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饰面刨花板气味释放特性及环境因素影响研究

饰面刨花板气味释放特性及环境因素影响研究

作者：王启繁东北林业大学

学位级别：硕士

为解决家具制作材料中人造板气味挥发问题,改善室内空气品质、提高人类居住环境质量,本研究使用气相色谱-质谱-嗅觉测量技术对几种不同饰面刨花板进行研究,为饰面人造板气味分析提供基础性数据。实验一方面鉴定对板材气味起关键性作用... 详细信息

为解决家具制作材料中人造板气味挥发问题,改善室内空气品质、提高人类居住环境质量,本研究使用气相色谱-质谱-嗅觉测量技术对几种不同饰面刨花板进行研究,为饰面人造板气味分析提供基础性数据。实验一方面鉴定对板材气味起关键性作用的气味特征化合物、探索其VOCs和气味的释放特性。另一方面研究环境因素对两种漆饰刨花板VOCs和气味释放的影响,同时对几种板材的危害性进行综合评价。试验使用微池萃取仪在常温常湿(温度23±1℃、相对湿度40±5%)和不同环境因素条件下对两种常用贴面刨花板(PVC贴面刨花板、三聚氰胺贴面刨花板)和三种常用漆饰刨花板(硝基漆饰面刨花板、醇酸清漆饰面刨花板、水性漆饰面刨花板)进行样品采集,使用气相色谱-质谱-嗅觉测量技术(GC-MS-O)进行分析。最后通过“主客观相结合评价方法”对板材的危害性进行评价,进而探索实验使用几种饰面刨花板的最佳陈放时间。得到主要结论如下:(1)PVC贴面刨花板和三聚氰胺贴面刨花板释放的气味组分主要为芳香族化合物、醛酮类和酯类。在初始阶段,酯类物质对PVC贴面刨花板气味影响较大,芳香族化合物对三聚氰胺贴面刨花板气味影响较大。当达到平衡状态时,芳香族化合物对PVC贴面刨花板影响更大,醛酮类物质对三聚氰胺贴面刨花板的影响更大。(2)贴面处理能够有效阻碍刨花板本身VOCs和气味的释放,两种贴面刨花板的TVOC质量浓度和总气味强度整体上均低于相同厚度的刨花板素板。当厚度增加时,贴面刨花板的TVOC质量浓度和总气味强度也随之增加。当对板材进行贴面处理后,厚度对板材释放VOCs和气味的影响程度大大减小。(3)一般工厂生产的贴面刨花板受到生产工艺水平的限制,其贴面处理不能够对刨花板素板中的一些危害性物质起到封闭的作用,造成刨花板素板中含有的芳香族化合物大量释放。知名企业生产的贴面刨花板平衡时各组分物质TVOC质量浓度和气味化合物浓度均低于一般工厂的产品,且能够更快达到平衡状态。(4)硝基漆和水性漆饰面刨花板的TVOC质量浓度和总气味强度随着温度的增加和空气交换律与负载因子之比的减小而升高。相对湿度对两种板材的影响不同,随着相对湿度的增加,硝基漆饰面刨花板TVOC质量浓度和总气味强度增大,水性漆饰面刨花板TVOC质量浓度和总气味强度减小。(5)针对本实验中使用的板材样品而言,结合“综合指数法”和“气味品质评级”,建议PVC贴面刨花板和三聚氰胺贴面刨花板从出厂到使用至少进行28天的陈放,以达到合格的空气质量评级和气味评级。硝基漆饰面刨花板使用前应至少进行63天的陈放,水性漆饰面刨花板至少进行49天的陈放,以避免产生较大污染,减少对人体的伤害。(6)刨花板素板、PVC贴面刨花板、三聚氰胺贴面刨花板、硝基漆饰面刨花板和水性漆饰面刨花板的总气味强度和气味评级可以通过高斯函数建立良好的拟合关系。不能通过单一 TVOC质量浓度分指数判定板材的危害性。应使用“综合指数评价法”和“气味品质评级法”,结合各组分分指数Ii关注单一化合物浓度限量,同时对板材进行气味评价,以准确反映空气质量的客观情况。

关键词：气相色谱-质谱-嗅觉测量技术饰面刨花板挥发性有机化合物(VOCs) 气味环境因素

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模糊综合评判在板材气味评价中的应用

中南林业科技大学学报 2020年第3期40卷 145-152页

作者：鹿英爽沈隽王启繁东北林业大学材料科学与工程学院

【目的】室内空气质量对人体健康影响巨大,家具板材是否环保至关重要。【方法】通过对板材气味综合评价,指导消费者对家具板材进行科学选取。以三聚氰胺贴面刨花板与中纤板及其素板为研究对象,用微池萃取仪采集气体,通过GC-MC-O嗅闻气... 详细信息

