中密度纖維板 甲醛釋放量的測定
Medium density
fiberboard-Determination
of
formaldehyde released
1 主題內(nèi)容與適用范圍
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了中密度纖維中甲醛釋放量的測定方法。
本標(biāo)準(zhǔn)適用于室內(nèi)用中密度纖維板。
2 引用標(biāo)準(zhǔn)
GB 11718.3 中密度纖維板 試件的制備
3 方法原理
穿孔法測定中密度纖維板釋出甲醛基于下面二個(gè)步驟：
第一步穿孔萃取 把游離甲醛從板材中全部分離出來，亦分為兩個(gè)過程。首先將溶劑甲苯與試件共熱，通過液一固萃取使甲醛從板材中溶解出來，然后將溶有甲醛的甲苯再通過穿孔器與另一溶劑水進(jìn)行液一液萃取，把甲醛轉(zhuǎn)溶于水中。
第二步將溶有甲醛的水溶液用碘量法加以定量。
在氫氧化鈉溶液中，甲醛能和碘氧化成甲酸，進(jìn)一步再生成甲酸鈉，而過量的碘生成碘酸鈉和碘化鈉，在酸性溶液中又還原成碘，這過量的碘則用硫代硫酸鈉回滴，反應(yīng)如下：
I2+2NaOH
NaIO+NaI+H2O
CH2O+NaIO+NaOH
HCOONa+NaI+H2O
NaIO+NaI+H2SO4
Na2SO4+I2+H2O
I2+2NS2S2O3
2NaI+NaI+Na2S4O6
4 設(shè)備儀器
4.1 穿孔萃取儀,包括四個(gè)部分,見圖.
- 1000mL具標(biāo)準(zhǔn)磨口的圓底燒瓶用以加熱試件與溶劑進(jìn)行一固萃取。
- 萃取管,具有邊管(包括石棉繩)與小虹吸管,中間放置穿孔器進(jìn)行液-液穿孔萃取。
- 泠凝管，通過一個(gè)大小接頭與萃取管聯(lián)接，可促成甲醛-甲苯氣體冷卻液化與回流。
- 液封裝置是防止甲醛氣體逸出的及虹吸裝置，包括90彎頭，小直管防虹吸球與三角燒瓶。
4.2 套式恒溫器，宜于加熱1 000mL圓底燒瓶，功率300W，可調(diào)溫度范圍為50～200℃。
4.3 電熱鼓風(fēng)箱，控溫器靈敏度±1℃，最高溫度為300℃。
4.4 玻璃器皿
4.4.1 碘價(jià)瓶，500L，4～10只。
4.4.2 單標(biāo)線移液管，25，50，100mL各4支。
4.4.3 棕色酸式滴定管，50mL，各2支。
測定甲醛釋放量的穿禮萃取儀部件圖
4.4.4 棕色堿式滴定管,50mL,各2支。
4.4.5 量筒,10,20,100,250,1 000mL各4支。
4.4.6 干燥器,直徑為20～24cm,2只。
4.4.7 表面皿,直徑為12～15cm,10只。
4.4.8 容量瓶,1000,2000mL各4只。
4.4.9 棕色容量瓶,1 000mL,4只。
4.4.10 燒杯,100,200,500,1 000mL各6只。
4.4.11 棕色細(xì)口瓶,1 000mL,4只。
4.4.12 滴瓶,125mL,4只。
4.4.13 玻璃研缽,直徑10～12cm,1只。
4.5 小口塑料瓶,500,1 000mL各4只。
5 取樣和試樣
5.1 試樣的取樣和切割按GB 11718.3的規(guī)定進(jìn)行。
5.2 試件準(zhǔn)備,必須謹(jǐn)防游離甲醛的散失.板材中的游離甲醛逸出從切割過的側(cè)面要比壓實(shí)的兩個(gè)平面容易,所以二個(gè)試樣中試件的制取均須將每個(gè)試樣沿周邊割去50mm后,再分別切割20mm×20mm的試件330g,并立刻放在密封的容器中,其放置的時(shí)間一般不超過兩小時(shí),否則應(yīng)重新制取,此外切割時(shí)要防止焦邊,避免導(dǎo)致甲酸的揮發(fā)。在330g左右的試件中220g作測定甲醛的萃取和定量的平行試驗(yàn),余下的110g供測定含水率用。
6 方法
6.1儀器校驗(yàn)
先將儀器如圖1所示安裝,并固定在鐵座上,燒瓶加熱可用套式恒溫器加熱。將500mL甲苯加入1 000mL具標(biāo)準(zhǔn)磨口的圓底燒瓶中，另將100mL甲笨及1
000mL蒸餾水加入萃取管內(nèi)，然后開始蒸餾。調(diào)節(jié)加熱器使回流速度保持為每分鐘30mL，回流時(shí)萃取管中液體溫度不得超過40℃，若溫度超過40℃，必須采取降溫措施以保證甲醛在水中的溶解。
6.2 試劑
6.2.1 甲苯(C7H8),分析純。
6.2.2 碘化鉀(KI),分析純。
6.2.3 重鉻酸鉀(K2Cr2O7),優(yōu)級純。
6.2.4 硫代硫酸鈉(Na2S2O3·5H2O),分析純。
6.2.5 碘化汞(HgI2),分析純。
6.2.6 無水碳酸鈉(Na2CO3),分析純。
