲醛便可闻到其气味，而当浓度达到2.4—3.6mg/m3时，眼、鼻、喉都将受到刺激，特别是对中枢神经及视网膜具有强烈的刺激作用，且在通风不良的状况下，易生产疲劳、刺激粘膜、头痛甚至中毒。根据Einbrodt的研究甲醛在血液和肝脏中会特别迅速地被氧化成为甲酸，当血液中甲酸浓度过高，将使人体PH值变动过大，有可能引起某些器官的酸中毒。

游离甲醛会在空气中扩散，并且随着其存在于空气中的不同浓度，使接触者出现眼睛和皮肤受刺激、呼吸困难、湿疹、头痛、恶心乃至昏迷等症状并引起各种不良后果。美国科学家曾在空气中含游离甲醛浓度为0.03—4mg/L的范围的浓度下，也有约20%的人显示出轻微症状；在约3mg/L时，在达30%的人显示出中到重的症状；老人和小孩在低浓度下，也有引起重症状的情况。

人造板生产过程中游离甲醛散发的几个环节：

一、刨花干燥时有生成甲醛的可能性

Freudenberg等认为，在酸的作用下，木素结构中有能够放出甲醛的一种单元。该单元在侧链上除端部有伯醇基外，还有两个羟基或者在邻近苯环处带有一个羟基。由于木材热分解时生成直键脂及酸，如醋酸和蚁酸。这些酸对木素起水解作用，可能导致木素分解而生成甲醛。木材热处理时也可以从多聚糖分解出甲醛。众所周知，木材中的多聚糖Polyosen在酸介质中可转变为羟甲基糠醛。羟甲基糠醛是个比较不稳定的化合物，在其后续反应过程中可进一步分解为甲醛和糠醛。刨花干燥是在有空气存在的条件下进行的，所以木素或纤维素的分解产物甲醇有可能变为甲醛。

二、刨花板生产过程中甲醛的散发

刨花干燥后接着进行施胶，拌胶后的刨花在压机中经压力和温度的作用被制成刨花板。占市场刨花板销售总量90%的板子是以用得最多的脲醛树脂生产的。这种树脂加入酸性固化剂后，在热的作用下发生缩聚反应。因此，在压机闭合与松开时，甲醛气体散发量不同。当松开热压板时，短时间内有害气体散发量突然上升。

三、刨花板的甲醛延续散发

脲醛树脂是脲素和甲醛的缩合物。树脂中甲醛的量随着尿素：甲醛的摩尔比而变化，通常在40%-50%。甲醛在树脂中绝大部分已经被缩合，但仍有极少部分是游离的。

控制游离甲醛散发的技术措施：

1.适当提高树脂的浓度。适当提高脲醛树脂的浓度，有助于降低游离甲醛量。这是由于低浓度加缩合物在加水分解时，不稳定的羟甲基比较多，因此，低浓度树脂的甲醛散发量较高。

2.改善固化条件固化剂的种类和用量对于刨花板的甲醛散发量起着不同的作用，通常是使用NH4Cl与UF树脂中游离的甲醛反应生成HCl来起固化剂作用的，当降低F/U，若使用的固化剂及添加剂不当，短时间内树脂就难于均匀固化。

通过以下方法可以用后期处理的方法降低刨花板的甲醛散发量：

1.氨处理对于用氨基类树脂作为胶粘剂制成的刨花板来说，用氨对其进行后期处理可以显著地降低板子的甲醛散发量。在处理过程中，氨可以和被处理的刨花板中的游离甲醛起化学反应生成六次甲基四胺。该化合物系中性，性能稳定。氨和甲醛之间的反应是放热反应：

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

在反应过程中，氨还能够同刨花板中的游离酸反应，导致板的PH值发生变化，从较低值变为较高值。

2.喷洒尿素溶液法通过这种处理刨花板的甲醛散发量大致可以降低30%，假如对处理工艺进行优化选择，甚至可降低50%以上。尿素的作用：一方面可以和甲醛起化学反应并与之结合；另一方面是尿素在水溶液中热分解，尤其在酸性条件下，可按下列方程式分解形成铵离子。