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三聚氰胺浸渍纸贴面中纤板气味释放分析

李赵京 沈隽 蒋利群 李新兵 董华君 王启繁

李赵京, 沈隽, 蒋利群, 李新兵, 董华君, 王启繁. 三聚氰胺浸渍纸贴面中纤板气味释放分析[J]. 北京林业大学学报, 2018, 40(12): 117-123. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180272
引用本文: 李赵京, 沈隽, 蒋利群, 李新兵, 董华君, 王启繁. 三聚氰胺浸渍纸贴面中纤板气味释放分析[J]. 北京林业大学学报, 2018, 40(12): 117-123. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180272
Li Zhaojing, Shen Jun, Jiang Liqun, Li Xinbing, Dong Huajun, Wang Qifan. Odor emission analysis of melamine faced MDF[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2018, 40(12): 117-123. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180272
Citation: Li Zhaojing, Shen Jun, Jiang Liqun, Li Xinbing, Dong Huajun, Wang Qifan. Odor emission analysis of melamine faced MDF[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2018, 40(12): 117-123. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180272

三聚氰胺浸渍纸贴面中纤板气味释放分析

doi: 10.13332/j.1000-1522.20180272
基金项目: 

国家研发计划项目 2016YFD0600706

详细信息
    作者简介:

    李赵京。主要研究方向:人造板生产工艺。Email: lizhaojing@nefu.edu.cn  地址: 150040黑龙江省哈尔滨市香坊区和兴路26号东北林业大学材料科学与工程学院

    通讯作者:

    沈隽,教授,博士生导师。主要研究方向:人造板生产工艺。Email: shenjunr@126.com  地址:同上

  • 中图分类号: S784

Odor emission analysis of melamine faced MDF

  • 摘要: 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。
  • 图  1  三聚氰胺浸渍纸贴面中纤板及其素板气味释放趋势对比

    Figure  1.  Comparison in odor emission trend of melamine faced MDF and MDF

    图  2  三聚氰胺浸渍纸贴面中纤板和MDF素板气味轮廓图

    Figure  2.  Odor component profile of melamine faced MDF and MDF

    图  3  三聚氰胺浸渍纸贴面中纤板和MDF素板中相同气味特征化合物的气味强度比较

    Figure  3.  Comparison of odor intensity of the same odor-characteristic compounds of melamine faced MDF and MDF

    表  1  气味强度判别标准(日本)

    Table  1.   Odor intensity criteria (Japan)

    气味强度(级) Odor intensity(grade) 0 1 2 3 4 5
    表示方法Representation method 无臭Odorless 勉强可感觉出的气味(检测阙值) Barely perceptible odor (detection threshold) 稍可感觉出的气味(认定阙值) Slightly perceptible odor (identified threshold) 易感觉出的气味Lightly perceptible odor 较强的气味(强臭) Strong odor (strong stink) 强烈的气味(剧臭) Intensive odor (intense stink)
    注:引自参考文献[12]。Note: quoted from reference [12].
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    表  2  三聚氰胺浸渍纸贴面中纤板和MDF素板VOCs组分分析

    Table  2.   Analysis of the content of VOCs in melamine faced MDF and MDF

    μg ·m-3
    板材Panel 类别Category 芳香烃类Arenes 醛酮类Aldehyde ketones 酯类Esters 醇类Alcohols 烯烃类Alkenes 烷烃类Alkanes 其他Others TVOC
    中纤板素板MDF TVOC质量浓度TVOC mass concentration 57.87 28.74 18.02 13.1 6.04 0 15.42 139.19
    气味物质质量浓度Odor compound mass concentration 18.33 8.28 18.02 13.1 6.04 0 0 63.77
    三聚氰胺浸渍纸贴面中纤板Melamine faced MDF TVOC质量浓度TVOC mass concentration 60.79 12.14 4.9 8.67 2.74 3 1.85 94.09
    气味物质质量浓度Odor compound mass concentration 28.27 8.5 4.9 8.67 0 0 0 50.34
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    表  3  中纤板素板及三聚氰胺浸渍纸贴面中纤板气味特征化合物定性定量分析

    Table  3.   Qualitative and quantitative analysis of odor-characteristic compounds of MDF and melamine faced MDF