6.2.7 硫酸(H2SO4),分析純。
6.2.8 鹽酸(HCI),ρ=1.89g/mL分析純。
6.2.9 氫氧化鈉(NaOH),分析純。
6.2.10 碘(I2),分析純。
6.2.11 可溶解性淀粉,分析純。
6.3 溶液配制
6.3.1 硫酸(1:1),量取1體積硫酸在攪拌下緩緩倒入1體積蒸餾水中,攪勻,泠卻后放置在細(xì)口瓶中。
6.3.2 氫氧化鈉(1mo/L),稱取40g氫5氧化鈉溶于600mL新煮沸而冷卻的蒸餾水中,待全部溶解后轉(zhuǎn)至1000mL量筒中,用上述蒸餾水稀釋至刻度,儲于小口塑料瓶中。
6.3.3 淀粉指示劑(0.5%),稱取1g可溶性淀粉,加10mL蒸餾水中,攪拌下注入200mL沸水中,再微沸2分鐘,放置待用(此試劑使用前配制)。
6.3.4 硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液。
6.3.4.1 配制,在感0.1g的天平上稱取26g硫代硫酸鈉于500mL燒杯中,加入新煮沸并已冷卻的蒸餾水至完全溶解后,加入0.05g碳酸鈉(防止分解)及0.01g碘化汞(防止發(fā)霉),然后再用新煮沸過并已冷卻的蒸餾水稀釋成1L,盛于棕色細(xì)口瓶中,搖勻,靜置8～10天再進(jìn)行標(biāo)定。
6.3.4.2 標(biāo)定，精確稱取120℃下烘至恒重的鉻酸鉀（K2Cr2O7）置于500mL碘價(jià)瓶中，加25mL蒸餾水，搖動使之溶解，再加2g碘化鉀及5mL鹽酸（ρ=1.19g/mL），立即塞上瓶塞，液封瓶口，搖勻于暗處放置10分鐘，加蒸餾水150mL，用待標(biāo)定的硫代硫酸鈉滴定到呈草綠色，加入淀粉指示劑3mL，繼續(xù)滴定至突變?yōu)榱辆G色為止，記下硫代硫酸鈉的用量為V。
6.3.4.3 硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度(m01/L),由下列公式計(jì)算:
CNa2S2O3=G/V/1000×49.04=G/V×0.04904
式中：CNa2S2O3——硫代硫酸鈉之物質(zhì)的量濃度，即ＭＯＬ／Ｌ濃度；
Ｖ——硫代硫酸鈉滴定耗用量，ＭＬ計(jì)；
Ｇ——重鉻酸鉀重量，Ｇ計(jì)；
49.04——重鉻酸鉀（(１／６)Ｋ２Ｃr2Ｏ７)摩爾質(zhì)量。
6.3.5 硫代硫酸鈉 標(biāo)準(zhǔn)溶液。
6.3.5.1 配制,用已知moI/L摩爾質(zhì)量的硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液按公式計(jì)算出需用多少體積的0.1moI/L硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液去稀釋(保留小數(shù)點(diǎn)后二位),然后即從滴定管中精確放出計(jì)算所需的體積0.1moI/L硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液(精確至0.01mL),于1L容量瓶中,加水稀釋到刻度,搖勻。
6.3.5.2 標(biāo)定,由于0.1moI/L硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液是經(jīng)標(biāo)定的而且精確稀釋的,所以可達(dá)到0.01moI/L的要求濃度毋須再加標(biāo)定。
6.3.6碘C1/I2，0.1mol/L標(biāo)準(zhǔn)溶液。
6.3.6.1配制，在感量0.1g的天平上稱取碘13g及碘化鉀30g，同置于洗凈的玻璃研缽內(nèi)，加少量蒸餾水磨至碘完全溶解，也可以將碘化鉀溶于少量蒸餾水中，然后在不斷攪拌下加入碘，使其完全溶解后轉(zhuǎn)移入1L的棕色容量瓶中，用蒸餾水稀釋到刻度，搖勻，儲存于暗處。
6.3.7碘C1/I2,0.01mol/L標(biāo)準(zhǔn)溶液。
6.3.7.1配制，用移液管吸取p.1mol/L碘溶液100ml于1L棕色容量瓶中加水稀釋到刻度，搖勻，儲存于暗處。
6.3.7.2標(biāo)定，此溶液不作預(yù)先標(biāo)定，使用時(shí)借助與試液同時(shí)進(jìn)行的空白試驗(yàn)以硫代硫酸鈉0.01mol/L標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定之。
6.4操作
6.4.1萃取操作
