穿孔萃取法是測定人造板材中游離甲醛含量的傳統(tǒng)方法，在歐洲提出并為我國采用，其原理是用甲苯通過液—固萃取將試件中甲醛萃取出來，然后通過穿孔器進行甲醛與水的液—液萃取，使甲苯中的甲醛又溶于水，然后在水溶液中進行測定。穿孔萃取法操作簡單，測定時間較短，適用于試件的快速測定。穿孔萃取法實際上時測定人造板中所含的全部可能釋放出來的甲醛。本文對穿孔萃取法測定人造板中游離甲醛含量影響因素進行探討，以供參考。

         1  實驗

         1.1 材料與儀器

         材料：高密度纖維板，刨花板（江蘇玉蘭木業(yè)有限公司提供）。

         試劑：甲苯，碘化鉀，重鉻酸鉀，硫代硫酸鈉，乙酰丙酮，甲醛（35%-40%），乙酸銨（以上均為分析純）。碘化汞，無水碳酸鈉，H2SO4，HCI，NaOH，I2，可溶性淀粉。

         儀器：穿孔萃取儀（上海玻璃儀器廠），0.01g電子天平，0.0001g電子天平，UV1240紫外分光光度計等。

         1.2 測試原理

         GB/T 17657—1999《人造板及飾面人造板理化性能試驗方法》。

         1.3 計算

         甲醛釋放量按下式計算，精確至0.1mg。

               E=（As-Ab）×f×(100+H)×V /M0

         其中：E—每100g絕干試件釋放的甲醛毫克數(shù)，mg/hg；

                    As—萃取液吸光度；

                    Ab—蒸餾水吸光度；
 
                    f—標準曲線的斜率；

                    V—容量瓶體積，2000mL；

                    H—試件的含水率，%；

                    M0—用于萃取試件的質(zhì)量，g

         2  結(jié)果與討論
 
         2.1測定方法對結(jié)果的影響

         GB/T 17657—1999對萃取后得到的甲醛水溶液測試時有兩種方法，即碘量法和分光光度法，兩種方法對實驗結(jié)果的影響見表1。         

 表1 碘量法和分光光度法對結(jié)果的影響

   注：甲苯空白為實驗時不加入試件，直接加甲苯，按GB/T 17657—1999進行測試。    

        從表1可以看出，同一試件用碘量法與用分光光度法進行測定，碘量法測定的結(jié)構(gòu)明顯高于分光光度法測定的結(jié)果。而且甲苯空白碘量法測出的結(jié)果高達2.9mg/hg。碘量法滴定實際上是一種氧化還原反應(yīng)，水中所含的甲醛以及甲苯中其他還原性物質(zhì)一同參加了反應(yīng)，同時試件在甲醛沸騰溫度110℃以上蒸煮時，纖維素大分子所含甲氧基等還原性基團，可能斷裂或通過水解而產(chǎn)生醛、酮或醇類化合物，這些物質(zhì)經(jīng)穿孔萃取轉(zhuǎn)移至水中，與碘反應(yīng)。滴定測試的結(jié)果都被認為是試件中的甲醛。木材中的半纖維素也有可能水解并產(chǎn)生一些還原性物質(zhì)。分光光度法采用的是甲醛與乙酰丙酮在過量銨鹽存在下的特征反應(yīng)，是高度特異的，選擇性很強，少量的醛、酮或醇類化合物對測定的干擾很小。因此，用碘量法測定時做甲苯空白時很有必要的，測試時應(yīng)扣除甲苯空白。筆者建議在實驗中應(yīng)盡量采取分光光度法進行甲醛釋放量的測定。