    类别Category 保留时间Retention time/min 化合物Compounds 保留指数Retention index 质量浓度Mass concentration/ (μg·m-3) 定性方法Qualitative method 感官评定Sensory evaluation 气味描述Odor description
    MDF 三聚氰胺浸渍纸贴面中纤板Melamine faced MDF MDF 三聚氰胺浸渍纸贴面中纤板Melamine faced MDF
    芳香烃类Arenes 5.51 苯Benzene 601 10.21 8.5 MS, RI, Odor 2 1 焦味糊味Charred flavor
    14.48 乙苯Ethylbenzene 839 2.66 MS, RI, Odor 1 清香Fragrant
    28.19 1-亚甲基-1H-茚1-methylene-1H-indene 1 159 3.35 MS, RI, Odor 1 微苦、油脂Slight bitter, grease
    32.31 2-甲基萘2-methylnaphthalene 1 291 2.09 MS, RI, Odor 1 青涩气味Acerbic
    34.76 联苯Biphenyl 1 486 2.88 MS, RI, Odor 1 尖刺糊味Spiked charred flavor
    40.69 芴Fluorene 2 104 11.45 MS, RI, Odor 1 青草气味Grassy smell
    44.21 菲Phenanthrene 1 584 5.46 MS, RI, Odor 1 清香Fragrant
    烯烃类Alkenes 8.71 2-丙烯基环丁烯2-propenylidene-cyclobutene 722 4.35 MS, RI, Odor 1 焦味糊味Charred flavor
    醛类Aldehydes 19.32 苯甲醛Benzaldehyde 948 2.77 MS, RI, Odor 2 特殊杏仁味、苦味Special almond flavor, bitter
    25.17 壬醛Nonanal 1 066 2.97 MS, RI, Odor 1 清香Fragrant
    28.63 癸醛Decanal 1 170 8.28 2.76 MS, RI, Odor 3 1 清香Fragrant
    酯类Esters 46.2 邻苯二甲酸二丁酯Dibutyl phthalate 1 897 18.02 4.9 MS, RI, Odor 2 1 芳香Aromatic
    醇类Alcohols 22.17 2-乙基-1-己醇2-ethyl-1-hexanol 983 13.1 8.67 MS, RI, Odor 3 2 烤甜香Roasted sweet
    注:RI代表保留指数,MS代表参照谱库检索结果定性,Odor代表根据嗅闻气味特征定性。Notes: RI represents retention index, MS represents the qualitative method by comparison of the mass spectrum in reference databases, and Odor represents the qualitative method by odor characteristics.
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  • [1] 樊红梅.室内空气中总挥发性有机化合物的测定与治理方法探讨[J].黑龙江生态工程职业学院学报, 2009, 22(4): 5-6. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=QK200902507537

    Fan H M. Discussion on determination and treatment of total volatile organic compounds in indoor air[J]. Journal of Heilongjiang Vocational Institute of Ecological Engineering, 2009, 22(4): 5-6. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=QK200902507537
    [2] 邵亚丽, 沈隽, 邓富介, 等.表面涂饰对杨木强化材TVOC释放影响的研究[J].中南林业科技大学学报, 2018, 38(2): 114-121. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/znlxyxb201802018

    Shao Y L, Shen J, Deng F J, et al. The influence of surface coating on TVOC emissions from the treated Populus wood[J]. Journal of Central South University of Forestry & Technology, 2018, 38(2): 114-121. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/znlxyxb201802018
    [3] Klepeis N E, Nelson W C, Ott W R, et al. The national human activity pattern survey (NHAPS): a resource for assessing exposure to environmental pollutants[J]. Journal of Exposure Analysis and Environmental Epidemiology, 2001, 11(3): 231-252. doi:  10.1038/sj.jea.7500165
    [4] 谢建春.现代香味分析技术及应用[M].北京:中国标准出版社, 2008.

    Xie J C. Modern fragrance analysis technology and application[M]. Beijing: Standards Press of China, 2008.
    [5] Schreiner L, Loos H M, Buettner A. Identification of odorants in wood of Calocedrus decurrens (Torr.) Florin by aroma extract dilution analysis and two-dimensional gas chromatography-mass spectrometry/olfactometry[J]. Analytical and Bioanalytical Chemistry, 2017, 409(15): 3719-3729. doi:  10.1007/s00216-017-0314-x
    [6] Félix J S, Domeño C, Nerín C. Characterization of wood plastic composites made from landfill-derived plastic and sawdust: volatile compounds and olfactometric analysis[J]. Waste Management, 2013, 33(3): 645-655. doi:  10.1016/j.wasman.2012.11.005
    [7] 谢恬, 王丹, 马明娟, 等.OAV和GC-O-MS法分析五香驴肉风味活性物质[J].食品科学, 2018, 39(8): 123-128. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/spkx201808020

    Xie T, Wang D, Ma M J, et al. Identification of flavor-active compounds in spiced donkey meat by odor activity value (OAV) calculation and gas chromatography-olfactometry-mass spectrometry[J]. Food Science, 2018, 39(8): 123-128. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/spkx201808020
    [8] 孙宗保, 赵杰文, 邹小波, 等. HS-SPME/GC-MS/GC-O对镇江香醋特征香气成分的确定[J].江苏大学学报(自然科学版), 2010, 31(2): 139-144. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=jslgdxxb201002004

    Sun Z B, Zhao J W, Zhou X B, et al. Determination of characteristic aroma compounds of Zhenjiang fragrance vinegar using HS-SPME/GC-MS/GC-O[J]. Journal of Jiangsu University (Natural Science Edition), 2010, 31(2): 139-144. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=jslgdxxb201002004
    [9] 于立志, 马永昆, 张龙, 等. GC-O-MS法检测句容产区巨峰葡萄香气成分分析[J].食品科学, 2015, 36(8): 196-200. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/spkx201508036

    Yu L Z, Ma Y K, Zhang L, et al. Analysis of aroma composition of Kyoto grape from Jurong by GC-O-MS[J]. Food Science, 2015, 36(8): 196-200. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/spkx201508036
    [10] 常玉梅.描述性检验与消费者接受度感官分析方法研究-以豆腐干为例[D].无锡: 江南大学, 2013. http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10295-1013310020.htm

