饰面刨花板VVOC及其气味的分析与活性炭掺杂控释研究

来源 :东北林业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zdt19880709
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为确定饰面刨花板极易挥发性有机化合物(VVOC)的释放组分和质量浓度,鉴别其中的气味特征化合物种类,解决室内装饰材料和家具VVOC释放及“异味问题”。本文以饰面胶黏剂掺杂活性炭前后的不同厚度、不同饰面的刨花板为研究对象,使用15L小型环境舱采集气体,利用气相色谱-质谱-嗅闻联用技术(GC-MS-O)对饰面刨花板释放的VVOC及气味特征化合物进行分析,研究饰面胶黏剂掺杂不同比例活性炭前后不同厚度、不同饰面的刨花板VVOC和气味释放规律,得到以下主要结果:1.饰面刨花板原料中共释放了9种VVOC组分,其中刨花释放种类最少,8 mm、18 mm刨花板所用的刨花分别释放了3种和4种VVOC,基材胶黏剂和饰面胶黏剂释放的VVOC种类最多达8种,其中丙酮、乙醇和正丁醇的质量浓度较高。随厚度增加,刨花板原料用量增加,VVOC质量浓度随之升高。同种厚度的3种不同饰面刨花板中,8 mm厚的刨花板素板(PB)、三聚氰胺浸渍纸饰面刨花板(MI-PB)、聚氯乙烯饰面刨花板(PVC-PB)的VVOC释放种类分别为9种、10种、8种,18 mm厚的PB、MI-PB、PVC-PB的VVOC释放种类分别为9种、10种、8种。不同厚度的刨花板TVVOC释放质量浓度均表现为:18mm>8 mm;PB>MI-PB>PVC-PB,VVOC的主要组分是醇类和酮类化合物,气味强度较高的气味特征化合物为醇、酮、醚、酯。不同厚度、不同饰面条件下,刨花板各个气味特征化合物释放浓度及气味强度存在差异,且气味强度与释放质量浓度和气味阈值有关,不同化合物之间不符合“浓度高则气味强度大”的变化规律。饰面材料对刨花板VVOC和气味的释放有一定的封闭作用,本文中PVC作为饰面材料的封闭作用更优。2.从生产工艺和实践应用的角度考虑,选用“尽量不改变饰面刨花板生产工艺、成本低廉、本身无味”的活性炭作为掺杂剂,根据刨花板多孔结构和VVOC散发速率公式得出,刨花板界面处与环境的接触面(刨花板顶层)是降低饰面刨花板VVOC和气味释放的最佳掺杂位置。活性炭在饰面胶黏剂中可以发挥良好的吸附作用,且随掺杂比例(饰面胶黏剂质量的5%、10%)的提高降低效果更为显著。3.饰面胶黏剂掺杂活性炭可以降低饰面刨花板VVOC质量浓度和气味释放,降低程度除了与吸附特性有关,还与掺杂比例、刨花板厚度和饰面材料有关。活性炭优先吸附质量浓度大的VVOC组分,对丙酮、乙醇、正丁醇吸附性最好,且易吸附分子量大、极性大的组分,对乙酸、1,4-二恶烷、3-甲基-2(5H)-呋喃酮和戊醛等不饱和度较高的化合物吸附性较好。不同厚度、不同饰面条件的刨花板TVVOC质量浓度和总气味强度在整个释放过程中一直处于持续下降的状态,并且呈现出前期释放速率快,后期释放速率逐渐减缓,直至平衡状态。从释放初期到平衡状态,饰面刨花板释放的TVVOC质量浓度和气味强度始终表现为:18mm>8 mm,PB>MI-PB>PVC-PB,活性炭掺杂后饰面刨花板释放的TVVOC质量浓度和总气味强度始终低于掺杂前,并且随活性炭掺杂比例的提高,下降幅度更为显著。活性炭掺杂后饰面刨花板释放TVVOC质量浓度和气味达到平衡状态的时间从第14-28天延长至第21-28天。4.活性炭掺杂前后,不同厚度、不同饰面的刨花板在第1-3个月TVVOC下降梯度较大,3个月后TVVOC质量浓度下降幅度较小,并且活性炭掺杂后饰面刨花板的TVVOC质量浓度始终低于掺杂前,工厂可以在生产制造过程中选用饰面胶黏剂中掺杂活性炭的方法降低刨花板中的TVVOC释放,从而提升刨花板环保等级。
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