        2.2 甲苯量對實驗結(jié)果的影響

       GB/T 17657—1999穿孔萃取過程中使用的甲苯量高達600mL，其加入的甲苯量對實驗結(jié)果的影響見表2。

                                                    表2 甲苯量對結(jié)果的影響

       從表2來看，隨著甲苯量的增加，甲醛釋放量的測試結(jié)果有所增加，到600mL及大于600mL時變化不大。GB/T 17657—1999規(guī)定的試件質(zhì)量為105-110g，萃取液甲苯量不能太高也不能太低。甲苯和蒸餾水進行液—液萃取時，雖然水的極性比甲苯高，大部分甲醛能被蒸餾水萃取出來，但如果甲苯量過高，仍有小部分甲醛殘留在甲苯溶液中，這樣測試結(jié)果就會偏小；甲苯和試件進行液—固萃取時，若試件甲醛濃度較高，甲苯量太低，由于甲醛在甲苯中的溶解度是一定的，甲苯就不能將甲醛充分萃取出來。

        2.3 試件質(zhì)量對實驗結(jié)果的影響

        試件質(zhì)量對實驗的影響見表3。GB/T 17657—1999中規(guī)定的試件質(zhì)量為105-110g。

                                               表3 試件質(zhì)量對結(jié)果的影響

       從表3看出，試件質(zhì)量對最終測試結(jié)果幾乎沒有影響，但試件的質(zhì)量不能太小，否則會影響到試件的代表性。

        2.4  回流時間對實驗結(jié)果的影響

        GB/T 17657—1999規(guī)定的回流時間為2h，回流速度為30mL/min。在回流速度一定的情況下，回流時間對實驗結(jié)果的影響見表4。

                                            表4 回流時間對實驗結(jié)果的影響

      從表4看出，在回流速度30mL/min恒定的情況下，當回流時間超過1h后，試件中的甲醛已經(jīng)萃取相當充分，對測試結(jié)果影響不大。

       2.5 試件含水率對實驗結(jié)果的影響

       脲醛膠人造板釋放的甲醛主要來自于木材本身、脲醛膠中的游離甲醛、未固化的膠黏劑釋放的甲醛和已固化膠黏劑水解形成的甲醛。隨著板材含水率升高，膠黏劑可能發(fā)生水解，使甲醛釋放量增加，同時還可能增加板材游離甲醛釋放的速率，因此人造板含水率對甲醛釋放量影響很大。在Jann等人提出了含水率修正系數(shù)，以含水率為6.5%時的測定值為某準值，其他含水率時的測定值乘以一個含水率修正系數(shù)，該修正系數(shù)已經(jīng)在歐洲刨花板和中密度纖維板甲醛檢測標準中得到應(yīng)用。

       我國GB/T 4897—2003《刨花板》和GB/T 11718—1999《中密度纖維板》雖然也采用含水率修正系數(shù)，但是GB 18550—2001《室內(nèi)裝飾裝修材料 人造板及其制品中甲醛釋放限量》沒有考慮該修正系數(shù)的影響。對于人為控制人造板含水率并且不影響其甲醛釋放量，筆者在這方面工作還不夠。但根據(jù)報道，含水率對穿孔值的影響非常顯著，含水率從3%-16%，甲醛釋放量增加很快，穿孔值與含水率呈很好的線性關(guān)系。在含水率為3%-13%的范圍內(nèi)，采用含水率修正系數(shù)是很有必要的。

       3 結(jié)論

      1）分光光度法是高度特異的，選擇性很強，干擾很小，無需做甲苯空白實驗；碘量法滴定是一種氧化還原反應(yīng)，甲苯中還原性物質(zhì)和試件纖維素大分子所含甲氧基等還原性基團對測試結(jié)果影響很大，做甲苯空白實驗必不可少。建議盡量采取分光光度法進行甲醛釋放量的測定。

       2）試件質(zhì)量對實驗結(jié)果幾乎沒有影響，萃取劑甲苯量600mL比較合適，在回流速度30mL/min條件下，回流時間以2h左右為宜。

      3）試件含水率對實驗結(jié)果影響很大，建議對GB 18580—2001強制性標準中的穿孔萃取值進行修正。

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