辛國興

（衡水市環(huán)境科學研究院，河北 衡水 053000）

影響木質(zhì)——橡膠環(huán)保復(fù)合材料甲醛釋放量的因子分析

辛國興

（衡水市環(huán)境科學研究院，河北 衡水 053000）

為制備出潔凈無毒的木質(zhì)-橡膠環(huán)保復(fù)合材料，本文通過相關(guān)檢測方法對影響木質(zhì)—橡膠環(huán)保復(fù)合材料甲醛釋放量的主要因子進行了檢測，并對檢測結(jié)果進行了詳細的分析。結(jié)果表明，木刨花與橡膠顆粒質(zhì)量比和脲醛膠對該復(fù)合材料甲醛釋放量影響最大。

木質(zhì)—橡膠環(huán)保復(fù)合材料；甲醛；釋放量；影響因子

由于脲醛膠對纖維類物質(zhì)具有良好的適應(yīng)性和粘結(jié)作用且價格低廉，所以在人造板生產(chǎn)和復(fù)合材料制備當中得到了廣泛地應(yīng)用，并占據(jù)了木材加工用膠黏劑中的主導(dǎo)地位。然而使用這種膠黏劑會釋放大量的甲醛，而人造板大多用于家具制造行業(yè)，這既會危害人體健康又會造成室內(nèi)環(huán)境污染。

隨著人們環(huán)保意識的不斷提高，制備無害、潔凈的木質(zhì)—橡膠環(huán)保復(fù)合材料，已成為相關(guān)領(lǐng)域的首要任務(wù)。

1 木質(zhì)——橡膠環(huán)保復(fù)合材料的準備

本文以大興安嶺落葉松木刨花為實驗?zāi)静模@種木刨花的幾何形態(tài)為針狀刨花，含水率為6.1%～8.9%。橡膠顆粒原材料選用廢舊輪胎，用專用機械設(shè)備除去廢舊輪胎的加強筋之后，制成粒徑為1～6 mm的橡膠顆粒［1］。

防水劑采用石蠟溶液，將其與脲醛膠直接混合；固化劑采用氯化銨，將其用蒸餾水按照相應(yīng)濃度和質(zhì)量分數(shù)為1/5的要求配置成氯化銨溶液，然后再與脲醛膠進行混合。石蠟溶液與氯化銨溶液的施加量均為5 ml/L在檢測影響木質(zhì)—橡膠環(huán)保復(fù)合材料甲醛釋放量因子的實驗中，為便于對比，需要了解脲醛膠主要性能指標，包括PH值為弱堿性，具體數(shù)值為8～9，黏度為150 MPa·s，密度為1.19×103～ 1.21×103 kg/m3，同時含有質(zhì)量分數(shù)為5/3的固體和一定量的游離甲醛。

2 影響木質(zhì)——橡膠環(huán)保復(fù)合材料甲醛釋放量因子檢測方法

2.1 制備木質(zhì)—橡膠復(fù)合板

首先，對木刨花和橡膠顆粒分別進行膠黏劑處理，以脲醛膠與木刨花的質(zhì)量百分比來確定木刨花施加脲醛膠的劑量，在橡膠顆粒中施加異氰酸酯，將脲醛膠與異氰酸酯均勻的施加在木刨花和橡膠顆粒中［2］。然后，以手工方式將施膠均勻的木刨花與橡膠顆粒鋪成規(guī)格為300 mm×300 mm的混合體毛坯，將該毛坯在1.5 MPa壓力下加壓0.5 min后迅速放入熱壓機中，熱壓溫度控制在170 ℃左右。熱壓固化5 min后借助專業(yè)工具將板坯厚度調(diào)整在12 mm，最終制成木質(zhì)——橡膠復(fù)合板。

2.2 測定甲醛釋放量

為保證測量結(jié)果的準確性，將實驗樣品在相對濕度為50%左右，溫度在20 ℃左右的環(huán)境下采用穿孔萃取法對甲醛釋放量進行測定，測量結(jié)果分析采用碘量法進行。

將制備好的木質(zhì)——橡膠復(fù)合板鋸成多個尺寸為20 mm×20 mm、質(zhì)量為106 g左右的方塊作為實驗樣品，完成該操作后將樣品放在甲苯中進行沸騰蒸煮，保證樣品中纖維分子所含基團發(fā)生水解或斷裂從而產(chǎn)生醇類物質(zhì)或醛酮類物質(zhì)［3］。利用穿孔萃取法將該物質(zhì)轉(zhuǎn)移至水中使其與碘發(fā)生反應(yīng)，滴定后所得物質(zhì)即被視為甲醛。