【目的】室内空气质量对人体健康影响巨大,家具板材是否环保至关重要。【方法】通过对板材气味综合评价,指导消费者对家具板材进行科学选取。以三聚氰胺贴面刨花板与中纤板及其素板为研究对象,用微池萃取仪采集气体,通过GC-MC-O嗅闻气味化合物种类及强度并分析其浓度,将模糊综合评判法应用于以上板材的气味评价。【结果】三聚氰胺贴面刨花板的模糊综合指数为2.885 0,各等级下的隶属度分别为0.208 7、0.225 6、0.207 4、0.188 6、0.169 7。刨花板素板的模糊综合指数为3.058 0,各等级下的隶属度为0.162 0、0.210 5、0.226 1、0.210 3、0.191 1。三聚氰胺贴面刨花板与三聚氰胺贴面中纤板气味评价等级为二级,质量良好,刨花板素板与中纤板素板气味评价等级为三级,质量合格。【结论】两种素板的模糊综合指数均偏高,其中含有危害性物质的释放,对板材进行贴面处理能够降低板材的危害性。本实验选用的中纤板的模糊综合指数稍高于刨花板。模糊综合评判法用科学的定量手段刻画板材气味评价中定性问题,使定性与定量分析融合。模糊综合评判在板材气味评价中考虑了多个气味化合物对板材的综合影响和各种气味化合物的毒性,它引导人们从另一角度客观评价板材质量,是一种可借鉴的好方法。

关键词：模糊综合评判气味化合物刨花板中纤板危害性

应用灰色聚类法对三聚氰胺贴面刨花板气味的评价

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东北林业大学学报 2020年第6期48卷 105-109页

作者：鹿英爽沈隽王启繁东北林业大学材料科学与工程学院哈尔滨150040 东北林业大学哈尔滨150040

通过对板材气味综合评价来指导消费者对家具板材进行科学选取。以三聚氰胺贴面刨花板、素板为研究对象,通过嗅闻气味化合物种类及强度,构建灰色聚类模型用于三聚氰胺贴面刨花板气味评价。贴面刨花板各灰类聚类系数分别为0.2553、0.3490... 详细信息

通过对板材气味综合评价来指导消费者对家具板材进行科学选取。以三聚氰胺贴面刨花板、素板为研究对象,通过嗅闻气味化合物种类及强度,构建灰色聚类模型用于三聚氰胺贴面刨花板气味评价。贴面刨花板各灰类聚类系数分别为0.2553、0.3490、0.0300、0、0,评价等级为二级,质量良好。素板各灰类聚类系数为0.2555、0.4688、0.4800、0.1108、0,评价等级为三级,质量合格。素板的评价等级低于贴面刨花板,其中有一定的危害物质释放,对刨花板进行适当的贴面处理能够降低板材危害性。灰色聚类法综合考虑了气味浓度、毒性、强度,使结果更加精准。它既具有模糊综合评判的优点,又克服了其不足,可以引导人们从另一全新角度评价板材质量,是一种可利用的方法。

关键词：灰色聚类气味化合物刨花板危害性

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漆饰贴面刨花板VOCs及气味释放

林业科学 2020年第5期56卷 130-142页

作者：王启繁沈隽曾彬王慧玉曹田雨董华君东北林业大学材料科学与工程学院哈尔滨150040 哈尔滨商业大学设计艺术学院哈尔滨150028

【目的】探索漆饰贴面刨花板VOCs及气味释放特性,分析环境因素对板材VOCs和气味平衡状态释放组分的影响,为人造板气味研究提供基础性数据。【方法】以硝基涂料贴面刨花板和水性丙烯酸涂料贴面刨花板为研究对象,建立单因素试验方案,使用... 详细信息