    Chang Y M. Research on sensory analysis methods of descriptive test and consumer acceptability-by testing of dried bean curds[D]. Wuxi: Jiangnan University, 2013. http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10295-1013310020.htm
    [11] McDaniel M R, Miranda-Lopez R, Watson B T, et al. Pinot noir aroma: a sensory/gas chromatographic approach[J]. Developments in Food Science, 1990(24): 23-36. http://www.researchgate.net/publication/312981981_Pinot_Noir_aroma_A_sensory_gas_chromatographic_approach
    [12] Ministry of the Environment. Law no. 91: offensive odor control law[S]. Tokyo: Government of Japan, 1971.
    [13] 蒋利群, 沈隽, 董华君, 等.饰面处理对刨花板VOCs释放的影响[J].北京林业大学学报, 2018, 40(5): 110-116. doi:  10.13332/j.1000-1522.20180031

    Jiang L Q, Shen J, Dong H J, et al. Effects of surface finishes on VOCs emission from particleboards[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2018, 40(5): 110-116. doi:  10.13332/j.1000-1522.20180031
    [14] 马永昆, 刘晓庚.食品化学[M].南京:东南大学出版社, 2007: 305.

    Ma Y K, Liu X G. Food chemistry[M]. Nanjing: Southeast University Press, 2007: 305.
  • [1] 韩利平, 王卿平, 张景朋, 蒋明亮, 曹金珍.  IPBC高效液相色谱分析方法及处理材抗流失性能 . 北京林业大学学报, 2021, (): 1-7. doi: 10.12171/j.1000-1522.20210049
    [2] 张亦弛, 郭素娟, 孙传昊.  生长延缓剂对板栗叶片解剖结构及非结构性碳水化合物的影响 . 北京林业大学学报, 2020, 42(1): 46-53. doi: 10.12171/j.1000-1522.20180437
    [3] 张小燕, 李雨菲, 刘桂华, 许早时, 邓波.  施氮对1年生青钱柳生长和三萜类化合物积累的影响 . 北京林业大学学报, 2020, 42(4): 60-68. doi: 10.12171/j.1000-1522.20190294
    [4] 吴宇晖, 张少迪, 任自忠, 王明枝.  植酸−三聚氰胺处理木材阻燃性能研究 . 北京林业大学学报, 2020, 42(4): 155-161. doi: 10.12171/j.1000-1522.20190406
    [5] 王午豪, 齐芪, 李赟, 盖颖.  用毛细管电泳-质谱(CE-MS)内标法检测杜仲中绿原酸 . 北京林业大学学报, 2017, 39(4): 115-119. doi: 10.13332/j.1000-1522.20160030
    [6] 王遂, 赵慧, 杨传平, 姜静.  四倍体桦树树皮中三萜化合物的测定与评价 . 北京林业大学学报, 2015, 37(9): 53-61. doi: 10.13332/j.1000-1522.20140150
    [7] 张宇, 母军, 李思锦, 赵阳.  脲醛树脂及三聚氰胺改性脲醛树脂对桉木热解液组分的影响 . 北京林业大学学报, 2014, 36(6): 159-164. doi: 10.13332/j.cnki.jbfu.2014.06.003
    [8] 吴沙沙, 彭东辉, 李雯琪, 王晶懋, 吕英民, .  东方百合‘ 索邦爷鳞茎源鄄库转化过程中碳水化合物 代谢及相关酶活性变化 . 北京林业大学学报, 2013, 35(6): 96-102.
    [9] 王琪, 严善春.  外源茉莉酸类化合物系统诱导红松酚酸含量变化 . 北京林业大学学报, 2012, 34(6): 98-106.
    [10] 念红丽, 李赫, 曹冬冬, 曹建康, 姜微波.  高效液相色谱测定不同成熟期枣皮酚类物质 . 北京林业大学学报, 2011, 33(1): 139-143.
    [11] 吕兆林, 任美玲, 欧阳呓林, 林西, 张柏林.  竹叶黄酮化合物季节变化规律 . 北京林业大学学报, 2011, 33(4): 81-84.
    [12] 王洋, 刘景双, 窦晶鑫, 赵光影.  三江平原不同群落小叶章枯落物的季节变化及养分累积特征 . 北京林业大学学报, 2010, 32(1): 74-81.
