穿孔萃取法和小气候箱法检测中密度纤维板甲醛释放量的分析比较

1、穿孔萃取法和小气候箱法检测中密度纤维板甲醛释放量的分析比较第39卷第4期2011年4月林业机械与木工设备V.139N.4FORESTRYMACHINERY&WOODWORKINGEQUIPMENTApr.2011斌骝与前穿孔萃取法和小气候箱法检测中密度纤维板甲醛释放量的分析比较丁沪闽(国家人造板及林4.7-产品质量监督检验中心,福建三明365000)摘要:阐述了中密度纤维板CARB认证的相关规定以及穿孔萃取法和CARB认讧的小气候箱法的特点,通过实例分析了用两种方法检测中密度纤维板甲醛释放量结果的相关性,总结了导致两种检测方法相关性不明显的几种原因.关键词:中密度纤维板;CAR

2、B;穿孔萃取法;小气候箱法;甲醛释放量中图分类号:TS653文献标识码:A文章编号:10014462(2011)04003303AnalysisandComparisonWithPerforatorandSmall-scaleChamberTestingtheFormaldhydeEmissionofMediumDensityFiberboaraDINGHu-min(NationalWoodandForestProductofChemicalQualitySupervisionandInspectionCenter,SanmingFujian365000.China)Abstract:Ther

3、elatedregulationsofmediumdensityfiberrecognizedbyCARBandthecharacteristicofperforatorandsmallscalechamberarepresented.Therelevantresultoftwotestmethodswereanalysedbytheexample.Therewereseveralreasonswhichledtothetwodetectedmethodsunconspieuous.Keywords:MDF;CARB;perforator;smallscalechamber;formaldeh

4、ydeemission中密度纤维板的新标准GB厂rll718009已于2010年4月1日开始实施.与之前的中密度纤维板旧标准GB/T117181999相比,最明显的改变是提高了用穿孔萃取法检测甲醛释放量的要求,同时新增了某些规定,可以选择用三种方法(气候箱法,气体分析法,穿孔萃取法)中的任意一种来检测中密度纤维板的甲醛释放量,取消了E.,E:级甲醛限量级别.统一规定穿孔萃取法检测甲醛释放的限量值为8rag/lOOg,GB/T117l8-2009对中密度纤维板甲醛释放量限量要求如表l所示.按照国家强制性标准GB185802001的要求,中密度纤维板采用穿孔萃取法来进行甲醛释放量的检测.就目前而言

5、,各个质检机构和生产企业基本上都是采用穿孔萃取法来进行中密度纤维板甲醛释放量的检测,该方法对生产企业的MDF产品检验有较好的适用性和指导性.但笔者根据多年检测经验认为这种方法仍收稿臼期:2011-0304表1GB,1rll7182009对中纤板甲醛释放量限量要求气候箱法小型容器法气体分析法干燥器法穿孔法”/rag?m/rag?in/mg?(nl?h)/mg?L-/mg?(1OOg)限量值0.1243.58.0甲醛释放量应符合气候箱法,气体分析法或穿孔法中的任一项限量值,由供需双方协商选择.如果小型容器法或干燥器法应用于生产控制检验,则应确定其与气候箱法之间的有效相关性,即相当于气候箱法对应的限

6、量值有缺陷.问题主要有以下几点:在萃取过程中,保持每分钟30mL恒定的回流速度这一要求就很难精确控制;此方法要求回流时萃取管中液体温度不得超过40,而在整个萃取过程中都在加热,这一要求同样很难控制,特别是在炎热的夏天;在对试件进行萃取时,容易将其它醛类物质提取出来,特别是低甲醛释放量MDF板材的检测误差较大;板材的含水率对检测结果也有很大的影响,对其检测结果必须进行含水率修正,当含水率34林业机械与大于9小于<4时其修正系数为F=0.636+3.12e.n洲.木工设备第39卷表2CARB对甲醛释放量第一个阶段要求与生效日期1CARB认证及小气候箱法简介对于主要在国内销售的中密度纤

