人造板材成為甲醛重災區,主要源于其生產過程中使用的膠黏劑、木材原料特性、生產工藝缺陷以及使用環境的影響,具體分析如下:
一、膠黏劑:甲醛釋放的核心源頭
脲醛樹脂的廣泛應用
人造板材(如膠合板、刨花板、密度板)的核心粘合劑是脲醛樹脂,其由甲醛與尿素合成。脲醛樹脂因價格低廉、膠合性能好被大量使用,但存在以下問題:
游離甲醛殘留:樹脂合成時,部分甲醛未參與反應,以游離狀態殘留于板材中,逐漸釋放到空氣中。
不穩定基團分解:樹脂合成中生成的某些不穩定基團(如羥甲基),在熱壓或使用過程中會分解,釋放甲醛。
吸附甲醛的釋放:樹脂合成時,部分甲醛分子吸附在膠體粒子周圍,在電解質作用下(如濕度變化)釋放。
摩爾比的影響
甲醛與尿素的摩爾比(F/U)是關鍵因素。早期F/U比高達2.2-2.5,導致甲醛釋放量極高。目前雖降至1.05,但降低F/U比會降低膠液粘度,影響板材性能,因此難以徹底消除甲醛。
二、木材原料:自身分解的隱性貢獻
木材內部分解
木材在干燥、制漿過程中會發生化學變化,釋放甲醛:
半纖維素降解:木材中的半纖維素分解,生成醋酸、蟻酸,同時釋放甲醛。
木質素甲氧基斷鏈:木質素中的甲氧基鍵斷裂,釋放甲醛。
樹種差異:不同樹種的甲醛釋放量差異顯著。例如,馬尾松實木甲醛釋放量為2.65mg/100g,刨花則達3.69mg/100g(增加40%);水曲柳實木為3.39mg/100g,杉木為1.32mg/100g。
樹皮與刨花形態的影響
樹皮釋放量更高:樹皮的甲醛釋放量通常大于實木。
刨花尺寸越小,釋放越強:刨花尺寸越小(表面積越大),甲醛釋放能力越強。例如,鋸屑人造板的甲醛釋放量約比刨花板高出10倍。
三、生產工藝:固化缺陷與工藝參數
芯層固化薄弱
板材芯層是固化“薄弱區”,溫度較低、含水率較高、PH值較低,導致固化程度差,容易水解產生甲醛。
工藝參數的影響
含水率:原料含水率與甲醛釋放量成正比。含水率每增加1倍,熱壓時甲醛釋放量增加3倍,成板中甲醛釋放量增加2倍。
熱壓溫度與時間:熱壓溫度升高或時間延長,可降低甲醛釋放量;反之則增加。
施膠量:施膠量增加,甲醛釋放量直線上升。
成品堆放方式
冷卻后堆放比未經冷卻直接堆放,甲醛釋放量降低44%左右。
四、使用環境:溫度與濕度的催化作用
溫度的影響
溫度每提高5-8℃,甲醛釋放量濃度提高一倍。例如,板材在80℃時甲醛釋放量比50℃時增加10%。
高溫環境下,板材內部未固化的樹脂和木材中的半纖維素加速分解,釋放更多甲醛。
濕度的影響
相對濕度每增加12%,甲醛釋放量濃度增加5%-20%。濕度從35%升至80%,釋放量增加50%。
高濕環境促進樹脂水解和木材半纖維素降解,釋放甲醛。
其他環境因素
酸堿度:酸性環境(如PH值降低)會加速樹脂水解,釋放甲醛。
光照與風化:長期光照和風化會使板材表面老化,釋放更多甲醛。
五、疊加效應:單位面積內甲醛的累積
即使選用環保達標的人造板材,若單位面積內使用大量板材(如全屋定制家具、多層地板),甲醛釋放量仍可能疊加超標。例如,一個房間內使用多塊E0級板材,其總釋放量可能超過國標限值(0.08mg/m³)。