【目的】探索漆饰贴面刨花板VOCs及气味释放特性,分析环境因素对板材VOCs和气味平衡状态释放组分的影响,为人造板气味研究提供基础性数据。【方法】以硝基涂料贴面刨花板和水性丙烯酸涂料贴面刨花板为研究对象,建立单因素试验方案,使用气相色谱-质谱/嗅觉测量技术对板材在不同环境条件下释放VOCs和气味情况进行分析,确定2种漆饰贴面刨花板特征气味物质和可能性来源的同时探索环境因素的影响,并对2种板材的VOCs和气味释放情况进行综合评价。【结果】相比硝基涂料贴面刨花板,水性丙烯酸涂料贴面刨花板释放TVOC浓度低、气味化合物数量少且总气味强度低,2种板材均以芳香族化合物和酯类化合物超标最为严重。硝基涂料贴面刨花板主要气味来源为芳香族化合物、酯类和醇类物质,水性丙烯酸涂料贴面刨花板主要气味来源为芳香族化合物和醇类物质。不同气味特征化合物的气味强度与其质量浓度没有直接相关性,但同一种气味特征化合物的质量浓度在一定程度上影响其气味强度大小。随着空气交换律与负载因子比增加,硝基涂料和水性丙烯酸涂料贴面刨花板TVOC释放量和总气味强度降低。随着温度升高,硝基涂料和水性丙烯酸涂料贴面刨花板TVOC释放量和总气味强度增大。随着湿度增加,硝基涂料贴面刨花板TVOC释放量和总气味强度增大,而水性丙烯酸涂料贴面刨花板TVOC释放量和总气味强度减小。硝基涂料贴面刨花板气味物质浓度占TVOC浓度的比例随温度和相对湿度升高而增加,水性丙烯酸涂料贴面刨花板气味物质浓度占TVOC浓度的比例随温度和相对湿度升高而减小,空气交换律与负载因子比对气味物质浓度占TVOC浓度的比例影响不大。【结论】气相色谱-质谱/嗅觉测量技术可作为人造板及家具材料气味研究的手段。相比硝基涂料贴面刨花板,水性丙烯酸涂料贴面刨花板更适宜作为室内装饰材料使用。2种漆饰贴面刨花板的总气味强度和气味评级可通过高斯函数初步建立拟合关系。

关键词：硝基涂料贴面刨花板水性丙烯酸涂料贴面刨花板挥发性有机化合物(VOCs) 气味环境因素主客观综合评价

基于GC-O技术分析环境条件对中纤板气味活性组分的影响

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中南林业科技大学学报 2020年第9期40卷 164-172页

作者：曾彬沈隽王启繁董华君东北林业大学材料科学与工程学院黑龙江哈尔滨150040 哈尔滨商业大学设计艺术学院黑龙江哈尔滨150028

【目的】随着室内人造板的广泛使用,其所释放的气味活性物质产生的室内“异味”问题日益严重,旨在确定人造板的关键气味特征活性化合物,同时探究环境因素的改变对人造板释放TVOC和气味特征的影响。【方法】使用气相色谱-嗅觉测量技术在... 详细信息

【目的】随着室内人造板的广泛使用,其所释放的气味活性物质产生的室内“异味”问题日益严重,旨在确定人造板的关键气味特征活性化合物,同时探究环境因素的改变对人造板释放TVOC和气味特征的影响。【方法】使用气相色谱-嗅觉测量技术在不同环境条件下对中纤板释放VOC及气味活性组分进行研究。【结果】中纤板共释放49种挥发性有机化合物成分,包括24种特征气味活性化合物,其中芳香烃和醛类化合物对中纤板的整体气味形成有着重大的贡献作用,烷烃类化合物虽是中纤板释放的主要成分,但对中纤板的整体气味影响甚微,同时鉴定得到6种关键基本气味特征化合物--苯、乙苯、1,3二甲基苯、1-亚甲基-1H-茚、己醛和苯甲醛;温度对中纤板释放VOC组分的组成具有较大影响,升温会抑制烷烃类化合物的释放量,而对醛酯类化合物的释放具有明显的促进作用。标准环境下,芳香气味类化合物是中纤板的主要气味贡献者,果香味与其它特殊气味起辅助作用。当温度升高后,中纤板气味强度增大且组分趋于复杂,此时以果香味类气味特征最为显著,芳香味、甜香味对中纤板整体气味也有着较为重要的贡献。当环境温度升至60℃时,检测得到2-茨醇(松木香)、辛酸(稻壳味)、叔丁基对甲酚(酸味)和氧化石竹烯(刺激味)4种特有的气味物质。【结论】温度对中纤板所释放的VOCs与气味活性化合物的影响最大。温度升高后中纤板所释放的TVOC浓度升高,整体气味以果香味为主,多种特征气味共同作用形成,且整体气味强度显著增强。环境相对湿度增加使中纤板释放的TVOC浓度升高,整体气味强度增强,但整体气味组成变化较小,仍以芳香味为主。空气交换率与负荷因子之比的增大使中纤板TVOC释放量下降,整体气味强度减弱,整体气味组成以果香味类气味为主。

