板材中游离甲醛的检测

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(天津开发区建设工程试验中心，天津 300457)

引言

在人造板材生产和应用的过程中，游离甲醛释放量已经成为人们日益关注的一个问题。GB 50325—2010(2013年版)《民用建筑工程室内环境污染控制规范》规定：以植物纤维为原料，经机械加工分离成各种形状的单元材料，再经组合并加入胶粘剂压制而成的板材，称为人造木板，包括胶合板、纤维板、刨花板等。饰面人造木板是以人造木板为基材，经涂饰或复合装饰材料面层后的板材[1]。可见在人造板材生产过程中，需要加入大量的胶粘剂。而胶粘剂的主要成分是由甲醛和尿素合成的尿醛树脂，虽然其本身是无毒无害的，但是由于生产工艺水平的不同，甲醛溶解到尿素中的程度也不同。甲醛在高温生产过程中，大部分已反应生成了胶，对人体已经没有危害。但还有小部分未参加反应的甲醛，就变成了游离甲醛。随着时间、温度、湿度的变化，这些游离甲醛缓慢地向室内释放，成为室内空气质量的主要污染源。

1 甲醛的危害

甲醛是一种无色具有强烈刺激性的有害气体，易溶于水、醇和醚，35%～40%的甲醛水溶液叫做福尔马林。甲醛在常温下是气态，通常以水溶液的形式出现。在室温时极易挥发，并随温度的上升挥发速度加快。甲醛是一种对眼部、呼吸及神经、内分泌系统均具有较高毒性的物质，长期接触可引起鼻腔、口腔、咽喉、皮肤和消化道癌症。在我国有毒化学品优先控制的化学品名单中甲醛高居第二位，世界卫生组织将其列为危险致癌物和致畸物质。

2 甲醛的检测方法

GB 18580—2001《室内装饰装修材料人造板及其制品中甲醛释放限量》规定：刨花板、定向刨花板、中密度及高密度纤维板等采用穿孔萃取法测定甲醛释放量；胶合板、装饰单板贴面胶合板、细木工板等采用干燥器法测定甲醛释放量；饰面人造板(包括浸渍纸层压木质地板、实木复合地板、竹地板、浸渍胶膜纸饰面人造板等)采用气候箱法和干燥器法测定甲醛释放量；当发生争议需要仲裁时，应采用气候箱法测定甲醛释放量。依据检测出的游离甲醛释放量限量对板材进行分级。E1为可直接用于室内的人造板，E2为必须饰面处理后允许用于室内的人造板[2]。

2.1 穿孔萃取法

2.1.1 检测原理

首先穿孔萃取，将游离甲醛从板材中全部分离出来，然后用碘量法或光度法测定甲醛水溶液的浓度。这里应当指出的是，对低甲醛释放量的人造板，应优先采用光度法测定。

2.1.2 标准指标

E1级板≤9 mg/100 g，E2级板≤30 mg/100 g。

2.1.3 操作注意事项

(1)试验时必须进行试件含水率的测定，再依据含水率对检测结果进行修正，含水率越高，甲醛释放量越多。

(2)甲苯蒸气与空气易形成爆炸性的混合物，在整个加热萃取的过程中，必须有专人看管，以免发生意外事故。

(3)在萃取结束时，应使仪器迅速冷却，此时三角瓶中的液封水会通过冷凝管回到萃取管中，起到洗涤仪器上半部的作用。

(4)避免吸收甲醛的水溶液通过小虹吸管进入烧瓶，萃取管的水面不能超过最高水位线。

(5)萃取过程中若有漏气或停电间断，会影响试验结果的准确性，必须重新进行试验。

(6)即使在药品、设备、人员均未发生变化的情况下，甲醛标准曲线也必须每周用标准物质检查一次，这是因为检测环境的温湿度对检测结果的准确性影响明显。

邵小龙等[28]通过低场核磁技术检测掺有大豆油的冷榨、热炸、精炼的芝麻油，3种掺伪油的最低检出限分别为10%，5%，5%，在一定程度上能够较好地区分芝麻油和大豆油样品，但是低场核磁检测仪不能满足广大消费者的需求。

