膠合板工業(yè)是人造板工業(yè)中一支強(qiáng)大的生力軍 ,特別是在家具制造、室內(nèi)裝修、車船制造等與人類生活休戚相關(guān)的領(lǐng)域里。隨著人工林培育工作的有效開展 ,林業(yè)自我造血功能的加強(qiáng) ,膠合板工業(yè)勢(shì)必以更加穩(wěn)健的步伐向前邁進(jìn)。用于上述領(lǐng)域的膠合板 ,絕大多數(shù)采用脲醛樹脂 (以下略稱 UF樹脂 )膠粘劑 ,從而帶來(lái)甲醛有毒氣體散發(fā)的問(wèn)題。對(duì)此國(guó)內(nèi)外開展了相關(guān)研究。
1 膠合板甲醛散發(fā)量測(cè)試方法研究
膠合板甲醛的散發(fā) ,按照“采集”和“分析”2個(gè)步驟進(jìn)行測(cè)試。
1 . 1 采集方法
膠合板甲醛散發(fā)采用富集方式進(jìn)行 ,常用蒸餾水加以吸收。方法很多 ,常分為實(shí)驗(yàn)室法和測(cè)試室法兩類。實(shí)驗(yàn)室法種類豐富 ,常見的有穿孔法、WKI法 (又稱廣口瓶法 ,在荷蘭被改進(jìn)為Roffael法并列入國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) )、2 4小時(shí)干燥器法等。其它的如 2小時(shí)干燥器法 [1 ]、John MHarkin等開發(fā)的可視化方法 [2 ]、Ross L hristensen等研制的粉末試樣法 [3 ]等。測(cè)試室法 [4]人為控制溫濕及氣流條件 ,模擬實(shí)際居室環(huán)境 ,具有“仿真”特點(diǎn) ,正日漸推廣 ,特別盛行于歐洲和北美地區(qū) ,分為 0 . 0 2 m3 、1 m3 、2 0 m3 、40 m3 等規(guī)格。我國(guó)由南京林業(yè)大學(xué)自行研制成功 40 m3 測(cè)試室 ,已投入運(yùn)行。
1 . 2 定量分析方法
定量分析方法相對(duì)集中 ,可分為直接法和間接法兩類[5]。前者如氣相色譜法、極譜法、熒光光譜法等 ,后者如光度分析法、滴定法等。直接法自動(dòng)化程度高 ,精度高 ,但成本昂貴 ;間接法則儀器相對(duì)低廉 ,但操作相對(duì)繁瑣 ,而且人為因素影響大。目前常用的為滴定法 [4, 6],如刨花板國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB/ T4897- 92規(guī)定用碘滴定法進(jìn)行定量分析
2 膠合板甲醛散發(fā)影響因素的研究
膠合板甲醛散發(fā)是一個(gè)受多因素影響的非穩(wěn)態(tài)過(guò)程。從查閱的文獻(xiàn)看 ,研究得較多的有以下 6個(gè)方面 ：
(1)U F樹脂摩爾比的影響
UF樹脂摩爾比直接決定尿素與甲醛的反應(yīng)程度及樹脂混和物中游離甲醛的含量。通常摩爾比 F/ U值低于 2 . 0。隨著 F/ U值的降低 ,樹脂游離甲醛含量和膠合板甲醛散發(fā)量會(huì)相應(yīng)降低 ;在低摩爾比 (如 1 . 3以下)時(shí)變化不明顯。Myers曾做過(guò)相關(guān)研究 [7]。有兩點(diǎn)需要指出 :(1)摩爾比相同 ,膠合板甲醛散發(fā)量可能不同甚至差異很大 ,這與制膠工藝、膠合板生產(chǎn)工藝等有關(guān) ; (2)并非摩爾比 F/ U值越低越好。F/ U值降低獲得優(yōu)良的“綠色性能”,在一定程度上是以犧牲膠合板材物理力學(xué)性能為代價(jià)的 ,如內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度可能會(huì)降低 ,而厚度膨脹率提高。