关键词： GC-O 中纤板 VOC 气味活性化合物

DL-SW微舱设计及对人造板VOCs的快速检测

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林业工程学报 2017年第4期2卷 40-45页

作者：刘婉君沈隽王启繁东北林业大学材料科学与工程学院哈尔滨150040

为了缩短人造板挥发性有机化合物(VOCs)的检测周期,降低检测成本,提高产品的环保水平,设计出新型DL-SW微舱。以中密度纤维板、胶合板及刨花板为研究对象,在设定条件下对3种板材释放的VOCs进行快速检测,利用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)分... 详细信息

为了缩短人造板挥发性有机化合物(VOCs)的检测周期,降低检测成本,提高产品的环保水平,设计出新型DL-SW微舱。以中密度纤维板、胶合板及刨花板为研究对象,在设定条件下对3种板材释放的VOCs进行快速检测,利用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)分析VOCs的具体成分及各组分含量,对比分析DL-SW微舱法与气候箱法的相关性。结果表明:DL-SW微舱法测得第1~3天3种板材总挥发性有机化合物(TVOC)释放量下降最快,最终均在14 d内达到稳定状态。测得3种板材释放VOCs的主要成分为芳香烃、烯烃及烷烃,占TVOCs总量50%以上,其次为醛类、醇类、酯类和酮类。高温和高相对湿度环境下,3种板材TVOC释放量有显著增加,中密度纤维板、胶合板、刨花板TVOC初始释放量分别为970.56,3 954.49和658.00μg/m^3。DL-SW微舱法与1 m^3气候箱法测得的3种板材释放的VOCs物质种类相同,TVOC释放趋势一致,达到稳定状态时TVOC浓度相对偏差分别为13.95%,11.04%和9.06%。测得的TVOC稳态释放量拟合得到公式y=0.877 5x+0.344 7,拟合度R^2为0.996。DL-SW微舱法较1 m^3气候箱法检测时间缩短50%以上,且成本低、可靠性强,能同时调节温湿度及空气交换率,可作为1 m^3气候箱的比对产品,有助于提高人造板产品的环保水平。

关键词： DL-SW微舱气候箱法人造板挥发性有机化合物(VOCs) 相关性

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三聚氰胺贴面刨花板对环境影响的综合评价

中南林业科技大学学报 2019年第3期39卷 99-106页

作者：王启繁沈隽蒋利群董华君东北林业大学材料科学与工程学院黑龙江哈尔滨150040 哈尔滨商业大学设计艺术学院黑龙江哈尔滨150028

为改善室内人居环境,解决家具制作材料的异味问题,使用"主客观相结合评价方法",探究三聚氰胺贴面刨花板对室内环境的影响。该评价法基于数字定量的手段以及主观感知的方法,能够全面有效的鉴定板材对室内空气品质的影响。通过气相色谱-质... 详细信息

为改善室内人居环境,解决家具制作材料的异味问题,使用"主客观相结合评价方法",探究三聚氰胺贴面刨花板对室内环境的影响。该评价法基于数字定量的手段以及主观感知的方法,能够全面有效的鉴定板材对室内空气品质的影响。通过气相色谱-质谱-嗅觉测量技术在标准环境条件下(温度23℃、相对湿度40%),对三聚氰胺贴面刨花板释放的VOCs和气味进行研究。确定特征气味物质的同时,探究板材TVOC和气味的释放特性,对板材释放的VOCs和气味进行主客观综合性评价。结果表明:1)芳香族化合物和酯类为三聚氰胺贴面刨花板主要气味物质来源,芳香族化合物多呈现植物芳香,酯类物质多呈现为果香;2)不同气味特征化合物的气味强度和其浓度并没有直接的相关性,但是同一种气味特征化合物的质量浓度会一定程度上影响其气味强度的大小;3)随着时间的推移,三聚氰胺贴面刨花板中呈现气味特征芳香族化合物的释放相对减弱,醛酮类和酯类的释放相对增强;4)通过对本实验使用三聚氰胺贴面刨花板进行分析,发现酯类和醛酮类对人居环境影响较大;5)综合主客观因素,建议在使用前放置28 d以上的时间以减小对室内人居环境的影响。

