罗文圣1，罗忻2，李继光2，井学伟3
（1.北京盛大华源科技有限公司，北京　100071；2.北京市木材家具质量监督检验站，北京　100075；3.黑龙江省林产工业研究所，哈尔滨　150040）
摘要：针对目前国内室内游离甲醛浓度严重超标的现状，研制开发了一种清除游离甲醛的新材料―甲醛清除膜。探讨了其清除人造板游离甲醛的持续性，载药量、甲醛清除膜的放置方法与用量，人造板的种类等与清除游离甲醛效果的关系，并进行了清除家具中游离甲醛的试验。
关键词：甲醛；甲醛清除膜；人造板；家具
中图分类号：TS664.02　文献标识码：B　文章编号：1009-850X（2005）××-××××-××
Application of Formaldehyde Clearance Membrane for Formaldehyde Elimination in Wood-Based Panels and Furniture
LUO Wen-sheng1, LUO Xin2, LI Ji-guang2, JING Xue-wei3
(1. Shengdahuayuan Technology Co Ltd., Beijing 100071; 2. Beijing Quality Inspection ＆ Supervision Station of Wood Furniture, Beijing 100075; 3. Heilongjiang Province Research Institute of Forest Products, Harbin 150040 )
Abstract: A novel material, Formaldehyde clearance membrane, was developed to reduce the solvent formaldehyde of the interior environment caused by the high formaldehyde emissions from the used glues. The continuity of its formaldehyde elimination, the effect of the amount of additive, the amount of membrane and the relationship between the kinds of wood-based panels and eliminated effect were studied. The trial of formaldehyde elimination has been tested on furniture.
Key words: formaldehyde; Formaldehyde clearance membrane; Wood-Based panels; furniture

　　甲醛已经被国际癌症研究机构（IARC）、美国健康和公共事业部及公共卫生局列为第1类致癌物质。世界卫生组织规定，空气中甲醛的安全浓度为≤0.08ppm/m3（1ppm=1.24mg/m3）。有关部门对全国7个城市的检测统计结果表明，60~90%的家庭空气质量不合格，主要污染源是甲醛和苯。广州市被测住户居室内甲醛的浓度超标率为96.3%，其中约10%的家庭甲醛浓度超出国家标准7~10倍以上。
　　空气中的甲醛主要来源于装饰装修材料、纺织品以及烟草等有机物的燃烧产物。日本横滨国立大学的研究结果表明，人造板中的甲醛释放期为3~15年。为了降低环境中甲醛的浓度，国内外目前采取了以下措施：控制材料中甲醛的释放量、增大换气量、使用空气净化器、喷涂甲醛捕捉剂及使用甲醛吸附纸等。
　　针对目前清除环境中游离甲醛的措施所存在的问题，以及家具和室内装饰、装修材料中甲醛释放周期长的特点，本项目研究了一种清除环境中游离甲醛的新产品——甲醛清除膜。在室内，家具或车内贴、挂或铺一定数量的甲醛捕捉膜，可以经济方便的清除环境中的游离甲醛。
　　1 材料及方法
　　1.1材料
　　甲醛清除膜：北京盛大华源科技有限公司生产；
　　胶合板：市售，柳桉三合板，厚度2.7mm；
　　宝丽板：市售，厚度2.7mm；
　　三聚氰胺浸渍纸贴面刨花板：市售，厚度17.8mm；
　　柜子：市售，背板为宝丽板，其余为三聚氰胺浸渍纸贴面刨花板，外部尺寸和内部尺寸分别为740×580×500，700×540×470 （宽×高×深，单位：mm）。
　　1.2 实验方法
　　1.2.1甲醛清除膜清除游离甲醛的持续性试验
参考《GB/T 17657-1999 人造板及饰面人造板理化性能试验方法》9~11L干燥器法进行甲醛释放量的检测。
　　基材为宝丽板，试件尺寸为150mm×167mm，同时制作3组试件，每组3片，每组试件的单面面积为751.5cm2。甲醛清除膜的载药量为53.4g/m2,尺寸为300 mm×167mm，同时制作2组，每组3片，对折成150 mm×167mm，将宝丽板夹在其中；每次测试结束后，将试件分别放在塑料袋中密封。
1.2.2 载药量、甲醛清除膜的用量与清除游离甲醛效果关系的试验
　　检测方法同上。基材为宝丽板，试件尺寸为150 mm×167mm，同时制作5组试件，每组3片。甲醛清除膜的载药量见表1。B1—甲醛清除膜尺寸为300 mm×167mm，每组3片，对折成150 mm×167mm，将宝丽板夹在其中；B2—甲醛清除膜尺寸为150 mm×167mm，每组6片，将宝丽板夹在其中；B3—甲醛清除膜尺寸为150 mm×167mm，每组3片，放置在宝丽板一侧。
表1 载药量、甲醛清除膜用量与清除甲醛效果的关系 单位：mg/L