    [13] 梁新华, 郑彩霞, 张风侠, 李鹏.  甘草角鲨烯的提取及高效液相色谱分析 . 北京林业大学学报, 2010, 32(2): 123-126.
    [14] 杨益琴, 唐年华, 刘兵, 王鉴兰, 王石发, 谷文, 陈华成.  α-蒎烯合成N-烷基-N-(α-龙脑烯基)乙酰胺类化合物及香气特征 . 北京林业大学学报, 2010, 32(2): 165-170.
    [15] 孙德林, 刘文金, 余先纯.  烧结温度和树脂含量对木陶瓷的物相及结构的影响 . 北京林业大学学报, 2009, 31(4): 112-117.
    [16] 傅深渊, 程书娜, 马灵飞, 俞友明.  三聚氰胺-苯酚-甲醛共缩聚合成机理及性能研究 . 北京林业大学学报, 2008, 30(3): 107-112.
    [17] 余雁, 江泽慧, 王戈, 覃道春, 许忠允.  采谱方式对竹材气干密度近红外预测模型精度的影响 . 北京林业大学学报, 2007, 29(4): 80-83.
    [18] 王丰俊, 李在留, 刘美芹, 金莹, 张玲, 孙月琴, 李莉, 郝晨, 陈佳, 周章义, 段旭良, 雷庆哲, 胡晓丹, 胡海英, 石娟, 王莉, 隋金玲, 范丙友, 乔海莉, 孙青, 姚娜, 李艳华, 欧阳杰, 刘丽, 曲红, 熊丹, 程堂仁, 贺窑青, 冯秀兰, 张艳霞, 骆有庆, 尹伟伦, 赵亚美, 阎伟, 武彦文, 陆海, 王建中, 康向阳, 冯菁, 尹伟伦, 周燕, 张香, 张志毅, 路端正, 李云, 陈晓阳, 郑彩霞, 续九如, 陈发菊, 张德权, 孙爱东, 李凤兰, 郭锐, 沈昕, 骆有庆, 田呈明, 沈繁宜, 李忠秋, 郑永唐, 梁华军, 卢存福, 郝俊, 胡德夫, 阎晓磊, 王晓东, 王华芳, 马钦彦, 赵蕾, 高述民, 孙爱东, 蒋湘宁, 骆有庆, 武海卫, 王百田, 吴晓成, 梁宏伟, 姜金仲, 安新民, 史玲玲, 胡晓丹, 骆有庆, 李凯, 王玉兵, 吴坚, 骈瑞琪, 张志翔, 严晓素, 冯仲科, 王瑛, 王建中, 谢磊, 邹坤, 赵兵, 刘玉军, 尹伟伦, 王晓楠, 高荣孚, 于京民2, 王华芳, 温秀凤3, 王冬梅, 郭晓萍, 崔彬彬
    , 冯晓峰, 沈应柏, 陈卫平, 李凤兰, 李镇宇, 张兴杰, 呼晓姝, 陶凤杰, 杨伟光, 林善枝, 刘玉军, 刘艳, 张庆, 孙建华, 王民中, 王玉春, 丁霞, 汪植, 赵新丽, 马建海, 蒋平, 付瑞海.  文冠果种皮中的香豆素类化合物及抗HIV-1活性研究 . 北京林业大学学报, 2007, 29(5): 73-83.
    [19] 李瑞, 姚洪军, 刘秀萍, 王顺忠, 周成理, 何亚平, 宋颖琦, 惠刚盈, 王尚德, 齐实, 王旭, 耿玉清, 马尔妮, 任琴, 王清奎, 雷加富, 白新祥, 余雁, 徐向舟, 武广涛, 徐基良, 石玉杰, 周国逸, 康向阳, 徐海, 费本华, 白翠霞, 费世民, 王飞, 杨莉, 张克斌, 胡可, 杨谦, 俞国胜, 云琦, 史军义, 崔国发, 刘大庆, 赵广杰, 陈丽华, 汪思龙, 张红武, 胡艳波, 孙阁, 胡永建, 徐秉玖, 李忠, 宋维峰, 张波, 李代丽, 冯宗炜, 赵铁蕊, 陈晓鸣, 王百田, 孙阁, 张恒明, 秦跟基, 蒋俊明, 戴思兰, 张德强, 代力民, 朱金兆, 瞿礼嘉, 王亮生, 陈华君, 陈秀明, 王戈, 王树森, 易传辉, 高荣孚, 董占地, 张慧, 杨晓晖, 乔锋, 金幼菊, 石雷, 余英, 武波, 王庆礼, 闫俊华, 肖玉保, 朱明东, 陈峻崎, 杨海龙, 杨俊杰, 李镇宇, 唐森强, 赵辉, 陈晓阳, 杨莉, SteveMcNulty.  豌豆光系统Ⅰ中脂类物质的分离及反相高效液相色谱分析 . 北京林业大学学报, 2006, 28(5): 95-98.
    [20] 马履一, 张春雨, 李秀芬, 杨永福, 曹金珍, 于占源, 李长洪, 张亚利, 林峰, 张力平, 赵广亮, 郭小平, 王勇, 史军辉, 于格, 王华, 王献溥, 许月卿, 李笑吟, 赖巧玲, 姜春宁, 何恒斌, 贾彩凤, 何利娟, 吕兆林, 钟健, 郑彩霞, 杨培岭, 王希群, 胥辉, 赵秀海, 于顺利, 贾桂霞, 赵博光, 曾德慧, 鲁春霞, 孙长霞, D.PascalKamdem, 朱清科, 王骏, 郭惠红, 朱教君, 王继兴, 黄忠良, 毕华兴, 习宝田, 李悦, 尚晓倩, 郝玉光, 邵晓梅, 杨明嘉, 李鸿琦, 任树梅, 杨为民, 王秀珍, 谢高地, 丁琼, 李黎, 张志2, 刘燕, 朱金兆, 费孛, 陈宏伟, 丁琼, 张榕, 尚宇, 甘敬, 郑景明, 包仁艳, 欧阳学军, 周金池, 崔小鹏, 姜凤岐, 王庆礼, 刘艳, 贾昆锋, 张池, 何晓青, 刘鑫, 张中南, 范志平, 刘足根, , 蔡宝军, , 沈应柏, 贾桂霞, 沈应柏, 李凤兰, 毛志宏, 张方秋, 鹿振友, 周金池, 唐小明, 陈伏生, 纳磊, 李林, 申世杰, 周小勇, 马玲, , 赵琼, .  超临界CO2萃取油松针叶萜烯化合物的方法研究 . 北京林业大学学报, 2006, 28(4): 155-158.
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-08-25
  • 修回日期:  2018-10-09
  • 刊出日期:  2018-12-01