关键词：三聚氰胺贴面刨花板挥发性有机化合物(VOCs) 气味室内人居环境综合评价

多种VOC共存评估法对饰面刨花板的危害性研究

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森林工程 2020年第2期36卷 49-54,80页

作者：卢志刚王启繁孙桂菊吴丽娜中华人民共和国南京海关南京210009 东北林业大学材料学院哈尔滨150040 东南大学公共卫生学院南京210001

为减少室内人居环境中多种木质装饰材料和家具释放VOC(挥发性有机化合物)对人类身心造成的危害,有必要建立一种科学合理的危害评估方法,以有效评价人造板等装饰材释放多种VOC共存条件下人类的受害指数。本研究基于危险等级化合物单体的... 详细信息

为减少室内人居环境中多种木质装饰材料和家具释放VOC(挥发性有机化合物)对人类身心造成的危害,有必要建立一种科学合理的危害评估方法,以有效评价人造板等装饰材释放多种VOC共存条件下人类的受害指数。本研究基于危险等级化合物单体的空气浓度、单体职业接触限值和持续暴露时间因子等多种评价指标,建立多种挥发性有机化合物共存时定量风险分析的评估模型,根据相应评价指数(R),评估确定多种VOC共存状态的环境是否符合安全要求。使用中国国家标准GB/T 18883-2002、美国绿色卫士空气质量标准对模型进行验证,发现评价模型具有指导意义。基于该评估模型,对几种不同饰面刨花板在平衡状态下释放VOC的危害性进行评价。研究结果表明:在温度为(23±0.5)℃,相对湿度为(50±5)%,装载率为1.0 m^2/m^3条件下,根据评估模型,得到PVC饰面刨花板、三聚氰胺饰面刨花板、水性漆饰面刨花板、刨花板素板的R分别为0.78、0.53、1.01、0.83。三聚氰胺饰面刨花板具有最优的环保性能,其次是PVC饰面刨花板,水性漆饰面刨花板的R超过接触限值,不符合卫生要求。

关键词：饰面刨花板 VOC IAQ 主要污染物

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三聚氰胺浸渍纸贴面中纤板气味释放分析

北京林业大学学报 2018年第12期40卷 117-123页

作者：李赵京沈隽蒋利群李新兵董华君王启繁东北林业大学材料科学与工程学院黑龙江哈尔滨150040 索菲亚家居股份有限公司广东广州511300 哈尔滨商业大学黑龙江哈尔滨150028

【目的】为了探究贴面处理对中纤板气味释放浓度和强度的影响,比较分析贴面处理后的中纤板与其素板的TVOC及各组分的气味浓度和强度的差异。【方法】采用1 m3气候箱法对三聚氰胺浸渍纸贴面中纤板及其MDF素板进行气体采样,利用气相色谱-... 详细信息

【目的】为了探究贴面处理对中纤板气味释放浓度和强度的影响,比较分析贴面处理后的中纤板与其素板的TVOC及各组分的气味浓度和强度的差异。【方法】采用1 m3气候箱法对三聚氰胺浸渍纸贴面中纤板及其MDF素板进行气体采样,利用气相色谱-嗅闻-质谱联用仪确定气味特征化合物。【结果】三聚氰胺浸渍纸贴面中纤板的气味总质量浓度比其MDF素板降低了21. 06%;贴面处理后板材释放的芳香烃、醛酮类气味特征化合物质量浓度分别增加了16. 88%、3. 08%,酯类、烯烃类、醇类和无气味化合物质量浓度分别降低了7. 74%、4. 34%、0. 20%和7. 68%;三聚氰胺浸渍纸贴面中纤板气味特征化合物释放的种类比其MDF素板增多,但其气味强度均比较弱;气味特征化合物的气味分为苦味、焦味糊味、清香味、烤甜味、芳香味、青草味这6种类型;邻苯二甲酸二丁酯、癸醛、2-乙基-1-己醇、苯在贴面与未贴面的板材气味释放中均被检测到,且在素板中的质量浓度、气味强度均要高于三聚氰胺浸渍纸贴面中纤板中的质量浓度、气味强度; MDF素板经过贴面处理后,气味类型虽然增加,但气味强度均属于稍可察觉(气味等级≤2),对板材的整体气味强度贡献不大。【结论】三聚氰胺浸渍纸贴面会抑制气味特征化合物的释放,降低其质量浓度和气味强度,且同一种气味特征化合物的质量浓度会在一定程度上影响其气味强度的大小。

关键词：三聚氰胺浸渍纸贴面中纤板气相色谱-嗅闻-质谱 TVOC 气味特征化合物