穿孔萃取法對測定甲醛釋放量有什么因素影響？

摘要

  文章采用穿孔萃取法研究不同影響因素對人造板甲醛釋放量檢測結果的影響，結果表明：碘量法和光度法測得的甲醛釋放量差異顯著；甲醛釋放量隨萃取溫度的升高而升高；硫代硫酸鈉濃度、乙酸銨濃度、乙酰丙酮用量對測定結果影響顯著；乙酸銨試劑用量的微小差別對測試結果影響不明顯。

關鍵詞：甲醛穿孔萃取儀，穿孔萃取法，人造板，甲醛釋放量

   隨著人們對室內居住環(huán)境要求的提高，家具及裝修給室內帶來的空氣污染也越來越受到關注，這其中的有害物質主要是人造板中釋放的甲醛。對甲醛釋放量的檢測國內外學者對此做了大量的研究工作。

    國家標準GB18580-2001標準規(guī)定刨花板、定向刨花板、中密度及高密度纖維板中甲醛釋放量的測定均采用穿孔萃取法。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。國家標準GB／T17657．1999標準規(guī)定了萃取液的兩種測試分析方法：碘量法和分光光度法。影響人造板甲醛釋放量測定結果的因素是多方面的，檢測過程中人手操作比較多，檢測結果往往有差別。有鑒于此，本文以中密度纖維板為試驗材料，按國標GB／T17657．1999采用穿孔法進行甲醛的萃取，旨在尋找檢測中不同因素對zui終檢測結果的影響，以使人造板甲醛釋放量檢測結果更符合實際值，為質檢部門、企業(yè)及相關部門提供更為準確的測試結果，也為完善國家檢測標準提供一定的參考依據(jù)。

材料與方法

1．1試驗材料

1．I．1 主要試劑甲苯(c，H，)，分析純；硫代硫酸鈉(Na：S：03·5H20)，分析純；乙酰丙酮(CH3COCH：COCH3)，優(yōu)級純；乙酸銨(CH3COONH4)，優(yōu)級純；甲醛溶液(CH20)，濃度35％-40％。

1．1．2  主要儀器及設備

甲醛穿孔萃取儀，套式恒溫器，滴定管，恒溫水浴鍋，空氣對流干燥箱(恒溫靈敏度±1℃，溫度范圍40—200℃)，干燥器，天平2種(感量0．01和0．000 1 g)。

1．1．3試材將一張中密度纖維板按國家標準GB／T17657-1999在板中間取樣(幅面為600 mm X600mm)，并鋸解成20 nun x20 mm×厚度的數(shù)塊小樣，約3 kg經(jīng)充分混合，用密封袋裝好，以防試樣甲醛釋放和吸濕。

1．2試驗步驟

稱樣及標準溶液配制一萃?。?用碘量法滴定或用分光光度計法按國家標準GB／T17657—1999進行測定甲醛釋放量。具體見表1。

                         表1試驗因子及試驗方案

1．3試驗方案

本研究分別進行七組試驗，探討不同影響因子對同一板材的甲醛釋放量的影響，試驗因子及方案見表1，按表1進行單因素試驗。先進行第二組試驗，用同一萃取儀分別按3種萃取溫度進行3次重復試驗，其他各組試驗以萃取溫度為112。C時的一瓶甲醛吸收液為試驗液，按表1不同水平進行碘量法與分光光度法的測定。每l水平試驗進行3次重復測試，結果取平均值。

2、結果與分析

   由表2中的*組及第二組的結果對比可知，在不同溫度下進行萃取，無論是碘量法測試還是光度法測試，測試結果差異非常顯著，兩種不同測試方法對甲醛測釋放量測試值的影響非常顯著。碘量法測試值平均比光度法測試值略大3 me／100 g。采用碘量法滴定萃取液，是一個氧化還原反應的過程：不僅甲醛參與反應，所有萃取液中所含的其他還原性物質也可參與反應。試樣在甲苯沸騰溫度(110℃)下蒸煮時，纖維素大分子所含還原性基團(如甲氧基)可能斷裂或通過水解而產(chǎn)生醛、酮或醇類產(chǎn)物，經(jīng)穿孔萃取轉移至水中，與碘反應，滴定結果均被視作甲醛。同時，甲苯中的不飽和物在萃取過程中也會轉移到萃取的甲醛待測液中。在碘量法進行定量時可能產(chǎn)生干擾ull，使檢測結果比實際樣板的甲醛釋放量大。

