板式家具挥发性有机化合物和甲醛释放量检测

戴敏辉 张钰国 陈瑶佳 姜义君

【摘要】为了检测定制板式家具中含有的影响人们身体健康的挥发性有机化合物和甲醛，本文设计了挥发性有机化合物和甲醛释放量的检测实验，介绍了检测材料和设备，分析了检测方法，最后得出检测结果并做出分析结论，以期为定制板式家具挥发性有机化合物和甲醛释放量检测提供参考。

【关键词】板式家具;甲醛;挥发性有机化合物;检测

【DOI编码】10.3969/j.issn.1674-4977.2022.03.016

Detection of Volatile Organic Compounds and Formaldehyde Emission from Panel Furniture

DAI Min-hui，ZHANG Yu-guo，CHEN Yao-jia，JIANG Yi-jun

（Nanjing Institute of Product Quality Inspection，Nanjing Institute of Quality Deveiopment and Advanced Technology Application，Nanjing 211102，China）

Abstract：In order to detect the volatile organic compounds and formaldehyde that affect people's health contained in customized panel furniture，this paper designs the detection experiment of volatile organic compounds and formaldehyde emission，summarizes the detection materials and equipment，analyzes the detection methods，and finally obtains the detection results and analysis conclusions，in order to provide reference for the detection of volatile organic compounds and formaldehyde emission in customized panel furniture.

Key words：panel furniture;formaldehyde;volatile organic compounds;testing

定制板式家具以各种类型板材为家具制作基本材料，能够实现设计、测量、安装等一站式家具制作和应用流程，可以满足消费者的个性化、快捷化、专业化、多样化需求，已经成为一种主流家具形式。但是近年来由定制板式家具导致的室内空气污染问题层出不穷，所以，对定制板式家具中有害物质的检测已被人们重点关注。目前，我国定制板式家具挥发性有机化合物和甲醛释放量的检测标准为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》、GB/T 35607—2017《绿色产品评价家具》。定制板式家具中大部分有害物质的检测需要以这两项标准为依据[1]。

1检测材料和设备

1.1检测材料

本次检测实验的检测样品信息如下：样品1#、2#、3#均为用于定制板式家具制作的人造板材，贴皮饰面类型，厚度均为1.8 cm;为了实现挥发性有机化合物和甲醛释放量检测对照，选择松木原木板材作为样品4#，油漆饰面类型，厚度为2 cm;所有检测样品在生产完毕后均用聚乙烯袋密封，在室温23℃、自然通风条件下储存或运输，有效避免了检测样品在检测实验前被污染，有利于确保检测结果的准确度。

本次检测实验应用的标准溶液和标准物质信息如下：质量分数均超过了99%，均为本地生产制造;2，4-二硝基苯肼吸附管内填充了350 mg表层涂有2，4-二硝基苯肼的硅胶，确保实验标准物质甲醛衍生化性能超过75μg。

1.2检测设备

本次检测实验应用的环境测试舱体积为1000 L，实验过程中的各项信息如下：舱内温度为23℃（上下浮动温度为1℃），相对湿度为50%，空气交换率为1次/h，检测样品表面空气流速为0.1～0.3 m/s，检测样品材料面积为1 m²。本次检测实验应用的检测仪器为热脱附气相色谱质谱仪、质谱检测器5397C、规格为60 m×0.32 mm×0.45 μm的聚二甲基硅氧烷毛细管柱、双通道恒流大气采样仪、高效液相色谱仪。

2检测方法

2.1样品采样

按照挥发性有机化合物和甲醛释放量检测实验条件规定，环境测试舱至少需要运行6 h后才能进行检测实验，判定是否能开展检测实验的依据如下：环境测试舱内空气中挥发性有机化合物含量不超过5 μg/m³。

将检测样品切割成规格适当的小块，如果应用的是人工切割方式，需要用铝箔将切割表面包裹好[2]。随后将检测样品放置到环境测试舱中，分别在环境测试舱运行2h、4h、6h、8 h、12 h、24 h、48 h、72 h、96 h、120 h、144 h、168 h時采集环境测试舱内空气样品。具体应用Tenax TA吸附管采集环境测试舱内空气中的挥发性有机化合物，采样流速为200 mL/min，采样数量为10L;应用DNPH吸附管采集环境测试舱内空气中的甲醛，采样流速为100 mL/min，采样数量为4 L。

2.2挥发性有机化合物采样分析

本次检测实验挥发性有机化合物采样分析方法信息如下：色谱柱信息：DB-1。脱附信息：脱附温度为280℃，冷阱温度为-10℃，冷阱脱附温度为280℃，传输线温度为225℃，脱附时间为10 min，冷阱脱附时间为10 min，气体流量为50 mL/ min，冷阱加热速率为40 ℃/min。升温程序信息：升温至50℃，保持时间为5 min;按照8 t/min的升温速度，升温至250℃。载气信息：纯度超过99.999%的氨气。扫描方式信息：电离能为70 eV，离子数为30～350，离子源温度为250℃。

2.3甲醛采样分析

本次检测实验甲醛采样分析方法信息如下：色谱柱信息：反相C18，柱温为35℃，粒度为5 pm，流速为1 mL/min，检测波长为360 nm，进样量为25 pL，流动相为乙腈和水。洗脱程序信息：将流动相从体积分数为60%的乙腈混合体积分数为40%的水，调整为体积分数为74%的乙腈混合体积分数为26%的水，操作完成时间不能超过36 min;将上述流动相调整为体积分数为100%的乙腈，操作完成时间不能超过20 min，此流动相保持时间为5 min;将上述流动相调整为体积分数为60%的乙腈混合体积分数为40%的水，操作完成时间不能超过1 min，此流动相保持时间为15 min。