　　1.2.3 人造板种类与清除游离甲醛效果关系的试验
检测方法同上。三聚氰胺浸渍纸贴面刨花板试件按《 GB18584-2001 室内装饰装修材料 木家具中有害物质限量》的规定进行封边。每种人造板同时制作3组试件，试件尺寸为150 mm×50mm，每组10片。甲醛清除膜的载药量为41.7g/m2。双面放置——甲醛清除膜的尺寸为300 mm×50mm，每组10片，对折成150 mm×50mm，将人造板夹在其中；单面放置——甲醛清除膜的尺寸为150 mm×50mm，每组10片，放置在人造板一侧。
　　1.2.4 甲醛清除膜清除家具中游离甲醛的试验
　　依据《GB/T 18204.26-2000? 公共场所空气中甲醛测定方法 酚试剂分光光度法》检测未放置甲醛清除膜、放置甲醛清除膜时柜子中的游离甲醛浓度。
　　采样过程为：打开柜门，对柜子中的空气进行置换；关上柜门，用透明胶带密封柜门；24小时后使用QC-2型大气采样仪，将移液管从柜门固定拉手的螺钉孔中插入柜中采样；打开柜门，对柜子中的空气进行置换；在柜子内部分散粘贴SD-FC30甲醛清除膜1.2m2，甲醛清除膜的载药量为43.1g/m2，占柜子内部总表面积的62.4%；关上柜门，用透明胶带密封柜门；24小时后使用QC-2型大气采样仪用同样方法采样。
　　2 结果与讨论
　　2.1甲醛清除膜清除游离甲醛的持续性
　　由表2可知，在持续165天的试验过程中，未放置甲醛清除膜的一组试件甲醛释放量由14.63mg/L降低至7.05mg/L，放置甲醛清除膜的两组试件甲醛释放量在118天后由未测出上升至0.03mg/L，甲醛清除率由100%降低至99.57%。由此可见，甲醛清除膜能够长时间、有效地清除人造板中释放出的游离甲醛。
　　表2 甲醛清除膜清除游离甲醛的效果随时间的变化 单位：mg/L

　　2.2 载药量、甲醛清除膜的用量与清除游离甲醛效果的关系
　　由表1可知，甲醛清除膜的载药量在25.1~76.5g/m2范围内，载药量对清除甲醛的效果没有影响。每1g药剂理论上可以与0.183g甲醛发生化学反应，生成稳定的固体物质，25.1g/m2的载药量足以清除宝丽板中的游离甲醛。甲醛清除膜的使用量相同，使用整块膜从下端包覆试件时的游离甲醛清除率平均值为99.96%，将试件夹在两块与试件尺寸相同的甲醛清除膜中间时，游离甲醛清除率平均值为99.32%，清除效果略有下降。在试件的单侧放置甲醛清除膜时，游离甲醛清除率平均值为94.42%。
　　甲醛清除膜中的吸附剂首先吸附周围空气中的甲醛，之后触媒与甲醛发生化学反应。水分子的羟基与甲醛分子之间有较强的亲和力，对于B2的膜放置方法，从试件下端释放出的甲醛有一部分直接通过干燥器的隔板进入干燥器的底部，被结晶皿中的蒸馏水吸收，使甲醛清除膜的清除效率略有下降。而在B3的膜放置方法时，从另外一侧和试件端部释放出的甲醛在干燥器中扩散，被蒸馏水吸收的甲醛量增大，甲醛清除膜的清除效率更低。
　　2.3 人造板的种类与清除游离甲醛效果的关系
由表3可知，双面放置甲醛清除膜，三种人造板的甲醛释放量没有差别。单面放置甲醛清除膜时，胶合板和宝丽板的甲醛释放量相同，饰面刨花板的甲醛释放量低。其原因一是试件边部长边和下端被胶带密封，甲醛主要通过上端散发到干燥器并向底部扩散的过程中容易被甲醛清除膜吸附；二是基材本身的甲醛释放量较低，从基材散发出的甲醛向干燥器底部扩散的速度降低。
　　表3 人造板的种类与清除甲醛效果的关系 单位：mg/L

