胶合板工业是人造板工业中一支强大的生力军,特别是在家具制造、室内装修、车船制造等与人类生活休戚相关的领域里。随着人工林培育工作的有效开展,林业自我造血功能的加强,胶合板工业势必更加稳健的步伐向前迈进。用于上述领域的胶合板,绝大多数采用脲醛树脂(以下略称UF树脂)胶粘剂,从而带来甲醛有毒气体散发的问题。对此国内外开展了相关研究。
胶合板甲醛散发量测试方法研究 
胶合板甲醛的散发,按照“采集”和“分析”2个步骤进行测试。
采集方法
胶合板甲醛散发采用富集方式进行,常用蒸馏水加以吸收。方法很多,常分为实验室法和测试室法两类。实验室法种类丰富,常见的有穿插孔法、WKL法(又称广口瓶法,在荷兰被改进为Roffael法并列入国家标准)、24小时干燥器法等。其它的如2小时干燥器法、John MHarkin等开发的可视化方法、Ross L hristensen等研制的粉末度样法等。测试室法人为控制温湿及气流条件,模拟实际居室环境,具有“仿真”特点,正日渐推广,特别盛行于欧洲和北美地区,分为0.02立方米、1立方米、20立方米、40立方米等规格。我国由南京林业大学自行研制成功40立方米测试室,已投入运行。
定量分析方法
定量分析方法相对集中,可分为直接法和间接法两类。前者如气相色谱法、极谱法、荧光光谱法等到,后者如光度分析法,滴定法等到。直接法自动化程度高,精度高,但成本昂贵;间接法则仪器械相对低廉,但操作相对繁琐,而且人为因素影响大。目前常用的为滴定法,如刨花板国家标准GB/T4897-92规定用碘滴定法进行定量分析。
胶合板甲醛散发影响因素的研究院
胶合板甲醛散发是一个受多因素影响的非稳态过程。从查阅的文献看,研究得较多的有以下6个方面:
UF树脂摩尔的影响
UF树脂摩尔比直接决定脲素与甲醛的反应过程度及树脂混和物中游离甲醛的含量。通常摩尔比F/U值低于2.0。随着F/U什的降低,树脂游离甲散发含水量理和胶合板甲醛散发量会相应降低:低摩尔比(如1.3以下)时变化不明显。Myers曾过做、相关研究。有两点需要指出:(1)摩尔比相同,胶合板甲醛散发量可能不同甚至差于异很大,这与制胶工艺、胶合板生产工艺等有关(2)并非摩尔比F/U值越低越好。F/U值降低获得优良的“绿色性能”,在一定程度上是以牺牲胶合板材物理力学性能为代价的,如内结合强度可能会降低,而厚度膨胀率提高。
空气交换率N与装载度L的影响
测试室空气的交换情况以及被测试样的多少显然对甲醛测试值有着很大影响,对此,Myers作了理论上的总结,把测试室内甲醛浓度与空气交换率N,装载度L以及时间T的函数关系描述为:C(t)={Ceq/[1+(1/k)·(N/L)]}·[1-e-(N+KL)t],其中C(t)为任意时刻测试室中的甲醛气休浓度(ppm);N为空气交换率(Hr-1):L为装载度:K为甲醛散发常娄。由此数学模型,可以跟踪推测室内甲醛浓度,在胶合板甲醛散发理论研究上迈出了重要一步。
温度T与湿度(RH)的影响
关于温度与湿度对胶合板甲醛散发的影响是公主认的但在定里描述上存在分岐。
单板预处理
对单板预处理与否,在一定程度上会影响到胶合板的甲醛散发。ColakogluG曾研究单板干燥工艺对胶合板甲散发的影响,结论是肯定的。采用物理隔离或化学处理措施,均可以提高单板的防御能力。
板子后处理
适当的后续得处理,可以大幅度降低胶合板甲散发量测试值
UF树脂抗水解能力
UF树脂耐湿、耐酸、耐高温和耐老化等内在“素质”如何,将直接着决定胶合板及其制品在使用过程中的甲醛散发状况。马心、颜镇静曾有过该方面的研究,表明湿度越高,湿树脂,提高对环增破坏的抵御力。
利用非甲醛类胶粘剂替代UF树脂,力争实现甲醛零散发。探寻替代树脂,正成为开发现代胶粘剂的焦点。木素胶粘剂的开发,既可控制甲醛散发,又可变废为宝,充分利用造成纸业的酸性黑液。异氰酸酯胶剂在生产应用中尚有一定因难,却具有无与伦比的环保优势。胶粘剂的改时可谓治根治本的得力措施,但新口种的开发非但难度大,而且成高,难以被子规模小的国内胶合板企业所承受。因此,力求性能与成本的兼平衡,推荐发展复合胶沾剂。
板子后处理措施
对成品板进行物理的或化学的二次加工,可以获得很好的效果,是优良的补救措施。
物理后处理
物理后处理法包括涂料涂饰,巾装饰材料,真空处理,热后处理等。涂饰涂料和巾装饰材料被认为是有效的措施。Kazekevicz对甲醛气体于种涂料的穿透性作了研究。结论表明涂料对甲醛的“包覆”性能远远优于木材单板。值得一提的是,一些涂料或贴面材料可以内含甲醛捕捉剂。例如,Kazekevicz等人用NH4CI和尿素水溶液浸清装饰纸后贴面,这种方法,“包覆”与“捕捉”并举,值得推崇。真空处理也生之有效。在板内处压差作用下,“抽吸”出板内作留的游离甲醛气体。曾有真空处理降低刨花板(14mm)甲醛散发量逾30%的报道, 关于胶合板未见相关文献。
热后处理即使用胶合板在热压以后,堆放于后续热处理室,深化树脂的交联固化,降低游离甲醛含水量,增强树脂抗水解的能力。但必须注意,要防止UF树脂在热后处理过程中的逆向水解。
化学后处理
化学后处理续处理方法较多,如氨处理、硫氧化物处理、亚硫酸盐处理等。氨与甲醛能发生化学反应:
6CH2O+4NH3=(CH2)6N4+6H2O-339KLJ生成的物质为名乌洛托平,从而可以降低胶合板游离甲醛含量。瑞典专利(专利号:DOS2903254)在美国Verkor公司获得成功,即FD-EX法。该方法分3个步骤进行:
(1)在35摄氏度下用氨气处理板子:
(2)鼓机脱吸板表余留氨:
(3)用甲醛排除板内余留氨。该方法已研制成处理机,在工艺线中应用,效里明显。另有类似方法(DOS2804514)。这种方法可以在生产工艺线中实施,并实现了机械化自动化,值得在国内开展研究。其它方法不再尽述,有必要指出的是,化学处理可能改变胶合板酸性,从而导致物理学及力学性能的改变。因此,必须权衡利弊,合理运用。 |