2.2不同湿度条件下甲醛舱稳定浓度曲线模型

实验表明,随湿度的增加舱稳定浓度逐渐升高,说明细木 工板中甲醛释放量随湿度的增高而增大,当环境相对湿度为 30%时,“舱稳定浓度”为1.94mg/Nni3,当湿度升高至80%时, “舱稳定浓度”升至4.45mg/Nin3,相对湿度每升高10%,舱内 甲醛浓度平均增高0.5mg/Nni3。对不同湿度条件下舱稳定浓 度变化进行曲线拟合,以湿度为自变量X,舱稳定浓度作因变 量Y,发现其变化符合一阶指数曲线模型:1.34 + 0.23 e3 30*(«2 = 0.99)o

3讨论

木质板材内部甲醛向室内空间释放包括两个过程13]:① 板材内部甲醛分子向表面迁移;②板材表面的甲醛分子穿过 气固界面层扩散到气相中。一般情况下,过程②的扩散速度 远大于过程①的迁移速度,因此,过程①就成为甲醛释放的控 制步骤。在实验的初始阶段,舱内甲醛浓度与板材表面甲薛 浓度梯度大,过程②的作用明显,甲醛释放速率较快,舱内甲 醛浓度迅速升高,随时间推移,此浓度梯度逐渐减小,过程② 的作用减弱,过程①的作用逐渐突显,甲醛释放速率减缓,脸 内甲醛浓度升髙缓慢,最终板材中的甲醛释放速率与模拟舱 甲醛排出速率达到动态平衡状态,舱内甲醛浓度不再发生明 显变化。当环境相对湿度高于60%时,舱甲醛浓度增高幅度 明显加大,提示对细木工板而言,在此湿度下,可能存在甲酸 释放过程的关键控制步骤,这与笔者在胶合板研究中的发现 相类似,只是胶合板在湿度高于50%时甲醛释放量显著增 髙,这一差异可能是由于细木工板厚度、成板工艺、板材特性 等与胶合板有所差异所致。两种板材研究结果相似,进一步
说明湿度对人造板材中甲醛释放的影响可能存在关键控制步

资料显示⑷,湿度对挥发性有机化合物的释放速率有很 大影响,并有显著相关性。由于板材内部甲醛释放以过程① 为控制步骤。分析认为,当环境相对湿度高于60%时,甲醛 迁移和扩散速率均明显加快,尤以迁移过程加快为主。其机 制可能为:(1)当环境相对湿度高于60%时,大量水分子与甲 酸分子竞争其在木材、胶粘剂、固化剂等固体界面的吸附位 点,导致甲醛的脱附速率大于吸附速率,吸附于固体表面的甲 醒分子迅速脱附释放出来;(2)木材中的半纤维素在湿度升高 至60%以上时加速分解和木素中的某些共聚体甲基断链释 放出甲醛;(3)细木工板中固化的脲醛树脂在环境湿度高于 60%时发生水解,释放出大量甲醛,资料显示随着板材含 水率升高,胶粘剂可发生水解,释放出甲醛。应当指出,以上 分析尚在假设阶段,亟待进一步研究验证。

本研究表明,细木工板中的甲醛释放量随环境相对湿度 的增加而增大,二者呈正相关。韩广萍等研究发现w,相对湿 度每增加12%,刨花板甲醛释放量增加15% ~ 20%,与本研 究结果接近。不同湿度条件下舱稳定浓度变化符合一阶指数 曲线模型,这与其他学者121前期对胶合板的研究结果相一致。

湿度增加导致细木工板中甲醛释放量增加的可能机制: (1)湿度增加,导致板材含水率增加,使纤维素半缩甲醛和纤 维素缩甲醛的水解,释放出大量甲醛。(2)弱酸性自来水蒸汽 (pH = 6)与脲醛树脂胶中未反应的游离二甲醇低聚物发生反 应而释放出甲醛,同时,弱酸性自来水蒸汽也为脲醛树脂胶中 的羟甲基脲与木材中的纤维素反应提供了酸性环境,导致两 者反应生成羟甲基醚释放出甲醛;(3)脲醛树脂胶在湿度增高 时水解而释放出甲醛,(4)湿度增加,板材吸湿膨胀,孔径结构 改变,也有利于甲醛的释放。以上因素综合作用,最终导致细 木工板甲醛释放最随湿度的升髙而增加。

综上所述,湿度对细木工板甲醛散发影响显著,不容忽 视。由于我国年平均相对湿度多在40% ~80%之间,其中东 南沿海、江南、)1丨黔等部分地区相对湿度甚至大于80% ,北方 干旱地区,在多雨的季节空气湿度的也会高于60%,因此,建 议,已装修房间应注意控制室内湿度,如需装修应选择在温 暖、湿润的季节进行,以利于装修板材中甲醛的快速释放。