7、维板生产企业来讲穿孔萃取法可以满足MDF的检测要求,然而对于出口到美国的中密度纤维板生产企业而言,就必须先通过CARB认证.1.1CARB认证CARB(CaliforniaAirResourcesBoard)是加利福尼亚州空气资源委员会的简称,CARB在2008年6月正式发布了降低复合木制品甲醛排放的有毒物质空气传播控制措施,简称ATCM,其规定出口到美国加州的复合木制品(中密度纤维板MDF,刨花板PB和硬质胶合板HWPW)以及含有复合木制品的成品,甲醛排放量必须达到CARB的规定限量.该法规实施的第一阶段(空气中的甲醛排放量为0.21m)从2009年1月1日正式开始,第二阶段(空气中的甲醛排

8、放量0.1lppm)从2011年1月1日正式开始(8ram以下产品空气中的甲醛排放量0.13ppm,从2012年1月日正式开始).实施后进入加州市场的复合木制品需要有产品合格标签,且合格标签上必须有加州空气资源管理署(CARB)授权的第三方认证机构编号.届时,没有获得该认证的木制品将不得进人加州市场.认证主要是通过CARB认可的第三方认证机陶,比如国内的SGS一香港(第三方认证机构一14),SGS一广州(第三方认证机构一20),北京质量技术监督局和木家具检测中心也是一个被认可的实验室,该实验室隶属于SGS(第三方认证机构一9).中密度纤维板CARB认证的检测方法首选是ASTME133396(2

9、002)(StandardTestMethodforDeterminingFormMdehydeConcentrationsinAirandEmissionRatesfromW00dProductsUsingaLargeChamber),也就是大气候箱法,如果第三方认证机构认为ASTMD600702(2008)<<StandardTestMethodforDeterminingFormaldehydeConcentrationinAirfromWoodProductsUsingaSinailScaleChamber),也就是小气候箱法等效于ASTME133396(2

10、002),则必须建立两者之间的关系.也就是说ASTME1333为主要的检测方法,而与AsTME1333有等效关系的ASTMD600702(2008)作为次要检测方法用于检测f4.1.2CARB认证的两个阶段根据不同木制品的特点,CARB提出了按照时间段分两步对甲醛释放标准进行控制,其中对MDF的两个时间段甲醛释放量要求与生效日期分别见表2和表3t5.第一阶段(PI)MDF甲醛释放标准表3CARB对甲醛释放第二阶段要求与生效日期第二阶段(P2)MDF甲醛释放标准1.3J,气候箱法的特点企业每天都在进行产品的批量生产,产品类型,工艺状况都在动态变化,因此更希望采用方便快捷的检测方法,以达到对过程及

11、产品及时控制的目的.小气候箱法是模拟居室环境,能比较真实地反映有害气体的存在状况.但此检测方法对生产企业的适用性而言还不是很好,因为根据ASTMD600702,小气候箱法检测持续时间至少为10天,第7天开始抽取甲醛进行检测,甲醛释放量的测定每天进行1次,直至达到稳定状态.当测试次数超过4次且最后2次测定结果的差异小于5%时才认为达到了稳定状态,最后2次测定结果的平均值即为最终测定值【6j.此方法检测周期长,成本高,所以目前用小气候箱法来检测人造板产品的国内企业很少,只有科研单位或检测单位采用居多.就各项检测参数而言,国内的小气候箱法与美国的小气候箱法也有区别,其主要区别如表4所示.表4中美两国

12、小气候箱法的参数对比项目中国小气候箱法美国小气候箱法试件承载率/(m?m.)1.0-i-0.02MDF:0.26试样养生条件无(24±3),RH(50±5%)2h±l5n气候箱体积/m1.00.021.0试验温度,qc23±0.525±1相对湿度,%45±350±4空气速度/(m.)0.10.3一空气置换率/I1.0±0.050.5-I-0.05吸收瓶体积/mL2520吸收溶液蒸馏水1%亚硫酸钠溶液空气抽取lo0(L?次)小气候箱:30min±5s抽气速度/(L-min)2l±0.05发色剂乙酰