三聚氰胺浸渍纸贴面中纤板气味释放分析

doi: 10.13332/j.1000-1522.20180272
    基金项目:

    国家研发计划项目 2016YFD0600706

    作者简介:

    李赵京。主要研究方向:人造板生产工艺。Email: lizhaojing@nefu.edu.cn  地址: 150040黑龙江省哈尔滨市香坊区和兴路26号东北林业大学材料科学与工程学院

    通讯作者: 沈隽,教授,博士生导师。主要研究方向:人造板生产工艺。Email: shenjunr@126.com  地址:同上
  • 中图分类号: S784

摘要: 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。

English Abstract

李赵京, 沈隽, 蒋利群, 李新兵, 董华君, 王启繁. 三聚氰胺浸渍纸贴面中纤板气味释放分析[J]. 北京林业大学学报, 2018, 40(12): 117-123. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180272
引用本文: 李赵京, 沈隽, 蒋利群, 李新兵, 董华君, 王启繁. 三聚氰胺浸渍纸贴面中纤板气味释放分析[J]. 北京林业大学学报, 2018, 40(12): 117-123. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180272
Li Zhaojing, Shen Jun, Jiang Liqun, Li Xinbing, Dong Huajun, Wang Qifan. Odor emission analysis of melamine faced MDF[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2018, 40(12): 117-123. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180272
Citation: Li Zhaojing, Shen Jun, Jiang Liqun, Li Xinbing, Dong Huajun, Wang Qifan. Odor emission analysis of melamine faced MDF[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2018, 40(12): 117-123. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180272
  • 人造板作为室内装饰的内装材被广泛用于住宅设计中,其良好的装饰性和易加工性为设计带来了无限可能。但随着室内人造板使用率增高,室内建材散发出高浓度挥发性有机化合物并产生的刺鼻异味影响着人体感官效应和超敏感效应[1],从而诱发人类头痛、困倦、恶心、流鼻涕等病态建筑物综合征[2](Sick building syndrome,SBS)。人的一生中至少有80%以上的时间是在室内环境中度过的[3], 所以室内挥发性有机化合物(Volatile organic compounds, VOCs)及其散发的气味对人体的危害成为消费者关注的热点。

    气味成分是人们可以通过嗅觉感觉到的挥发性气味物质,它与板材自身制作材料、生产工艺、施胶种类、施胶量、饰面材料等密切相关。在以往VOCs研究中,研究者主要通过气相色谱-质谱联用仪(Gas chromatography-mass spectrometer,GC-MS)进行表征分析,得到VOCs在不同环境下的释放特征规律。但对气味检测而言,GC-MS的检测限为1×10-12,而人鼻对气味的检测下限可达1×10-19[4],并且GC-MS无法确定单个挥发性化合物气味对板材整体气味的贡献大小。Schreiner等[5]通过GC-MS与人类感官评价相结合表征分析香柏木(Sabina pingii)中的气味特征化合物,检测到60余种气味特征化合物,其中22种通过主观嗅闻被鉴定为关键气味特征化合物。Félix等[6]利用液液萃取和顶空固相微萃取(HS-SPME)与GC-MS结合嗅闻测定分析木塑复合材料(Wood-plastic composites,WPCs)中的气味特征化合物,发现WPCs中释放的气味特征化合物均未对人体健康造成威胁。气相色谱-嗅闻-质谱(Gas chromatography-olfactometry-mass spectrometry,GC-O-MS)是一种从VOCs中利用分析仪器分离检测出人体能够感知的气味化合物具体成分及其质量浓度,结合主观嗅觉描述气味特征的检测技术,它将GC的分离能力与人鼻对气味灵敏性的反映主客观结合起来[7],从而实现对挥发性有机化合物的定性定量分析。

    本实验采用1 m3气候箱法分别采集三聚氰胺浸渍纸贴面中纤板及其素板中的挥发性有机化合物,并通过GC-O-MS对气味化合物成分、质量浓度、气味强度、气味特征进行分析,探索三聚氰胺浸渍纸贴面中纤板气味产生的规律及来源。

    • 本试验材料采用广东某企业生产的MDF素板和以相同素板作为基材的饰面中纤板,板材密度为0.71 g/cm3, 含水率为6%。基材选用MDI胶黏剂,贴面选用三聚氰胺浸渍纸。板材贴面热压温度为186 ℃,热压压力为21 MPa, 保压时间为32 s。产品规格为2 440 mm (长)×1 220 mm (宽)×18 mm (厚)。试验前将板材裁剪成单面面积为1 200 mm× 50 mm的样品,样品边部沿厚度方向用铝箔胶带密封,目的是为了防止边部VOCs的高度释放。内标物氘代甲苯配成质量浓度为200 μg/L的标准液。