   從*至七組試驗測試值的標準差也可看出，采用碘量法測試的偏差一般高于用光度法測試值的偏差。用分光光度法方法測定甲醛含量具有較高的排他性，是高度特異的，選擇性很強，少量的其他醛、酮及醇等物質對測定的干擾很小，因此測定結果精度高¨¨1I。因此，在實驗中盡量采取分光光度法進行甲醛釋放量的測定。

   萃取溫度為80℃和96℃時試驗測得的甲醛釋放量都低于標準測試條件(甲苯沸騰時)下的測試值，甲醛測試值隨著萃取溫度的降低而降低。試件中的甲醛隨著萃取溫度的提高，甲醛揮發(fā)性增強，同時組成試件的纖維在高溫和甲苯存在的情況下也發(fā)生了一些化學反應，木材中的半纖維素分解，木素中的某些共聚體甲氧基斷鏈而釋放出甲醛。再加上溫度越高，萃取過程中回流液的回流速度也越快，相當于延長了萃取時間，因此導致試件的甲醛釋放量有較大的變化。張劍等u馴也判定人造板中甲醛釋放量的測量不確定度主要來源之一是甲醛釋放的收集過程。因此在測試過程中應更加注意調節(jié)和監(jiān)控甲醛萃取儀的溫度，按國家標準嚴格控制萃取溫度，保持每分鐘30 mL恒定回流速度，使其盡量穩(wěn)定，以提高檢測結果的準確性。

   從第三組試驗的結果可看出，滴定的速度對zui終測試結果影響很小，幾乎可忽略，故在以后的測試中可以通過提高前期滴定速度來縮短試驗時間，提高測試的效率。

   另外，從表2的第四組的結果還可看出，硫代硫酸鈉的濃度對zui終測試的結果有非常顯著的影響，僅次于測試方法的對測試結果的影響。用濃度為0．009 mol／L的硫代硫酸鈉溶液滴定時的測試值接近用標準濃度(0．01 mol／L)滴定的測試值。這是因為用于滴定的硫代硫酸鈉溶液濃度越低，所需用量越多，實驗過程中待測甲醛液顏色的變化也越緩慢、越明顯，更易于觀測和控制。相對的滴定液濃度越高，其用量越少，滴定反應越激烈，過程可控制性越差，結果可信的也就越低，故表現(xiàn)為濃度為0．0“mol／L的硫代硫酸鈉溶液滴定時試驗測試值與差異較大些。因此，在碘量法測試中，可適當將硫代硫酸鈉溶液濃度降低。人為減緩反應速度，增強實驗變化的可觀察性，減少人為操作和控制失誤，從而提高試驗準確度。

   從第五試驗結果可看出，乙酸銨濃度的變化也會對測試結果產(chǎn)生明顯的影響，乙酸銨濃度比標準液濃度降低0．5％，測試值升高近2 mg／100 g，故在使用光度法測試時必須嚴格配制乙酸銨試劑的濃度。

   從第六、七組試驗可見，在光度法測試中，乙酸銨用量的微小差別(相差0．2 mL，約一滴)。對實驗結果有一定的影響，但影響不大。但乙酰丙酮用量的微小差別(相差0．2 mL)對測試結果有顯著的影響。其影響與其他因素相比，此差異對人造板甲醛釋放量的等級評定影響不大。分光光度計采用的是甲醛與乙酰丙酮在過量銨鹽存在時的特征反應，甲醛與乙酰丙酮反應生成二乙酞基二氫盧剔啶，在波長為412 n／13時，它的吸光度zui大¨0l，故在測試時一定要嚴格控制乙酰丙酮用量，保證測試結果的度。

3、結論

3．1對于相同的萃取吸收液，碘量法和光度法測得的甲醛釋放量有非常顯著的差異，前者測試值高于后者測試值，在測試時應優(yōu)先采用光度法。

3．2不同萃取溫度下制得的萃取液，測得的甲醛釋放量差異較大，甲醛釋放量隨萃取溫度的升高而升高。在萃取過程中應按國家標準嚴格控制萃取溫度，保持每分鐘30 mL恒定回流速度。

3．3試劑(硫代硫酸鈉、乙酸銨)的濃度對定量甲醛釋放量有較大的影響，要嚴格按照國家標準配制試劑的濃度。

3．4用光度法測試時，乙酸銨試劑用量的微小差別對測試結果無明顯的影響；乙酰丙酮試劑的用量微小差別對測試結果有一定的影響。