三種甲醛釋放量檢測方法的比較與評價

彭紅杰

摘? 要：國家標準GB/T 17657-2013《人造板及飾面人造板理化性能試驗方法》對甲醛釋放量的檢測方法分別提到穿孔法、干燥器法和氣候箱法。文章概述上述三種檢測方法的基本原理，通過比較分析得出它們的優點、缺點和適用情景。比較分析結果表明，三種檢測方法在檢測成本、檢測周期、檢測精度、檢測隱患等方面存在差異。建議考慮樣品的甲醛釋放量水平及檢測結果的分散性，從實踐中總結經驗，保證甲醛釋放量的檢測結果的準確性。

關鍵詞：甲醛釋放檢測;穿孔法;干燥器法;氣候箱法

中圖分類號：TS67 文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）29-0126-03

Abstract： National Standard GB/T 17657-2013 "Test Methods of Evaluating The Properties of Wood-based Panels and Surface Decorated Wood-based Panels" mentioned that methods for detecting formaldehyde emission include perforation， dryer and climate box method. In this paper， the basic principle of the above three methods was reviewed. Comparative analysis was used to indicate their advantages， disadvantages and applicable situations. The results showed that the three methods have differences in the inspection cost， detection cycle， detection accuracy and hidden danger. It was suggested that quantity of formaldehyde emission and test dispersion of test results as well as summing up experience from practice should be consideredto ensure the accuracy of the test results.

Keywords： formaldehyde emission detection; perforation methods; dryer method; climate box method

甲醛是被世界衛生組織認定為對人體健康有害的物質之一，同時被認為是極大可能致癌的物質。大量的衛生案例表明，甲醛可以對人的中樞神經系統、呼吸道、視網膜造成不可逆轉的傷害，甚至對兒童的發育造成延滯。人造板在生產過程中大量使用各種黏貼膠劑，尤其是含有大量游離甲醛的脲醛樹脂膠，使得室內空氣污染格外突出。因此，無論是人造板生產商、還是檢測部門、購買方，均應該對人造板進行一定的甲醛含量檢測。甲醛檢測可施行方法有很多種[1]，比如光譜法、電化學法、色譜法、生物學方法、化學方法等，不同國家和地區的執行標準也不相同。學界尚無明確定論何種方法較好，但是國家GB/T 17657-2013標準《人造板及飾面人造板理化性能試驗方法》中明確對甲醛釋放量的檢測方法可使用穿孔法、干燥器法和氣候箱法。這三種方法的工作原理是何？實際應用中有何優劣？以及適合應用于何種場景？通過實際應用與對比分析，針對不同使用場景進行不同的檢測方式，將大大降低檢測成本，提高檢測效率，讓人們更加安心的使用人造板。本文主要研究基于GB/T 17657-2013標準提出的三種甲醛釋放量的檢測方法，對其進行比較分析。

1 常用甲醛釋放量的檢測方法概述

1.1 穿孔法

穿孔法是檢測游離甲醛在人造板中含量的傳統方法，又被稱為穿孔萃取法。標準（GB1850-2001）規定：測定中密度及高密度纖維板、刨花板及定向刨花板中的甲醛釋放量均采取穿孔法。完成穿孔萃取法一般需要以下兩個步驟：

（1）穿孔萃取。將甲苯溶劑煮沸，并把測試板材放置在沸騰的甲苯溶劑中進行蒸煮，使游離甲醛與板材自動分離。通過液-固萃取方式使甲醛從測試板材中溶解出來，再利用穿孔器將溶有甲醛的溶劑與水進行液-液萃取，待甲醛轉溶于水后，對甲醛水溶液進行定量分析。然后通過被測試液的甲醛濃度、試件質量以及試件的含水率等計算出被測試板材的甲醛釋放量。一定要注意甲苯的有毒性，并且具有易揮發性，安全使用甲苯也是采取穿孔法的一大難點。

（2）進行甲醛水溶液的濃度測定。通常選用碘量法或分光光度法進行測定，按標準計算出所測待檢驗人造板材的甲醛釋放量數值。從實際檢測工作應用來看，不同的分析方法對試驗結果將產生不同的影響。比如使用碘量法進行測定高純度的甲醛溶液時會得出較高的精度，但是當被測甲醛溶液中含有其他雜質時，會造成一定的測定偏差。因此標準（GB/T 17657-2013）規定當甲醛含量較低時，優先采用分光光度法。與碘量法相比，分光光度法一般是通過甲醛與乙酰丙酮在過量銨鹽存在下的特征反應，將具有較高的排他性，選擇性很強，少量的其他醛、酮及醇等物質對測定的干擾較小。因此，在對低甲醛釋放量的人造板進行測試時，應優先采用分光光度法。

1.2 干燥器法

干燥器法測試的原理是通過結晶皿中的蒸餾水吸收干燥器干燥測試樣品板材后釋放的甲醛，形成待測試的試件溶液，并通過對此吸收液進行分析，得到的實驗結果便是待測樣品板材的甲醛釋放量。標準（GB/T 18580-2001）規定裝飾單板、膠合板、細木工板、貼面膠合板，以及各種飾面的人造板均需要采用干燥器法進行測定甲醛釋放量。干燥器法同樣也需要分兩個步驟進行：一是收集甲醛;二是測定甲醛濃度，利用分光光度計進行測定樣品溶液的吸光度，通過比對標準曲線來計算甲醛的濃度。綜上所述，可以發現干燥器法的操作相對簡單，檢測周期也相對較短，因此應用非常普遍。但是影響干燥器法測量精度的因素很多，比如天氣和干燥的時間長短、試件板材的密封方式、結晶皿的直徑、吸收容器的容積及含水率等。因此，針對不同目的的檢測使用不同的干燥器法得到的效果更佳[2]。