2.2 干燥器法

2.2.1 检测原理

首先收集甲醛，在干燥器中释放出的甲醛被蒸馏水吸收，作为试样溶液。然后用分光光度计测定试样溶液的吸光度，由预先绘制的标准曲线求得甲醛的浓度。

2.2.2 标准指标

E1级板≤1.5 mg/L，E2级板≤5.0 mg/L。

2.2.3 操作注意事项

(1)必须严格控制试件尺寸。此方法在样品四周封边的情况下，主要是通过板材表面向外释放甲醛，与板材的厚度无关。如果样品尺寸不准确，将直接影响甲醛的释放量。

(2)所用干燥器的容积应为9～11 L。若容积太大，则释放到干燥器中的甲醛气体浓度被稀释。若容积太小，则释放到干燥器中的甲醛气体浓度被浓缩。只有选用容积在规定范围内的干燥器，才能保证试验结果的准确性。

(3)测定装置在20 ℃±2 ℃下放置24 h的规定必须严格遵守，温度越高，甲醛释放越快。在测定装置内湿度一致的情况下，控制好温度和时间，才能使检测结果具有可比性。

2.3 气候箱法

2.3.1 检测原理

将1 m2表面积的样品放入恒温恒湿和内部空气循环系统的气候箱内，甲醛从样品中释放出来，定期抽取箱内空气并经一装有水溶液的吸收瓶吸收甲醛。测定吸收液中甲醛含量及抽取的空气体积，计算每m3空气中的甲醛量。

2.3.2 标准指标

E1级板≤0.12 mg/m3。

2.3.3 操作注意事项

(1)在试验全过程中，气候箱内的温度应保持在(23±0.5)℃，相对湿度保持在(45±3)%，空气置换率为(1.0±0.05)h-1，试样表面空气流速为(0.1～0.3)m/s。

(2)抽气是周期性的，直到气候箱内的空气中甲醛浓度达到稳定状态为止，即最后两次测量结果的偏差<5%。

(3)样品四周用不含甲醛的铝胶带密封。

实际上，穿孔萃取法测定的人造板中甲醛的含量，既有游离状态的甲醛，还包括处于结合状态的甲醛，所以国标对其含量结果要求比较宽松。而干燥器法测定的甲醛含量仅仅指处于游离状态的甲醛，是人造板中甲醛的释放量，相对而言较为严格。因此，两者的测试值有一定的差别。

穿孔萃取法中的碘量法比光度法测定值高，是因为碘量法滴定是一种氧化还原反应，水中所含的甲醛以及其他还原性物质一同参加了反应，同时碘量法检验还会受到甲苯质量的影响。与碘量法相比，光度法采用的是甲醛与乙酰丙酮在过量铵盐条件下的特征反应，其选择性很强，少量的醛、酮及醇等物质对测定干扰很小。因此，为了使测试结果客观公正，在穿孔萃取法中应优先采用光度法，尤其是甲醛含量较低时。

气候箱法的检测原理更接近板材实际使用时甲醛释放的真实情况，其测量结果也最满足人们设置该检测项目的需要，但这种方法的检测周期较长，检测持续时间至少为10 d，最长为28 d。

3 结语

由于人造板材自身的特性，选用何种检测方法测定甲醛的释放量，实验室的温度、湿度条件，样品在实验室放置的时间，空白试验结果等因素，都会对最终的检测结果产生影响。为了使检测结果具有更好的复现性，要求检测人员要仔细研究实验的各个环节，并不断总结改进，防止检测结果偏差过大，以达到准确测定板材中甲醛释放量的目的。

参考文献：

[1] GB 50325—2010(2013年版)，民用建筑工程室内环境污染控制规范[S].

[2] GB 18580—2001，室内装饰装修材料人造板及其制品中甲醛释放限量[S].