2.4暴露阈值

暴露阈值又被称为空气阈值，指的是检测污染物质释放量的临界值，通过对比检测污染物质释放量检测值和暴露阈值的差值，能够判断检测样品的污染物质释放量是否能够达到标准要求[3]。

当检测样品的检测污染物质释放量及模拟浓度已经超过了相应要求的1/2，便说明检测样品中的检测污染物质存在含量超标问题，会对人体健康产生一定威胁[4]。基于此，按照GB 18580—2017、GB/T 35607—2017规定统计I类民用建筑挥发性有机化合物、甲醛暴露阈值。具体统计如下：甲醛暴露阈值小于0.07 mg/m³，苯暴露阈值小于0.06mg/m³，甲苯暴露阈值小于0.15 mg/m³，二甲苯暴露阈值小于0.2 mg/m³，挥发性有机化合物暴露阈值小于0.45 mg/m³。

2.5释放量及模拟浓度计算

本次检测实验通过检测污染物质浓度、模拟浓度来描述检测样品中污染物质的释放量，并且污染物质浓度（C。）、模拟浓度（Cs）会随着材料释放面积的增加而增加，会随着环境体积的增加而减小，会随着换气次数的增加而减小。基于此，通过材料释放面积（对应实际的材料预期用量）、环境体积（对应实际的房间规格）、换气次数（对应实际的房间通风状况），计算检测样品中污染物质的模拟浓度与暴露阈值进行对比[5]。

3检测结果与分析

3.1挥发性有机化合物释放量及模拟浓度检测结果

通过图1可以得出检测样品挥发性有机化合物模拟浓度的整体情况、挥发性有机化合物模拟浓度具体变化与测试时间的关系，具体如下：

1）从整体检测结果方面来看，按照由高到低的顺序排列检测样品挥发性有机化合物模拟浓度依次为样品4#、样品2#、样品1#、样品3#。这是因为样品4#为松木原木板材，并且应用油漆进行装饰，导致样品4#的挥发性有机化合物模拟浓度明显超过了其他检测样品。2）所有检测样品的挥发性有机化合物模拟浓度均在测试时间到达20h（具体时间可以判定为16～17 h左右）之前达到了峰值水平，即模拟浓度最高水平，随后随着测试时间的延长而逐渐降低，趋近于零。3）样品1#在测试时间到达72 h之后，挥发性有机化合物模拟浓度降到了450 mg/m³之下;在测试时间到达120 h之后，降到了225 mg/m³之下。4）样品2#在测试时间到达120 h之后，挥发性有机化合物模拟浓度降到了450 mg/m³之下;在测试时间到达144 h之后，降到了225 mg/m³之下。5）样品3#在测试时间到达24 h 之后，挥发性有机化合物模拟浓度降到了225 mg/m³之下。6）样品4#在测试时间到达144 h之后，挥发性有机化合物模拟浓度降到了450 mg/m³之下;在测试时间到达168 h之后，降到了225 mg/m³之下。

3.2甲醛释放量及模拟浓度检测结果

通过图2和图3可以得出检测样品甲醛模拟浓度的整体情况、甲醛模拟浓度具体变化与测试时间的关系，具体如下：

1）从整体检测结果方面来看，按照由高到低的顺序排列检测样品甲醛模拟浓度依次为样品1#、样品4#、样品3#、样品2#，并且样品1#甲醛模拟浓度与样品2#、样品3#、样品4#甲醛模拟浓度的差距较大。2）所有检测样品的甲醛模拟浓度均在测试时间到达20 h（具体时间可以判定为16～17 h左右）之前达到了峰值水平，即模拟浓度最高水平，随后随着测试时间的延长而逐渐降低，趋近于零。3）尽管样品1#甲醛模拟浓度在测试时间到达24 h之后，呈现为持续下降趋势，但是一直到测试时间到达180 h之后，甲醛模拟浓度依然超过了70 mg/m³，这一数据已经超过了样品3#、样品2#的峰值水平。4）样品2# 在测试时间到达24 h之后，甲醛模拟浓度降到了35 mg/m³之下。5）样品4#、样品3#在测试时间到达120 h之后，甲醛模拟浓度降到了35 mg/m³之下。

4结语

综上，本次实验能够有效检测定制板式家具中挥发性有机化合物和甲醛释放量，并且符合检测标准规定，为检测人造板材有害物质含量超標问题提供了思路和参考依据，有利于在确保定制板式家具制作质量的同时，保障其应用安全程度。该检测方法同样也适用于定制板式家具中其他有害物质检测及评估。

【参考文献】

[1]车燕萍，张滨.全屋定制家具的挥发性有害物质控制标准分析及建议[J].林业机械与木工设备，2020，48（11）：28- 31.

[2]彭友，刘萌萌，彭力争.负离子人造板的甲醛和总挥发性有机化合物释放量研究[J].中国人造板，2018，25（5）：9- 12.

[3]严石.木制家具中VOCs释放特性研究及后处理工艺优化[D].北京：北京林业大学，2020.

[4]闫美红.新家具中挥发性有机化合物（VOCs）的释放评估及承载率模型[D].长沙：湖南大学，2018.

[5]郑焕祺.人造板制品甲醛释放量检测用气候室高精度控制方法研究[D].济南：山东建筑大学，2020.