1.3 氣候箱法

氣候箱法的檢測原理是將1m3表面積的待測樣品板材放入氣候箱內，在各種參數維持在一定的標準水平下，甲醛從待測樣品板材中釋放出來，與箱內空氣充分混合后，抽取氣候箱內含有甲醛的空氣，被抽出的空氣將通過盛有蒸餾水的吸收瓶，待空氣中的甲醛全部溶入水中，則只需要測定吸收液中的甲醛含量以及被抽取的空氣體積，便可以計算出每立方米的空氣中存在的甲醛含量（mg/m3）。從釋放的第7天開始，周期性地抽取箱內空氣，直到氣候箱內空氣中甲醛濃度含量達到穩定狀態，則認為此時氣候箱內空氣的甲醛濃度即為測試值。此法多存在于檢驗檢疫、質量技術監督部門，適用于飾面人造板，包括實木復合地板、浸漬紙層壓木地板、浸漬膠膜紙飾面人造板、竹地板等[3]。標準（GB 18580-2017）更是將1m3氣候箱法作為測定人造板中甲醛釋放量的唯一社會公證測試方法。

2 三種檢測方法的比較分析

根據文獻整理[4-5]和作者的檢測經驗，對三種甲醛釋放量檢測方法的優點、缺點及主要適用場景進行比較，結果見表1。穿孔法的優勢是設備投入小、操作簡單、檢測周期短（3-4小時），適宜加工企業連續化生產的質量控制。就目前而言，人造板生產廠家和家具生產企業大多數采用穿孔萃取法對甲醛釋放量進行檢測作為對原材料出廠和驗收的判別依據。但該檢測方法仍有缺陷。第一，穿孔法在萃取的過程中容易將其它醛類物質釋放出來，導致測試的數據存在誤差。第二，人造板材的含水率誤差也會導致檢測數據存在誤差。第三，人造板由于各生產廠家的涂膠工藝和涂膠設備不同導致其均勻性差，而穿孔法是通過局部采樣，也會導致檢測數據存在誤差。

干燥器法的優點在于設備簡單，操作方便，檢測周期短（24小時），適用于家具制造企業對原材料采購的品質驗收和監控。但是，影響干燥器法的因素很多，比如天氣和干燥的時間長短、試件板材的密封方式、結晶皿的直徑、吸收容器的容積及含水率等。

氣候箱法通過模擬實際使用情況下的典型溫度、濕度以及通風狀況等，最接近于實際使用狀態，檢測結果也最能反映實際情況，因而氣候箱法是一種比較穩定的檢測手段。國家標準中（GB 18580-2017）將氣候箱法作為仲裁的試驗方法，適用于科研檢測機構或家具制造企業生產名貴家具的無損檢測。但它的缺點是測試時間長（10-28天）、設備成本高、可重復性差，其使用范圍受到一定的限制。

因此，三種檢測方法在檢測成本、檢測周期、檢測精度、檢測隱患等方面存在差異。

（1）基于檢測成本分析，穿孔法與干燥器法較為便宜，主要因為其設備成本低，操作較為方便，但是氣候箱法因為設備精度要求較高，導致設備成本與檢測成本高。

（2）基于檢測周期分析，穿孔法與干燥器法的檢測周期相對較短，穿孔法最快3-4小時便可以得出結果，干燥器平均約24小時，但是氣候箱法約需要7天才可以出檢測結果。

（3）基于檢測精度分析，氣候箱法最接近于人造板在實際使用中的真實條件，都與實際情況相一致，檢測結果更加符合實際情況，甲醛釋放量的測試結果更加接近真實水平，具有較高的實用價值;干燥器法可以檢測到人造板向外釋放甲醛的概率大小，但是無法模擬人造板的真實情況，無法做到精確檢測;穿孔法因為無需進行溫度、濕度等預處理，人造板樣品的含水率直接影響檢測結果，導致精度相對較低。

（4）基于檢測隱患分析，氣候箱法與干燥器法相對安全，穿孔法因為使用甲苯作為萃取液，存在較大的安全隱患。

因此，質量檢測部門、企業、個人可以基于實際需要進行相應的方法選擇，表1也有適用場景推薦。

3 結束語

甲醛釋放的測度并沒有最優的測試方法。穿孔法、干燥器法和氣候箱法三種檢測方法各有優缺點。實驗室的溫度、濕度、木材含水率、樣品在實驗室的平衡時間、取樣部位、檢測設備、檢測方法等等因素都可能造成甲醛釋放量檢測結果不確定度。人造板的需求日益擴大，質量也參差不齊。為了達到更加理想的重現性，建議仔細研究標準，同時對使用的方法和條件進行改善。通過先進的科學技術方法，考慮樣品的甲醛釋放量水平及檢測結果的分散性。從實踐中總結經驗，這樣才能保證人造板中甲醛釋放量的檢測結果更加準確，讓人們更加安心的使用人造板。

參考文獻：

[1]劉曉庚，鮑雯鈺，吳俞蓉，等.甲醛測定方法的研究進展[J].理化檢驗（化學分冊），2019，55（05）：577-583.

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[3]王曉明.氣候箱法測定家具甲醛釋放量與實際工況差異的探討[J].計量與測試技術，2019，46（02）：70-72+76.

[4]李煜，李文.人造板中的甲醛釋放及其檢測方法分析[J].江西建材，2017（22）：242+247.

[5]郭飛燕，甘美嬌，徐漫平，等.氣候箱法和干燥器法測試甲醛釋放量的比較分析[J].木材工業，2020，34（03）：37-39.