3 檢測結(jié)果與分析

3.1 脲醛膠對木質(zhì)——橡膠環(huán)保復(fù)合材料甲醛釋放量的影響

根據(jù)實驗結(jié)果顯示，當脲醛膠施加劑量增加時，甲醛釋放量也隨之而增加，這主要是受脲醛膠的合成機理影響。脲醛膠造成甲醛釋放量增加的原因主要包括兩方面。

第一，醚鍵斷裂產(chǎn)生的甲醛。在脲醛膠的增長分子鏈中，有一部分是由醚鍵所形成的。這是因為在堿性環(huán)境下，脲醛膠的縮聚過程通過形成醚鍵來增長分子鏈更為容易實現(xiàn)。但是醚鍵具有不穩(wěn)定性，這使得脲醛膠在使用過程中極易分解產(chǎn)生甲醛，從而增加甲醛的釋放量［4］。

第二，原材料中釋放的游離甲醛。由于尿酸與甲醛之間進行的加成反應(yīng)是一個可逆平衡過程，這就意味著在脲醛樹脂中將永遠存在游離甲醛，且這部分游離甲醛會在材料的使用過程中逐漸釋放出來。

3.2 木刨花與橡膠顆粒質(zhì)量比對甲醛釋放量的影響

通過對實驗數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，當異氰酸酯施膠量保持不變、脲醛膠的施膠量為8%、木刨花與橡膠顆粒質(zhì)量比為50 / 50時，木質(zhì)——橡膠環(huán)保復(fù)合材料甲醛的釋放量最小。隨著木刨花與橡膠顆粒質(zhì)量比的不斷增大，甲醛釋放量也逐漸隨之而增大。這主要是受脲醛膠施膠量的增加所致。由于木質(zhì)—橡膠復(fù)合板在制備過程中，木刨花和橡膠顆粒膠黏劑采用的是分別施膠法，所以當材料中的木刨花總量增加時，脲醛膠的施膠量也會相應(yīng)增加，從而造成甲醛釋放量的增大。

由此說明，脲醛膠和木刨花與橡膠顆粒之間的質(zhì)量比是木質(zhì)——橡膠環(huán)保復(fù)合材料甲醛釋放量兩個最為顯著的影響因子。因此，要想制備出甲醛釋放量低的木質(zhì)—橡膠復(fù)合板，就需要重點針對這兩個影響因子進行解決。

4 總結(jié)

綜上，在今天綠色低碳、環(huán)保節(jié)能理念的大力推行下，研究木質(zhì)——橡膠復(fù)合材料甲醛釋放量的影響因子，進而采取有針對性的、有效的措施來降低甲醛釋放量，對減少室內(nèi)環(huán)境污染，保證人們生活健康具有十分重要的意義。

［1]胡建鵬. 基于改性工業(yè)木質(zhì)素制備環(huán)境友好型木質(zhì)復(fù)合材料的研究［D］. 東北林業(yè)大學，2013.

［2]李輝. 環(huán)境艙法研究家具有害物釋放及其影響因子［D］. 北京林業(yè)大學，2010.

［3]崔勇. 楊木刨花/廢舊橡膠粉復(fù)合材料的工藝研究［D］. 東北林業(yè)大學，2011.

［4]徐信武，陳玲，劉秀娟，周秉亮，楊勛，沈金祥，王世民.木材——橡膠功能復(fù)合材料的研究進展［J］. 林業(yè)科技開發(fā)，2014，02：1～6.

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歐勵隆推出橡膠用炭黑新品

近日，在于美國俄亥俄州克利夫蘭舉行的國際彈性體會議上，歐勵隆工程碳向美國市場重點推介了兩個橡膠用炭黑新品種，旨在降低滾動阻力，進而提高卡車輪胎胎面膠的燃油效率。

據(jù)悉，命名為Ecorax 204和Ecorax 206的炭黑新品種，專門針對新一代的輪胎設(shè)計，以幫助滿足美國環(huán)保署（EPA）調(diào)高的轎車燃油經(jīng)濟性指標，支持針對卡車的SmartWay技術(shù)項目。Ecorax 204的表面積甚低，而結(jié)構(gòu)卻特別高，可賦予膠料高橡膠補強（模量和硬度）和低滯后；Ecorax 206則具有極低的表面積和低結(jié)構(gòu)，但同時卻保持了高分散度，允許高填充量并提供良好的補強性能。

摘編自“中國塑料網(wǎng)”

Analysis of factor affecting formaldehyde emission of wood-rubber environmentally friendly composite

TS653

1009-797X（2016）02-0042-02

A

10.13520/j.cnki.rpte.2016.02.013

辛國興（1975-），大學本科，畢業(yè)于濟南大學環(huán)境工程專業(yè)，工程師，從事環(huán)境評價、清潔生產(chǎn)審核及環(huán)境工程治理工作。

2015-11-21