　　2.4 甲醛清除膜清除家具中游离甲醛的效果
　　柜子密封24小时后的甲醛浓度为1.63mg/m3，放置甲醛清除膜24小时后的甲醛浓度为0.058mg/m3。放置甲醛清除膜后柜子内部的甲醛浓度降低了96.44%，24小时内达到《GB50325-2001民用建筑工程室内环境污染控制规范》Ⅰ类民用建筑工程≤0.08mg/m3的要求。
　　2.5 甲醛清除膜清除环境中游离甲醛的原理
　　甲醛清除膜由多孔性载体材料、高效吸附剂和触媒组成。多孔性载体材料除承载高效吸附剂和触媒外，其本身大量的羟基和由不同孔径组成的毛细管网，对甲醛有一定的吸附作用。
　　高效吸附剂是由十几种无机化合物经水化、活化反应形成的多孔性物质。在范德华力、吸附剂与甲醛分子之间化学键的共同作用下，甲醛清除膜周围的气态甲醛被吸附到甲醛清除膜中，并在毛细管中凝结。甲醛清除膜是一种厚度为0.08~0.2mm的膜状材料，提供了吸附剂与被吸附物之间最大的接触面（见图1）。
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图1 甲醛清除膜吸附、清除甲醛的过程

　　分布在多孔性吸附剂表面的触媒与甲醛发生化学反应，生成稳定的固体物质，将甲醛固定。每1g吸附剂+触媒，理论上可以与0.183g甲醛发生化学反应，生成稳定的固体物质。一件大衣柜，质量约为45kg，其甲醛释放量以E2级刨花板的30mg/100g计算，总的甲醛含量约为13.5g，载药量为40g/m2的甲醛清除膜2m2理论上可以清除14.6g甲醛。当使用E1级的刨花板时，总的甲醛含量约为4.05g，将刨花板中的甲醛全部清除需要药剂22.1g，即载药量为40g/m2的甲醛清除膜0.6m2。甲醛清除膜的用量为柜子内部表面积的11~37%。
经查阅有毒、有害化学物质手册，生产甲醛清除膜所使用的原辅材料，甲醛清除膜清除甲醛后的固体生成物均不属于有毒、有害、腐蚀性物质，对人体无害。
3 结论
（1）甲醛清除膜是清除人造板和家具中释放出的游离甲醛的有效材料。对人造板的甲醛清除率为99.6~100%。家具中放置甲醛清除膜24小时后，甲醛浓度由超过Ⅰ类民用建筑工程甲醛限量20倍降低至0.058mg/m3的安全浓度。
（2）甲醛清除膜清除人造板释放出的游离甲醛持续时间长，在连续165天的试验中，清除率大于99.57%。
（3）载药量为25~77g/m2时，载药量对甲醛清除膜清除甲醛的效果没有影响。
（4）甲醛清除膜对胶合板、宝丽板、三聚氰胺浸渍纸贴面刨花板等释放出的甲醛的清除效果相同。
（5）使用干燥器法检测时，甲醛清除膜的放置方法及用量对人造板的甲醛释放量有一定影响。
今后，将对药剂配比、反应条件、载药量等与甲醛清除膜孔隙构造的关系作进一步的研究。
4 致谢
部分检测由北京市木材家具质量监督检验站、黑龙江省林产工业研究所、北京市康居室内环境监测站协助进行，在此一并表示感谢。

参考文献：
[1] 甲醛已经成为我国新装修家庭的主要污染.中国室内环境通讯，2005（3）: 7~9.
[2] 周定国.国外人造板甲醛散发研究现状.世界林业研究，1995（5）: 9~17.
[3] 罗发埃尔[德]著,王定选译.人造板和其它材料的甲醛散发.北京：中国林业出版社,1990.
[4] 夏志远.人造板产品游离甲醛问题的思考.人造板通讯，2001（2）: 9.
[5] 吴自强，刘志宏，许士洪.室内甲醛污染控制技术进展.建筑人造板，2000（3）:. 11~14.