    • 1 m3 气候箱(广东东莞升微机电设备有限公司)分别循环MDF素板和以相同素板作为基材的三聚氰胺浸渍纸贴面中纤板,使用恒流气体采样器和Tenax-Ta吸附管(英国Markes公司)分别抽取2 L气体,然后采用气相色谱-嗅闻-质谱联用仪(美国Thermo公司TRACE DSQⅡ气相色谱质谱仪、瑞士Brechbuhler公司Sniffer9000嗅味检测仪)对VOCs及气味特征化合物进行分析。

    • 挥发性有机化合物由质谱分析(Mass spectrometer, MS)、保留指数(Retention index,RI)和嗅闻3种定性方法来确定。(1)MS分析:对挥发性有机化合物通过NIST和Wiley谱库进行检索,当且仅当正反匹配度均大于800(最大值为1 000)的鉴定结果才予以确认[8]。(2)RI鉴定:对C6~C16的正构烷烃进行分析,根据Kovats RI公式[9]计算各化合物的RI。(3)嗅闻鉴定:嗅闻人员对板材样品的气味特征随着时间的流逝而发生的动态变化特征进行评估[10],评估人员嗅闻到气味后,立即记录该气味的强度和持续时间,并描述其气味特征。其中保留指数RI的计算公式根据C6~C16正构烷烃换算得到:

      $$ {\rm{RI}} = 100 \times n + \frac{{100\left( {{t_{\rm{i}}} - {t_n}} \right)}}{{{t_{n + 1}} - {t_n}}} $$ (1)

      式中:ti为待测组分i的保留时间,其中tntitn+1; tntn+1分别为正构烷烃CnCn+1的保留时间,nn+1分别为未知物流出前后正构烷烃的碳原子数。

    • 采用内标法(内标物氘代甲苯2 μL,质量浓度200 μg/L)对挥发性有机化合物进行分析,试验数据处理由Xcalibur软件系统完成。挥发性有机化合物进行分离鉴定时根据添加内标物的质量浓度、色谱峰面积以及未知化合物的色谱峰面积之间的关系,按公式(2)计算出每一种待测组分的质量浓度。

      $$ {m_{\rm{i}}} = {A_{\rm{i}}} \times \left( {\frac{{{m_{\rm{s}}}}}{{{A_{\rm{s}}}}}} \right) $$ (2)

      式中:mi是未知化合物的质量浓度, μg/L; ms是内标物的质量浓度, μg/L; Ai是未知化合物的峰面积;As是内标物的峰面积。

    • GC-O分析采用时间-强度法[11],即检出物出峰后,通过评估人员嗅闻,记录从色谱柱流出的各组分所对应的保留时间、所闻到的气味特征和气味强度。本研究分为2组,每组各由3名嗅辨员组成一个气味分析评价小组,年龄在20~30岁之间,男1女2,嗅觉器官无疾病,不吸烟,不施重妆,不食有刺激性气味食物(含口香糖、槟榔),经过筛选和培训,对板材中的各种气味化合物进行熟悉,包括了解板材气味特征、气味强度的评价方法,同时积累常用的气味描述词汇。试验前嗅辨员均统一经过闻香培训。嗅辨试验在通风条件良好且温度保持在20~25 ℃,相对湿度40%的室内进行,要求室内无异味。每个样品被2组各3名评价员重复嗅闻2次,整理记录试验结果时,将至少有2名嗅辨员在同一嗅闻时间得到的相同气味特征描述记入结果,气味强度结果则取6位嗅辨员的平均值作为强度值。本研究嗅辨员对气味强度的判别参考日本标准[12],详见表 1

      表 1  气味强度判别标准(日本)

      Table 1.  Odor intensity criteria (Japan)

      气味强度(级) Odor intensity(grade) 0 1 2 3 4 5
      表示方法Representation method 无臭Odorless 勉强可感觉出的气味(检测阙值) Barely perceptible odor (detection threshold) 稍可感觉出的气味(认定阙值) Slightly perceptible odor (identified threshold) 易感觉出的气味Lightly perceptible odor 较强的气味(强臭) Strong odor (strong stink) 强烈的气味(剧臭) Intensive odor (intense stink)
      注:引自参考文献[12]。Note: quoted from reference [12].
    • 三聚氰胺浸渍纸贴面中纤板及其素板释放的VOCs组分及气味特征化合物的质量浓度如表 2所示。贴面处理后TVOC浓度和气味物质总质量浓度分别降低32.40%、21.06%,说明贴面处理会抑制中纤板自身释放挥发性有机化合物,从而降低了气味特征化合物的质量浓度。但也同时发现贴面处理后芳香烃化合物的总质量浓度及气味物质质量浓度分别是素板的1.05倍、1.54倍,说明贴面材料和贴面处理时使用的胶黏剂会释放出一定量的VOCs,其中芳香烃类化合物居多。