13、丙酮醋酸氨溶液铬变酸溶液分光光度计波长/nm412580由此可见,虽然检测方法的原理相同,但在试件承载率,试样养生条件,试验温度等方面都还有不同之处_7.第4期丁沪闽:穿孔萃取法和小气候箱法检测中密度纤维板甲醛释放量的分析比较352两种方法检测结果的相关性分析和讨论永林(福建永安林业集团股份有限公司)作为中密度纤维板制造商,在对产品进行CARB认证时,第三方认证机构美国SGS公司(通标标准技术服务有限公司)抽取中密度纤维板并检测其甲醛释放量.同时,企业对所有抽查的样品留样封存,并根据GB/T176571999规定的穿孔萃取法检测中密度纤维板的甲醛释放量,然后将两种方法检测的结果进行对比,分析两

14、种检测方法检测结果的相关性,有关数据如表5所示.表5永林检测结果与SGS检测结果对比2.1对两种检测方法结果的分析和讨论利用检测结果的数据来分析两种检测方法的相关性如图l所示.从图1中可以得出线性回归方程为Y=49.18X+0.4348,R=0.7403,R拟合度较低,因此相关性不是很好.这一结果与东营人造板厂接受第三方美国PSI(ProfessionalServiceIndustriesInc.PittsburghLaboratoryDivision)对中密度纤维板甲醛释放检测结果与企业内部检测结果一致,将东营人造板厂用穿孑L萃取法与PSI采用小气候箱法的检测结果进行相关性分析,也得出不同检

15、测方法的对应关系臻.按照北美人造板制造商协会副主席ChrisLeffel提供的穿孔萃取法测定值(Y)与美国大气候箱法(x)换算的经验公式Y=29.332X+4.2569进行换算93.以x表示表2,表3中的0.21ppm,0.11ppm和0.13ppm,将大气候箱法转换成穿孔萃取法,计算出的结果为10.42rag/100g,7.48mg/100g和8.07mg/100g.中密度纤维板最新国家标准GB厂r117182009对甲醛释放量的要求为8mg/100g,永林穿孔萃取法实测数据除了l4.1mg/100g之外,基本上都小于5mg/100g,产品的甲醛释放量较低.2.2相关性差的主要原因图1两种检

16、测方法的相关性分析笔者根据多年的经验认为相关性差的主要原因有以下几点:人造板自身的均匀性很差,而且每个企业的生产工艺不同,因此很难有一个统一的相关性分析;检测的数据不够多,无法准确得出两种检测结果的相关性;企业内部的检测条件有限和操作者的操作水平以及其它因素的存在,误差难免.3结束语随着中密度纤维板生产企业的快速发展,国家标准也在不断提高中密度纤维板甲醛释放量限量值,从以前分为E级(30mg/100g)和E级(9mg/100g),一直到现在的超E.级(8mg/100g),而且检测方法也逐渐多样化.这就要求我们检验人员要更加熟悉这些新的检测方法,并通过大量的试验数据来分析不同方法检测结果的相关性

17、,为企业提供更加方便,快捷和有效的检测方法.参考文献:1GB/T11718-2009,中密度纤维板Is2GB/T17657一t999,人造板及饰面人造板理化性能试验方法Es.3吴盛富,王莉娟.美国加州严限人造板制品甲醛释放量J:木材【业,2008,22(4):】3一】6.4吴盛富,张娟.美国CARB认证的相关规定JI.中国人造板,2009(7):31-35.5ASTMD600702,StandardTestMethodforDeterminingConcentraioninAirfromWoodProductsUsingsmallScaleChamberS.6GB185802001.室内装饰材料人造板及其制品中甲醛释放限量s.7朱海欧,卢志刚,李翔,等.人造板标准甲醛检测技术和方法解析JJ.木材工业,2009,23(5):3740.8王云林,张杰.对