气候舱法研究家居环境下木质与木塑材料有害物质释放情况

发布时间：2017-05-19 06:54

  本文关键词：气候舱法研究家居环境下木质与木塑材料有害物质释放情况，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：木塑复合材料作为新兴复合材料因其在资源利用和环境保护方面的优势,自诞生以来一直备受人们的重视。同时,木塑复合材料的应用范围极广,即该材料可替代所有以木材或木质材料为主料的应用单元,例如在木结构房屋建筑及各类建筑装饰材料、家具、包装材料、文化体育用品等领域。木质材料,作为传统的家居装饰材料已发展了几千年,但进入21世纪后,诸如全球森林资源严重匮乏,生态环境日益破坏,全球变暖等一系列问题困扰着人类社会。针对目前所表现出的环境问题,各个国家都对本国的森林开采进行了进一步的限制,导致全球木材工业中可使用的木质材料逐年减少。显然,以木塑复合材料替代木质材料是一个不错的选择。人一生约1/3的时间是在家中度过的,家居环境作为人们日常生活的场所,其环境空气质量直接关系着居住者的身心健康。而家居环境中有害物质的载体为空气,通过呼吸受污染的空气使人体健康受到威胁。家居环境中的有毒有害物质不仅使居住者产生不适感,长期处于这种环境下对身体的健康也会产生不利的影响。所以,任何家居材料除满足人们对于材料本身功能的需求外,材料本身还应具备有害物质低释放量的特性。本课题针对木塑复合材料及木质材料在家居环境下的有害物质释放情况进行研究。因材料释放的有害物质种类繁多,本课题仅选择当今广大消费者普遍关注的几类有害物质,以我国国家标准的定义为准,对家居环境下材料的甲醛、苯系物中的苯、甲苯、二甲苯及总挥发性有机化合物(TVOC)释放情况进行研究。家居材料有害物质释放量的检测方法多种多样,不同材料不同种类有害物质均需根据其特性选择合适的检测方法,而本课题所选择的研究方法应尽可能兼顾各方面因素。气候舱法是现今国际通用的研究及检测材料有害物质释放的方法之一,应用领域相当广泛,包括建筑材料、床垫、办公产品(打印机、电脑、办公椅等)的有毒有害物质的检测及乘用车内的内饰件的检测。气候舱法不仅适用于测试单一材料不同种类有害物质释放,也适用于测试由多种材料组合而成的整体物品的不同种类有害物质释放。由于可完全模拟被检测物所处的真实环境,该法也被作为研究有害物释放情况的权威的方法被各国广泛应用。因此本课题选择气候舱法作为研究家居环境下木质与木塑复合材料有害物质释放情况的研究方法。本课题调研了山东省内济南、青岛、潍坊、烟台、德州等城市家居环境下装饰材料(主要指家具及地板)布置情况,确定体积承载率(即,家具及地板外形轮廓体积与气候舱舱容的比率)。使用100立方米气候舱分别收集不同家居环境(卧室、客厅、书房)下不同材质(木质材料、木塑材料)的样品释放的有害物质。本课题选用填充有Tenax TA吸附剂的钢制解析管,采集一定量的含有待测物所挥发出的挥发性有机化合物的空气,空气中挥发性有机化合物保留在吸附管中。使用二级热解析仪将收集到的挥发性有机化合物解析,并经惰性载气传输通过冷阱,进入配备有毛细管柱的气相色谱,使用FID检测器进行检测,用出峰时间定性,峰面积定量。使用大气采样仪及大型气泡吸收管将气候舱中的样品有害物质中的甲醛与酚试剂反应生成嗪,嗪在酸性溶液中被高铁离子氧化形成蓝绿色化合物,根据吸光度的大小,比色定量。根据测试结果,对比木质与木塑复合材料有害物质释放情况,研究木塑材料在害物质释放的优势。通过测试发现：木塑复合材料在甲醛释放量上明显优于木质材料；木塑复合材料在三苯(苯、甲苯、二甲苯)的释放量上优于木质材料；木塑复合材料在TVOC的释放量上明显优于木质材料。通过本课题的实验,能够发现木塑复合材料在家居环境下其有害物质释放量低于传统的木质材料,又因其在在资源利用和环境保护方面的优势,可以期望其在家居领域取代现有的木质材料,率先全面应用到家居装饰领域。本文阐述了木塑复合材料在家居环境下有害物质释放的情况,并以家居环境下传统木质材料有害物质释放作为参照,对比了两种材料在家居环境下有害物质释放的情况。肯定了木塑复合材料在家居装饰领域替代传统木质材料的可能,并对其应用前景做了展望。
【关键词】：木塑复合材料 木质材料 气候舱 家居环境 有害物质释放
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TU531;X830
【目录】：