(2)空氣交換率 N與裝載度 L的影響
測(cè)試室中空氣的交換情況以及被測(cè)試樣的多少顯然對(duì)甲醛測(cè)試值有著很大影響 ,對(duì)此 ,Myers作了理論上的總結(jié) [8],把測(cè)試室內(nèi)甲醛濃度與空氣交換率 N、裝載度 L以及時(shí)間 T的函數(shù)關(guān)系描述為 :C(t) ={Ceq/ [1 +(1 / k)· (N/ L)]}· [1 - e-(N+KL) t]其中 ,C(t) 為任意時(shí)刻測(cè)試室中的甲醛氣體濃度 (ppm ); Ceq為平衡濃度 ppm ); N為空氣交換率 (Hr-1 ); L為裝載度 (m2 / m3 ); k為甲醛散發(fā)常數(shù)。由此數(shù)學(xué)模型 ,可以跟蹤推測(cè)室內(nèi)甲醛濃度 ,在膠合板甲醛散發(fā)理論研究上邁出了重要的一步。
(3)溫度 T與濕度 (RH)的影響 [9]關(guān)于溫度與濕度對(duì)膠合板甲醛散發(fā)的影響是公認(rèn)的 ,但在定量描述上存在分歧。
(4)單板預(yù)處理
對(duì)單板預(yù)處理與否 ,在一定程度上會(huì)影響到膠合板的甲醛散發(fā)[1 0 ]。Colakoglu G曾研究單板干燥工藝對(duì)膠合板甲醛散發(fā)的影響 ,結(jié)論是肯定的。采用物理隔離或化學(xué)處理措施 ,均可以提高單板的防御能力。
(5)板子后處理
適當(dāng)?shù)暮罄m(xù)處理 ,可以大幅度降低膠合板甲醛散發(fā)量測(cè)試值 ,
(6)U F樹脂抗水解能力
UF樹脂耐濕、耐酸、耐高溫和耐老化等內(nèi)在“素質(zhì)”如何 ,將直接決定膠合板及其制品在使用過(guò)程中的甲醛散發(fā)狀況。馬心 ,顏鎮(zhèn)曾有過(guò)該方面的研究 [1 1 ],表明溫度越高 ,濕樹脂 ,提高對(duì)環(huán)境破壞的抵御力。
(3)利用非甲醛類膠粘劑替代 UF樹脂 ,力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)甲醛零散發(fā) [1 3 ]。跳出甲醛類合成樹脂 (如 UF、PF、MF等 )劃定的圈子 ,探尋替代樹脂 ,正成為開發(fā)現(xiàn)代膠粘劑的焦點(diǎn)。木素膠粘劑的開發(fā) ,既可控制甲醛散發(fā) ,又可變廢為寶 ,充分利用造紙業(yè)的酸性黑液。異氰酸酯膠則不失為一種具有優(yōu)良物理化學(xué)性能和環(huán)保優(yōu)勢(shì)的膠粘劑。單寧膠則開發(fā)紫荊、堅(jiān)木、松木等內(nèi)含的豐富的凝縮單寧資源 ,顯著降低了甲醛散發(fā)。雖然上述新型膠粘劑在生產(chǎn)應(yīng)用中尚有一定困難 ,卻具有無(wú)與倫比的環(huán)保優(yōu)勢(shì)。膠粘劑的改進(jìn)可謂治根治本的得力措施 ,但新品種的開發(fā)非但難度大 ,而且成本高 ,難以被規(guī)模小的國(guó)內(nèi)膠合板企業(yè)所承受。因此 ,力求性能與成本的兼顧平衡 ,推薦發(fā)展復(fù)合膠粘劑。
3. 3 板子后處理措施
對(duì)成品板進(jìn)行物理的或化學(xué)的二次加工 ,可以獲得很好的效果 ,是優(yōu)良的補(bǔ)救措施。
3. 3. 1 物理后處理
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