氣候箱法測定實木復(fù)合地板甲醛釋放量數(shù)學(xué)模型建立

李艷 安興祥 黃海燕

（1.江蘇省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗研究院，江蘇南京 210007；2.北美楓情木家居（江蘇）有限公司，江蘇蘇州 215212）

實木復(fù)合地板是目前市場上使用較多的主流地面裝修原材，其甲醛釋放量受到人們的關(guān)注?，F(xiàn)行國家強制性標(biāo)準(zhǔn)GB 18580-2017《室內(nèi)裝飾裝修材料 人造板及其制品中甲醛釋放限量》規(guī)定了甲醛釋放量僅使用1 m3氣候箱法檢測，該方法的檢測原理最接近于人造板實際使用時甲醛釋放的真實狀態(tài)，是模擬人造板實際使用環(huán)境的一種甲醛釋放測試方法，可為人造板實際使用時甲醛釋放的評估，提供最準(zhǔn)確的參考[1]。但是缺點是其檢測周期長，檢測成本高。而干燥器法，對檢測設(shè)備要求低、操作簡便，被國內(nèi)檢測機(jī)構(gòu)及板材生產(chǎn)企業(yè)廣泛采用[2]。

本文采用GB 18580-2001標(biāo)準(zhǔn)中的（9 L～11 L）干燥器法檢測甲醛，不要求對樣品進(jìn)行預(yù)處理，且規(guī)定所有樣品均取10塊，節(jié)省檢測時間和操作成本，符合生產(chǎn)企業(yè)實際情況[3]。本文重點研究實木復(fù)合地板（9 L～11 L）干燥器法與1 m3氣候箱法測試結(jié)果的關(guān)系，通過對檢測結(jié)果進(jìn)行比對和分析，建立回歸方程等數(shù)學(xué)模型，可以用干燥器法檢測值預(yù)測氣候箱法的檢測值，為人造板生產(chǎn)企業(yè)提供參考和借鑒。

1 試驗材料和儀器設(shè)備

1.1 試驗材料

本次試驗以實木復(fù)合地板為試驗材料，共計10批次，基材為膠合板，選取厚度12 mm、15 mm兩種規(guī)格。

1.2 試劑

甲醛標(biāo)準(zhǔn)溶液（100 mg/L）、乙酸銨（分析純）、乙酰丙酮（分析純）。

1.3 試驗儀器設(shè)備

1 m3甲醛檢測氣候箱（CET-Y40B）；采樣泵（GILAIR PLUS）；紫外可見分光光度計（Lambda365）；恒溫恒濕空調(diào)機(jī)組（PRS-DHA30+MHA08）；干燥器（容積為11 L）。

1.4 試驗方法

1.4.1 1 m3氣候箱法

按照GB/T 17657-2013《人造板及飾面人造板理化性能試驗方法》[4]中4.60甲醛釋放量測定——1 m3氣候箱法的規(guī)定進(jìn)行，將實木復(fù)合地板拼接成500 mm×500 mm的試件4塊，置于溫度（23±1）℃、相對濕度（50±5）%的條件下預(yù)處理，（15±2）d后任意兩塊背靠背，用不含甲醛的膠粘劑粘起來，所有側(cè)邊用鋁箔密封，封邊后將試件放入溫度（23±0.5）℃、相對濕度（50±3）%、空氣交換率（1.0±0.05）/h的1 m3氣候箱內(nèi)。從第2天至第5天，每天取樣2次，將溫度狀態(tài)最后4次測定的甲醛濃度平均值為最終的甲醛釋放量。

1.4.2 干燥器法

按照GB 18580-2001[5]中6.2規(guī)定，在容積為9 L～11 L的干燥器底部放置一個盛有300 mL蒸餾水、深度為60 mm的玻璃結(jié)晶皿，然后將10塊尺寸為150 mm×50 mm（長×寬）的試件放置到干燥器中，最后把裝有試件的整個裝置在（20±2）℃條件下放置24 h。這時結(jié)晶皿中的蒸餾水會吸收從試件中釋放出來的甲醛，然后通過檢測結(jié)晶皿中水溶液的甲醛含量來判定試件的甲醛釋放量[6,7]。

2 結(jié)果與分析

2.1 試驗結(jié)果

采用1 m3氣候箱法和（9 L～11 L）干燥器法分別測試實木復(fù)合地板的甲醛釋放量，結(jié)果見表1。為了便于比較，干燥器法的值與氣候箱法值均統(tǒng)一到小數(shù)點后三位，相關(guān)性回歸方程建立見圖1。

表1 不同試驗方法測定的甲醛釋放量檢測結(jié)果

2.2 結(jié)果分析

從圖1中的回歸方程中得出相關(guān)系數(shù)R2=0.9405，r=0.9744，給定顯著水平α=0.01，查表得到rα=0.764592，即r＞rα，說明回歸方程的擬合程度好，實木復(fù)合地板1 m3氣候箱值與干燥器值線性相關(guān)關(guān)系顯著。在置信水平為99%時，1 m3氣候箱值與干燥器值的相關(guān)關(guān)系，有顯著的線性相關(guān)。

圖1 實木復(fù)合地板干燥器值與氣候箱值相關(guān)關(guān)系

圖2是用回歸方程分析擬合預(yù)測氣候箱值，以干燥器值為橫坐標(biāo)，氣候箱值為縱坐標(biāo)。

圖2 預(yù)測實木復(fù)合地板氣候箱值

表2用方差分析檢驗回歸方程的顯著性，求得F=126.438，查F 分布表得臨界F0.01=11.26，F(xiàn)＞ F0.01，說明干燥器值與氣候箱值有顯著的線性相關(guān)關(guān)系。

表2 實木復(fù)合地板1 m3氣候箱值與干燥器值回歸分析

表3 實木復(fù)合地板SPSS回歸分析（模型匯總）

表3的SPSS軟件統(tǒng)計結(jié)果中，Sig.F=0.000，即P值＜0.01，差異極顯著，說明所擬合的線性回歸模型方程在置信度α=0.01時整體極顯著，具有明顯的一元線性相關(guān)性。

3 結(jié)論

（1）在本試驗條件下，實木復(fù)合地板甲醛釋放量干燥器值與氣候箱值之間存在一定的換算關(guān)系，數(shù)學(xué)模型為y=0.1445x-0.0202（x：干燥器值，y：氣候箱值），預(yù)測模型與實測值線性一致。R2=0.9405，說明能解釋94.05%的實際值變化趨勢[8]。

（2）從有限的數(shù)據(jù)比對看出，干燥器值大于0.5 mg/L，氣候箱值就會超過0.058 mg/m3。使用模型反推，氣候箱值達(dá)到甲醛釋放量E0級要求的0.050 mg/m3，干燥器值為0.485 mg/L。結(jié)合本次試驗，建議生產(chǎn)企業(yè)最好將實木復(fù)合地板干燥器值（按照GB 18580-2001中干燥器法測定）控制在小于0.5 mg/L范圍內(nèi)，氣候箱值就可以達(dá)到E0級的要求。

（3）在企業(yè)內(nèi)部質(zhì)量控制時，可以考慮采用9 L～11 L干燥器法替代1 m3氣候箱法進(jìn)行產(chǎn)品的質(zhì)量監(jiān)測。但當(dāng)產(chǎn)品批次或產(chǎn)品工藝和結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時，此數(shù)學(xué)模型需要根據(jù)進(jìn)一步的試驗驗證進(jìn)行調(diào)整[9]。