典型家居产品挥发性有机物筛查技术研究

发布时间：2020-08-20 15:16

【摘要】：近年来,我国经济发展日益迅速,家具行业也与时俱进,新型的家具制作材料和装饰材料不断涌现。在室内装饰装修材料市场中,不同材料的种类和质量参差不齐,各种材料的环保性能更是老百姓在选择材料时无法预知的,而且挥发性有机物大部分都无色无味,释放量很小,对人体的危害也是一个量的积累过程。本论文检测了不同家居产品(实木家具、复合板材家具和软体家具(床垫))和涂料(油性漆、水性漆、固化剂、拼板胶和稀释剂)中的VOCs。采用GC-MS和气相色谱四级杆静电场轨道阱质谱仪高通量同步筛查、分析不同样品中93种VOCs目标化合物含量,识别家具中VOCs的来源。93种VOCs目标化合物主要包括苯系物(27种)、芳香醇脂肪醇(14种)、卤代烃(12种)、萜烯类(12种)、烷烃类(11种)、酯类(13种)和典型醛酮类(4种)化合物。主要结论如下:(1)研究5种吸附剂Carbotrap~(TM)、活性炭、Carbosieve~(TM)S-III、Carbopack B/Carbosieve~(TM)S-III和Tenax TA的吸附效率。Carbotrap~(TM)对乙酸乙酯的捕集效果较差;活性炭吸附剂脱附行为的重复性较差;Carbosieve~(TM)S-III对大分子有机物的吸附捕集能力较差,有机物极易发生穿透行为;Tenax TA对小分子化合物(丙酮、二氯甲烷、3-甲基戊烷、乙酸乙酯、1-丁醇、苯)和萜烯类化合物(α-蒎烯、β-蒎烯、蒈烯)的吸附性能较差。结果表明,吸附剂Carbopack B/Carbosieve~(TM)S-III表现出较好的吸附效果,在考察的范围内,所有的VOCs几乎不发生穿透现象,也表现出极好的吸附能力。(2)采用含Carbopack B/Carbosieve~(TM)S-III吸附剂的吸附管,建立了家具行业苯系物、芳香醇、脂肪醇、卤代烃、萜烯类、烷烃类、酯类和典型醛酮类VOCs的检测方法,并研究了其穿透情况、检出限和线性范围、回收率和精密度。(3)复合板材家具中主要以二甲苯、乙苯等苯系物和环己烷等烷烃为主,检出的TVOC浓度为23.93 mg/m~3-47.85 mg/m~3。对比原辅料中VOCs,稀释剂中的VOCs种类与复合板材家具中挥发出的VOCs种类基本相同。对比原色板材中的VOCs,检出的TVOC浓度为2.66 mg/m~3,所以说明复合板材家具中的VOCs主要来自于涂料,涂料中使用的溶剂涵盖了苯系物、卤代烃、萜烯类、烷烃、酯类和醇类等,在涂料使用过程中,溶剂挥发,成为家具中VOCs的重要来源之一。(4)对实木家具进行检测发现,油性漆实木家具中检测出41种VOCs,TVOC浓度为7.14 mg/m~3,以乙酸乙酯和乙酸丁酯等酯类化合物,苯、甲苯和乙苯等苯系物和烷烃等化合物为主。水性漆实木家具中检测出26种VOCs,TVOC浓度为151.76μg/m~3,以四氯乙烯、1,2-二氯丙烷和二氯苯等VOCs为主。水性漆实木家具中检测出的VOCs种类和浓度都远远低于油性漆实木家具中的浓度。(5)软体家具中检出的TVOC为523.96μg/m~3-684.48μg/m~3,其中四氯乙烯、正庚烷、甲苯、二甲苯、1-丙醇的含量较高。软体家具中并未使用各种涂料,只在面料的制造过程中使用了抗阻燃剂、染料和助剂等含有VOCs的原料,检出的VOCs含量明显低于板材家具和实木家具。(6)利用气相色谱四级杆静电场轨道阱质谱仪分析了不同家具涂料中的VOCs。在油性漆中主要以二甲苯、乙苯等苯系物和乙酸丁酯等酯类物质为主;水性漆中以二甲苯等苯系物和酯类VOCs为主,苯系物类VOCs在油性漆中的比例比水性漆大,是区别两种涂料的重要特征部分。固化剂中以卤代烃、苯系物和酯类VOCs为主;拼板胶中主要以羟基丙酮、乙酸乙酯和二甲苯等物质为主;稀释剂中以二甲苯、乙苯等苯系物和酯类为主。不同涂料中都以二甲苯和乙苯等苯系物为主。
【学位授予单位】：山东建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X701
【图文】：

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家居产品挥发性有机物筛查技术路线图

环境测试

山东建筑大学硕士学位论文的温度为 240～260℃，时间大于为 4h（根据气候箱实际情况而定）。环境测试舱内的环境条件为：温度(23±2)℃，相对湿度(50±5)%，空气置换率为环境舱运行 72h 后，将已老化的吸附管连接在舱出口的分流器采样口进行采样。样为 400mL/min ，采样体积为 6L，采样时间为 15min。采样后立即进行分析。

环境测试,实木家具

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