      表 2  三聚氰胺浸渍纸贴面中纤板和MDF素板VOCs组分分析

      Table 2.  Analysis of the content of VOCs in melamine faced MDF and MDF

      μg ·m-3
      板材Panel 类别Category 芳香烃类Arenes 醛酮类Aldehyde ketones 酯类Esters 醇类Alcohols 烯烃类Alkenes 烷烃类Alkanes 其他Others TVOC
      中纤板素板MDF TVOC质量浓度TVOC mass concentration 57.87 28.74 18.02 13.1 6.04 0 15.42 139.19
      气味物质质量浓度Odor compound mass concentration 18.33 8.28 18.02 13.1 6.04 0 0 63.77
      三聚氰胺浸渍纸贴面中纤板Melamine faced MDF TVOC质量浓度TVOC mass concentration 60.79 12.14 4.9 8.67 2.74 3 1.85 94.09
      气味物质质量浓度Odor compound mass concentration 28.27 8.5 4.9 8.67 0 0 0 50.34

      图 1发现:中纤板素板的主要气味物质为芳香烃类、酯类、醇类化合物,三聚氰胺浸渍纸贴面处理后主要气味物质变为芳香烃类、醛酮类、醇类化合物。三聚氰胺浸渍纸贴面中纤板与素板释放的无气味化合物、酯类、烯烃类和醇类物质相比,其比例分别降低了7.68%、7.74%、4.34%、0.20%;而三聚氰胺浸渍纸贴面中纤板中的芳香类和醛酮类化合物所占比例相对增高,两种组分分别高出16.88%、3.08%。产生这种现象的原因是三聚氰胺浸渍纸贴面中纤板的气味特征化合物的成分和含量是贴面材料和素板相互作用的结果。中纤板内部与1 m3气候箱内的平衡气体本体间存在一定的VOCs浓度梯度, 贴面处理后由于三聚氰胺浸渍纸的封闭作用,VOCs由中纤板-气体界面扩散到1 m3气候箱气体本体中的传质阻力增大,使得中纤板中的VOCs分子由高浓度区(中纤板内部)向低浓度区(1 m3气候箱内)扩散减缓,所以三聚氰胺浸渍纸贴面处理会使部分化合物的释放受到抑制。同时,三聚氰胺浸渍纸贴面中纤板是将素色原纸或印刷装饰纸经氨基树脂(三聚氰胺甲醛树脂和MDI树脂)浸泡,然后干燥到一定固化程度,将其铺装在中纤板表面,经热压而成,它含有一定的挥发物和树脂,主要为芳香烃化合物和醛类化合物,所以贴面处理后芳香烃、醛酮类气味特征化合物占比会上升一定比例。

      图  1  三聚氰胺浸渍纸贴面中纤板及其素板气味释放趋势对比

      Figure 1.  Comparison in odor emission trend of melamine faced MDF and MDF

    • 通过GC-O-MS技术检测出中纤板素板具有7种气味化合物,三聚氰胺浸渍纸贴面中纤板具有10种气味化合物(表 3)。贴面后的中纤板气味化合物释放种类增多,主要为芳香烃化合物和醛类化合物,其来源主要为三聚氰胺浸渍纸贴面材料。三聚氰胺浸渍纸会释放出一定的醛类和醇类化合物,胶黏剂中会挥发出芳香烃、醛类化合物[13]。同时,贴面材料会抑制中纤板本身气味特征化合物的释放。三聚氰胺浸渍纸贴面中纤板释放的总气味化合物的质量浓度比同基材素板降低了18.91%。因此,中纤板自身的释放、三聚氰胺浸渍纸贴面材料、贴面材料上的胶黏剂、添加剂等方面共同作用于三聚氰胺浸渍纸贴面中纤板气味化合物的释放。

      表 3  中纤板素板及三聚氰胺浸渍纸贴面中纤板气味特征化合物定性定量分析

      Table 3.  Qualitative and quantitative analysis of odor-characteristic compounds of MDF and melamine faced MDF

      类别Category 保留时间Retention time/min 化合物Compounds 保留指数Retention index 质量浓度Mass concentration/ (μg·m-3) 定性方法Qualitative method 感官评定Sensory evaluation 气味描述Odor description
      MDF 三聚氰胺浸渍纸贴面中纤板Melamine faced MDF MDF 三聚氰胺浸渍纸贴面中纤板Melamine faced MDF
      芳香烃类Arenes 5.51 苯Benzene 601 10.21 8.5 MS, RI, Odor 2 1 焦味糊味Charred flavor
      14.48 乙苯Ethylbenzene 839 2.66 MS, RI, Odor 1 清香Fragrant
      28.19 1-亚甲基-1H-茚1-methylene-1H-indene 1 159 3.35 MS, RI, Odor 1 微苦、油脂Slight bitter, grease
      32.31 2-甲基萘2-methylnaphthalene 1 291 2.09 MS, RI, Odor 1 青涩气味Acerbic
      34.76 联苯Biphenyl 1 486 2.88 MS, RI, Odor 1 尖刺糊味Spiked charred flavor
      40.69 芴Fluorene 2 104 11.45 MS, RI, Odor 1 青草气味Grassy smell
      44.21 菲Phenanthrene 1 584 5.46 MS, RI, Odor 1 清香Fragrant
      烯烃类Alkenes 8.71 2-丙烯基环丁烯2-propenylidene-cyclobutene 722 4.35 MS, RI, Odor 1 焦味糊味Charred flavor
      醛类Aldehydes 19.32 苯甲醛Benzaldehyde 948 2.77 MS, RI, Odor 2 特殊杏仁味、苦味Special almond flavor, bitter
      25.17 壬醛Nonanal 1 066 2.97 MS, RI, Odor 1 清香Fragrant
      28.63 癸醛Decanal 1 170 8.28 2.76 MS, RI, Odor 3 1 清香Fragrant
      酯类Esters 46.2 邻苯二甲酸二丁酯Dibutyl phthalate 1 897 18.02 4.9 MS, RI, Odor 2 1 芳香Aromatic
      醇类Alcohols 22.17 2-乙基-1-己醇2-ethyl-1-hexanol 983 13.1 8.67 MS, RI, Odor 3 2 烤甜香Roasted sweet
      注:RI代表保留指数,MS代表参照谱库检索结果定性,Odor代表根据嗅闻气味特征定性。Notes: RI represents retention index, MS represents the qualitative method by comparison of the mass spectrum in reference databases, and Odor represents the qualitative method by odor characteristics.