關(guān)上萃取管底部的活塞，加入1L蒸餾水，同時(shí)加100mL蒸餾水于有液封裝置的三角燒瓶中。倒600ML甲苯于圓底燒瓶中，并加入105～110G的試件精確至0.01g（即M0），安裝妥當(dāng)，保證每個(gè)接口緊密而不漏氣，可涂上凡士林或“活塞油脂”，開好冷卻水即行加熱，使甲苯沸騰開始回流，記下第一滴甲苯冷卻焉的準(zhǔn)確時(shí)間，繼續(xù)回2h。在此期間保持每分鐘30mL恒定回流速度，這樣，一可以防止液封三角燒瓶中的水，虹吸回到萃取管中，二可以使穿孔而出并溶于水中。甲苯因比重小于1，浮到水面之上并通過萃取管的小虹吸管而返回到燒瓶中繼續(xù)其液—固萃取到2H為止。
在整個(gè)加熱過程中，均須有專人看管以免發(fā)生意外事故。
在萃取結(jié)束時(shí)，移開加熱器，讓儀器迅速冷卻，此時(shí)三角燒瓶中的液封水會通過冷凝管回到萃取管中，起到了洗滌儀器上半部的作用。
萃取管的水面不能超過圖1所示的最高水位線，以免甲醛吸收水溶液通過小虹吸管進(jìn)入燒瓶。為了防上上述現(xiàn)象，可將萃取管中吸收液轉(zhuǎn)移一部分人2000mL容量瓶，再向錐形瓶加入200mL蒸餾水，直到此系統(tǒng)中壓力達(dá)到平衡。
開啟萃取管底部的活塞，將甲醛吸收液全部轉(zhuǎn)到2000mL容量瓶中，再加兩份200mL蒸餾水到三角燒瓶中，并讓它虹吸回流到萃取管中。合并轉(zhuǎn)移到2000mL容量瓶中。
將容量瓶用蒸餾水稀釋到刻度，若有少量甲苯混入，可用漏管吸除后再定容、搖勻、待定量。在率取過程中若有漏氣或停電間斷，此項(xiàng)試驗(yàn)須重新進(jìn)行。
試驗(yàn)用過的甲苯屬易燃品應(yīng)妥善處理，有條件的話亦可重蒸脫水而使用。
6.4．2 甲醛定量操作
從2000mL容量瓶中，準(zhǔn)確收取100mL萃取液V2于500mL碘量瓶中，從滴定管中精確加入0.01mol/L碘標(biāo)準(zhǔn)液50mL，立刻倒人1mol／L氫氧化鈉流液20ml，加塞液封搖勻，靜置暗處15分鐘，取出加1：1硫酸10mL，即以0．01mol／L硫代硫酸鈉滴定到棕色褪盡至淡黃色，加0．5％淀粉指示劑1ml，繼續(xù)滴定到溶液變成無色為止。記錄0．01mol／L硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)液的用量為V1。與此同時(shí)量取100ml蒸餾水代替試液于碘價(jià)瓶中用同樣方法進(jìn)行空白試驗(yàn)，并記錄0．01mol/L硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)液的用量為V0，每種吸收液須滴定二次，平行結(jié)果所用的0．01mol／L硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)液的量，相差不得超過0．25mL，否則需重新吸樣滴定。
若板材中甲醛釋放量高，則滴定時(shí)吸取的萃取樣液可以減半，但須加蒸溜水補(bǔ)充100mL進(jìn)行滴定。
6．5 含水率測定
在測定甲醛釋放量的同時(shí)必須將余下試件進(jìn)行測定其合水率。在感量0．01g的天平上稱取50g試件二份。按照GB11718．5的規(guī)定放入103±2℃的恒溫箱中烘至恒重。但化學(xué)檢測中的恒重系指試件烘于6h取出，冷卻，稱重，繼續(xù)烘，然后每隔2h的兩次稱重所得重量差數(shù)不超過0．05％，精確到0．025g，，這和物理測定中略有不同。
7結(jié)果的計(jì)算
7.1測定甲醛釋放量的試件的干重按式（1）計(jì)算，精確至0.1g
M1=100M0/(100+m)………………………………………………（1）
式中：M1——測定甲醛釋放量的試件干重，g；
M0——測定甲醛釋放量時(shí)稱取的試件原重，g；
m——系指20mm×20mm試件所測得的含水率測定值。
7.1甲醛釋放量Ｅi按式（２）計(jì)算，精確至0.1mg
Ｅi＝[（v0-v1)/1000×c×15×1000×100］//M1×(V2/2000)=(V0-V1)×c×3×106/(M1×Ｖ２）
式中：Ｅi——每100g試樣釋放甲醛的毫克數(shù)，mg/100g；
M1——測定甲醛釋放量的試件干重，g；
V2——滴定時(shí)取用甲醛萃取液的體積，ml；
V1——滴定試液所耗用的硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的量,ml；
C——硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度mol/L；
15——甲醛（1/2CH2O）摩爾質(zhì)量，g/ml。
7.3每張板的甲醛釋放量（Ｅ），其平等試驗(yàn)的處理為二個(gè)試樣測試結(jié)果的算術(shù)平均值。
7.4本試驗(yàn)記錄，見附錄Ａ。