• 摘要10-12
• Abstract12-15
• 第一章 绪论15-54
• 1.1 引言15-16
• 1.2 概论16-53
• 1.2.1 家居环境下的有害物质的概念、种类及危害16-19
• 1.2.2 气候舱法19-49
• 1.2.2.1 研究方法的确定19-20
• 1.2.2.2 气候舱的定义20
• 1.2.2.3 气候舱的原理20-21
• 1.2.2.4 气候舱的技术要求21-25
• 1.2.2.4.1 气候舱结构要求及示意图21-24
• 1.2.2.4.2 空气采样系统24
• 1.2.2.4.3 连续工作时间24
• 1.2.2.4.4 噪声24
• 1.2.2.4.5 绝缘电阻24
• 1.2.2.4.6 耐电压强度24
• 1.2.2.4.7 使用条件24
• 1.2.2.4.8 其他24-25
• 1.2.2.5 本课题使用的100立方米气候舱25-49
• 1.2.2.5.1 100立方米气候舱外形及结构图25-28
• 1.2.2.5.2 100立方米气候舱具体构造28-49
• 1.2.3 木塑复合材料49-51
• 1.2.3.1 木塑复合材料的发展历程49-50
• 1.2.3.2 木塑复合材料的性能50-51
• 1.2.3.3 木塑复合材料的应用51
• 1.2.4 国内外研究现状51-53
• 1.2.4.1 气候舱法国内外研究现状51-52
• 1.2.4.2 木塑复合材料国内外研究现状52-53
• 1.3 小结53-54
• 第二章 实验前期准备54-73
• 2.1 典型家居环境下标准体积承载率的确定54-56
• 2.1.1 家居环境下装饰材料的布置情况54-55
• 2.1.2 确定各典型环境下标准体积承载率55-56
• 2.2 确定各典型环境下所需样品尺寸56-57
• 2.2.1 卧室所需样品及尺寸56
• 2.2.2 客厅所需样品及尺寸56-57
• 2.2.3 书房所需样品及尺寸57
• 2.3 样品准备及在气候舱的摆放57-61
• 2.3.1 样品的准备57-59
• 2.3.2 样品在气候舱中的摆放59-61
• 2.4 试验方法的确定61-66
• 2.4.1 气候舱舱内实验条件61-62
• 2.4.2 样品预处理条件62
• 2.4.3 试验方法62-66
• 2.4.3.1 甲醛的采样及浓度测定62-64
• 2.4.3.2 苯系物和总挥发性有机化合物的采样及浓度测定64-66
• 2.5 气候舱温湿度计量校准及本底浓度的测定66-73
• 2.5.1 气候舱温湿度计量校准66-68
• 2.5.2 气候舱本底浓度的测定68-73
• 第三章 实验设备、试剂及材料73-83
• 3.1 实验设备73-80
• 3.1.1 100立方米气候舱73
• 3.1.2 主要采样设备配置及要求73-75
• 3.1.3 主要分析设备及要求75-78
• 3.1.4 玻璃器皿78-79
• 3.1.5 其它设备79-80
• 3.2 实验试剂及材料80-83
• 第四章 气候舱法检测家居环境下木质与木塑复合材料释放的有害物质83-100
• 4.1 标准曲线绘制83-88
• 4.1.1 甲醛标准曲线绘制83-85
• 4.1.2 三苯及TVOC标准曲线绘制85-88
• 4.2 家居环境下木质材料有害物质释放情况88-93
• 4.2.1 卧室内木质材料有害物质释放情况88-90
• 4.2.2 客厅内木质材料有害物质释放情况90-91
• 4.2.3 书房内木质材料有害物质释放情况91-93
• 4.3 家居环境下木塑复合材料有害物质释放情况93-98
• 4.3.1 卧室内木塑复合材料有害物质释放情况93-95
• 4.3.2 客厅内木塑复合材料有害物质释放情况95-97
• 4.3.3 书房内木塑复合材料有害物质释放情况97-98
• 4.4 家居环境下木质与木塑复合材料有害物质释放量对比98-100
• 第五章 结论及展望100-102
• 5.1 结论100
• 5.2 展望100-102
• 参考文献102-106
• 致谢106-107
• 学位论文评阅及答辩情况表107

【引证文献】

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 段洁利;蒋恩臣;;绿色环保木塑复合材料的技术发展与应用前景[A];2007年中国农业工程学会学术年会论文摘要集[C];2007年

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本文编号：377956