膠合板工業是人造板工業中一支強大的生力軍 ,特別是在家具制造、室內裝修、車船制造等與人類生活休戚相關的領域里。隨著人工林培育工作的有效開展 ,林業自我造血功能的加強 ,膠合板工業勢必以更加穩健的步伐向前邁進。用于上述領域的膠合板 ,絕大多數采用脲醛樹脂 (以下略稱 UF樹脂 )膠粘劑 ,從而帶來甲醛有毒氣體散發的問題。對此國內外開展了相關研究。
1 膠合板甲醛散發量測試方法研究
膠合板甲醛的散發 ,按照“采集”和“分析”2個步驟進行測試。
1 . 1 采集方法
膠合板甲醛散發采用富集方式進行 ,常用蒸餾水加以吸收。方法很多 ,常分為實驗室法和測試室法兩類。實驗室法種類豐富 ,常見的有穿孔法、WKI法 (又稱廣口瓶法 ,在荷蘭被改進為Roffael法并列入國家標準 )、2 4小時干燥器法等。其它的如 2小時干燥器法 [1 ]、John MHarkin等開發的可視化方法 [2 ]、Ross L hristensen等研制的粉末試樣法 [3 ]等。測試室法 [4]人為控制溫濕及氣流條件 ,模擬實際居室環境 ,具有“仿真”特點 ,正日漸推廣 ,特別盛行于歐洲和北美地區 ,分為 0 . 0 2 m3 、1 m3 、2 0 m3 、40 m3 等規格。我國由南京林業大學自行研制成功 40 m3 測試室 ,已投入運行。
1 . 2 定量分析方法
定量分析方法相對集中 ,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。直接法自動化程度高 ,精度高 ,但成本昂貴 ;間接法則儀器相對低廉 ,但操作相對繁瑣 ,而且人為因素影響大。目前常用的為滴定法 [4, 6],如刨花板國家標準 GB/ T4897- 92規定用碘滴定法進行定量分析
2 膠合板甲醛散發影響因素的研究
膠合板甲醛散發是一個受多因素影響的非穩態過程。從查閱的文獻看 ,研究得較多的有以下 6個方面 ：
(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量會相應降低 ;在低摩爾比 (如 1 . 3以下)時變化不明顯。Myers曾做過相關研究 [7]。有兩點需要指出 :(1)摩爾比相同 ,膠合板甲醛散發量可能不同甚至差異很大 ,這與制膠工藝、膠合板生產工藝等有關 ; (2)并非摩爾比 F/ U值越低越好。F/ U值降低獲得優良的“綠色性能”,在一定程度上是以犧牲膠合板材物理力學性能為代價的 ,如內結合強度可能會降低 ,而厚度膨脹率提高。
(2)空氣交換率 N與裝載度 L的影響
測試室中空氣的交換情況以及被測試樣的多少顯然對甲醛測試值有著很大影響 ,對此 ,Myers作了理論上的總結 [8],把測試室內甲醛濃度與空氣交換率 N、裝載度 L以及時間 T的函數關系描述為 :C(t) ={Ceq/ [1 +(1 / k)· (N/ L)]}· [1 - e-(N+KL) t]其中 ,C(t) 為任意時刻測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為甲醛散發常數。由此數學模型 ,可以跟蹤推測室內甲醛濃度 ,在膠合板甲醛散發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]關于溫度與濕度對膠合板甲醛散發的影響是公認的 ,但在定量描述上存在分歧。
(4)單板預處理
對單板預處理與否 ,在一定程度上會影響到膠合板的甲醛散發[1 0 ]。Colakoglu G曾研究單板干燥工藝對膠合板甲醛散發的影響 ,結論是肯定的。采用物理隔離或化學處理措施 ,均可以提高單板的防御能力。
(5)板子后處理
適當的后續處理 ,可以大幅度降低膠合板甲醛散發量測試值 ,
(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在“素質”如何 ,將直接決定膠合板及其制品在使用過程中的甲醛散發狀況。馬心 ,顏鎮曾有過該方面的研究 [1 1 ],表明溫度越高 ,濕樹脂 ,提高對環境破壞的抵御力。
(3)利用非甲醛類膠粘劑替代 UF樹脂 ,力爭實現甲醛零散發 [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 ,正成為開發現代膠粘劑的焦點。木素膠粘劑的開發 ,既可控制甲醛散發 ,又可變廢為寶 ,充分利用造紙業的酸性黑液。異氰酸酯膠則不失為一種具有優良物理化學性能和環保優勢的膠粘劑。單寧膠則開發紫荊、堅木、松木等內含的豐富的凝縮單寧資源 ,顯著降低了甲醛散發。雖然上述新型膠粘劑在生產應用中尚有一定困難 ,卻具有無與倫比的環保優勢。膠粘劑的改進可謂治根治本的得力措施 ,但新品種的開發非但難度大 ,而且成本高 ,難以被規模小的國內膠合板企業所承受。因此 ,力求性能與成本的兼顧平衡 ,推薦發展復合膠粘劑。
3. 3 板子后處理措施
對成品板進行物理的或化學的二次加工 ,可以獲得很好的效果 ,是優良的補救措施。
3. 3. 1 物理后處理
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