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杉木和尾叶桉干燥中有机挥发物及人造板甲醛释放的研究

龙玲  
【摘要】:木质材料在加工利用过程中释放甲醛等各种醛类,萜烯类,有机酸、醇类等挥发物,对环境和人体造成一定的危害。本论文以杉木、尾叶桉为研究对象,对木材精油和木材生材在常温状态下释放的有机挥发物(VOC)成分进行了分析研究,重点研究了木材在高温和常规干燥条件下VOC释放成分,释放规律及影响因素,评价了木材干燥过程中VOC释放对环境的影响,为有效合理控制VOC排放和制定其排放标准提供了基础数据。同时对影响人造板甲醛释放的因素进行了深入的研究,为我国甲醛检测相关标准的修订提供了部分理论依据。研究结论如下: 1.采用水蒸汽蒸馏法,获得杉木生材精油的得油率为1.57%,尾叶桉生材精油的得油率为0.02%。利用气相色谱仪(GC-FID)、气-质联用仪(GC-MS)分析检出杉木精油中23种化学物质,其中α-蒎烯含量最多,其次是柏木脑,并在杉木精油中发现以前未检出的大香根叶烯(germacrene D)和库贝醇(cubenol)。尾叶桉精油中分析检出21种化学物质,其中主要成分为柏木脑,其次是α-柏木烯。 2.在常温下利用高纯氦气快速带出木材中VOC,用2,4-二硝基苯阱(DNPH)采集管和活性碳管分别对醛类和萜烯类VOC采样,利用高效液相色谱仪和气相色谱仪分析其成分及含量。结果表明:杉木、杨木、马尾松和尾叶桉生材常温下可释放甲醛、乙醛、己醛等多种醛类物质以及仅α-蒎烯、β-蒎烯、D-柠檬烯等萜烯类物质,其中乙醛释放量最高。杉木和杨木释放的醛类明显高于马尾松和尾叶桉;杉木释放的萜烯类VOC明显高于其它3种木材。温度由20℃上升到40℃,杉木醛类和萜烯类释放量显著增加。 3.采用小型干燥机干燥木材,在冰浴中用酸化的DNPH溶液和去离子水分别对尾气中醛类和有机酸醇类采样,用活性碳管对萜烯类采样,采用HPLC和GC-FID对VOC进行分析。结果表明,杉木干燥释放的醛类物质主要有甲醛、乙醛、丙烯醛/丙酮;极性挥发物主要有甲醇、乙酸、甲酸;萜烯类挥发物主要有α-蒎烯、莰烯、D-柠檬烯、β-蒎烯、β-水芹烯。杉木高温干燥释放的醛类和酸、醇类挥发物远高于常规干燥,但萜烯类挥发物总量差异很小。 杉木高温干燥中,挥发物总量为262.0mg/kg,其中甲醛15.7mg/kg,乙醛18.5mg/kg,甲醇110.1mg/kg,乙酸61.3mg/kg,甲酸35.0mg/kg,萜烯类9.2mg/kg。在常规干燥过程中,挥发物总量为89.8mg/kg,其中甲醛3.5mg/kg,乙醛6.9mg/kg,甲醇17.6mg/kg,乙酸29.8mg/kg,甲酸16.6mg/kg,萜烯类8.9mg/kg。 杉木干燥时终含水率对醛类和极性挥发物释放量影响较大。终含水率从10%下降到4%左右,高温干燥的总挥发物将增加16.2%,其中甲醛释放量增加27%,甲


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