木家具中挥发性有机化合物检测技术

作者:未知

  摘 要:随着人们生活水平的提高,木家具在室内装饰中的使用越来越普遍,在木家具中,揮发性有机化合物(VOC)过量存在会危及人们的身体健康,因此有必要就木家具中挥发性有机化合物含量展开分析。文章利用气相色谱—质谱联用分析法对木家具中的挥发性有机化合物进行分析,希望能对家具业的发展带来一定帮助。
  关键词:木家具;环境舱;挥发性有机化合物(VOC)
  1 前言
  在家具有害物质检测中,目前,人们只对甲醛这一有害物质进行检测,并没有对其他有害物质进行限量规定。但室内污染指标中,不仅仅有甲醛,还有苯、TVOC等物质。现阶段,虽然家具标准中明确规定了甲醛含量,但检测方法仅限于部分家具,并没有考虑整体家居中的甲醛含量。再者,由于检测方法会产生浪费,消费者自身将承担很大风险,所以这些方法并不适用。由此,衍生出了环境舱法,该方法在木家具中检测挥发性有机化合物效果较为明显。
  2 不同方法测定木家具中VOC
  当前空气中VOC的测量方法主要有GC气相色谱法、GC-MS气质联用法两种。由这两种分析方法可得:GC-MS检测结果中峰值较多,因此我们说GC-MS的检出限更低,灵敏度相对较高。受到仪器自身、色谱柱、升温程序等多方因素影响,分辨力与灵敏度也会存在一定的误差,不能完全说明GC-MS优于GC。但就物质定性而言,GC-MS优势确实更加突出。在物质定性上GC有一定局限性,只能对VOC进行定性。通过对NIST、NBS对照检索,GC-MS可以查出化合物结构,然后对更多化合物进行定性分析。GC-MS不仅具有色谱分离能力,还有一定的质谱鉴别能力。二者相辅相成,既能提高数据可靠性,还能辨别出更多化合物,这其中就有GC无法辨别的,利用这一点就能对不同混合物开展定性分析。
  3 木家具中VOC种类与分布
  3.1 试验
  1m3环境舱作为样品的存放地,将环境舱温度控制在(23±2)℃,湿度为(45±5)%RH,空气流速为0.1~0.3m/s。然后根据家具外形体积与气候之间的比率得出(a)体积承载率,再按照不同承载率调整舱内的换气率(n),确保单位空气流速为固定值。试验期间,先对目标色谱开展NIST检索,将匹配度大于70%的作为初步定性目标,以这一条件为基础,将标样与目标保留时间进行对比,明确目标种类。最后对苯类化合物、正十一烷、苯乙烯等进行定量分析,在分析期间使用外标法,其他组分计算则依靠甲苯相应系数。
  3.2 材料
  参与试验的样品家具厂商提供,其中包括3件人造板家具,分别编号1、2、3,3件实木家具,分别编号4、5、6,出厂时间在30天以内。
  4 结果
  4.1 人造板家具VOC种类与含量
  人造板家具构成相对简单,主要是由连接件构成。这种家具工艺简单,无胶接、涂抹装饰等挥发性有害物质。人造板家具中,发现的VOC来源于生产期间,具体而言主要为,胶黏剂没有挥发完全,因此我们说人造板中VOC含量与出厂前的挥发处理及密封包装有很大关联。
  针对编号为1、2、3的人造板样品主要用气质联用法分析,筛选出其中高频化合物。人造板家具中,VOC种类相对单一,苯系化合物占比较多,具体含量约为总量的70%,然后含量较多的为酯类化合物,占比总量20%,最后占比相对较少的为烃类化合物,含量约2%。
  4.2 实木家具VOC种类与含量
  实木家具主要材料是实木,将涂有油漆的实木材料进行连接就构成了实木家具。这种家具工艺比较复杂,有害物质也较多。究其原因是在涂油漆过程中,由于时常出现漆膜未干透的情况,而这些就是涂料中的挥发性物质。例如酮类、苯类、醇类等物质,这些物质挥发干净需要较长时间。但在特定高温条件下,这种材料挥发起来更容易。家具在出厂前,若没有经过特别挥发处理,或者存在家具表层出现未干透的情况,很容易会对室内环境造成一定污染。
  在分析4、5、6号实木家具期间,我们得到检测频率较高的几种化合物。从数据中我们知道,VOC在实木家具中的种类较多,含量最多的还是苯系化合物,占比总量65%,醛酮类化合物位居第二,占比约为9%,酯类化合物占比约为4%,烃类化合物占比约为9%,醚类化合物及多元醇占比约为2%。
  5 结语
  综上所述,通过检测木家具中的VOC,可以发现无论是哪种材质的家具,都会挥发出苯系化合物,且含量都在总量的一半以上;然后依次为醛酮类、烃类、醚类、酯类等,这些物质占比较小。此外,为了更好的检测木家具中挥发出来的有毒物质,国家要出台相关家具标准,从本质上解决装饰与环境间的问题,相信随着这类标准的出台,可以促进家具行业的快速发展,便于新材料与新产品的使用,最终有效满足人们日益增长的健康消费需求。
  参考文献:
  [1]宋伟,孔庆媛,李洪枚,李强,李继光.木家具中挥发性有机物的散发传质特性[J].过程工程学报,2013,13(01):1-9.
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