      表 3可知:芳香烃、醛类、酯类、醇类化合物在三聚氰胺浸渍纸贴面中纤板及其素板中均为主要气味来源,在贴面板中分别占总气味来源的50.16%、16.89%、9.73%和17.22%,素板中分别占28.74%、12.98%、28.26%和20.54%。其中,邻苯二甲酸二丁酯、癸醛、2-乙基-1-己醇、苯在两种板材中均被检测到,且相较中纤板素板,贴面中纤板中所检测到的物质浓度均有所降低,说明这4种物质均可能来源于中纤板自身的释放。邻苯二甲酸二丁酯、2-乙基-1-己醇可能来源于生产MDI胶时添加的增塑剂,其中2-乙基-1-己醇也可能来源于MDI树脂的溶剂及生产MDI胶时使用的消泡剂和分散剂;癸醛则可能是中纤板生产加工过程中产生的挥发性副产物及添加的香料;苯主要来源可能是木素自身的释放、MDI树脂的溶剂及溶剂间的反应作用。这些物质由于三聚氰胺浸渍纸贴面的影响使其气味特征化合物的释放受到一定程度的抑制。对比可知:邻苯二甲酸二丁酯、癸醛、2-乙基-1-己醇和苯在三聚氰胺浸渍纸贴面中纤板中的释放量比同基材素板中的释放量分别降低了72.81%、66.67%、33.82%、16.74%,说明三聚氰胺浸渍纸贴面材料对邻苯二甲酸二丁酯、癸醛封闭效应最佳,其次为2-乙基-1-己醇、苯。

      对比表 3中三聚氰胺浸渍纸贴面中纤板与素板相同的挥发性有机化合物的质量浓度和其气味强度,发现同一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。所以,贴面处理不仅阻止了很大一部分中纤板VOCs的释放,也降低了气味特征化合物的气味强度,从而降低了板材整体气味强度。

    • 板材气味是由多种挥发性物质共同决定的。虽然各个挥发性化合物气味能通过阈值[14]和计算共同确定,但因为气味物质以复合形式存在,相互之间会出现累加、协同、融合、掩盖的相互作用,不能确定板材整体气味特征,因此需要气味特征化合物与感官评价建立一种联系[5]图 2为三聚氰胺浸渍纸贴面中纤板气味轮廓图。

      图  2  三聚氰胺浸渍纸贴面中纤板和MDF素板气味轮廓图

      Figure 2.  Odor component profile of melamine faced MDF and MDF

      根据嗅闻人员嗅闻结果,将各气味特征化合物的气味特征划分为6种气味类型:苦味、焦味糊味、清香、烤甜味、芳香、青草味,然后将具有相同气味的挥发性化合物的相对强度值相加,其值作为该气味类型的相对强度值,从而构成三聚氰胺浸渍纸贴面中纤板及其素板气味轮廓图。从图 2可以看出:三聚氰胺浸渍纸贴面中纤板和其素板的气味轮廓图有显著的差异。中纤板在经三聚氰胺浸渍纸贴面处理后其气味类型增加,其气味可能来源于三聚氰胺浸渍纸、热压工艺,但这些气味强度均属于气味可察觉的强度,其中苦味相对强度值为3,其余气味类型的相对强度值均为2。中纤板素板的气味类型主要以芳香气味为主, 相对强度值为5,其次烤甜味和焦味糊味嗅闻感明显,相对强度值为3。所以,经贴面处理的中纤板虽然气味特征化合物增多,但是其气味相对强度值以2为主,仅有一种气味类型(苦味)相对强度值为3,对板材整体气味强度贡献不大。

      由于三聚氰胺浸渍纸本身孔隙结构的致密性优于素板表面,所以中纤板中VOCs的释放在边界层气体中的传质阻力增加,同时释放系数减小,使得中纤板释放VOCs减缓,从而降低了板材的气味强度。图 3为三聚氰胺浸渍纸贴面中纤板和其MDF素板释放的相同气味特征化合物的气味强度比较,分析可知:在三聚氰胺浸渍纸贴面中纤板中检测到的邻苯二甲酸二丁酯、癸醛、2-乙基-1-己醇、苯,不仅其质量浓度均低于中纤板素板,且其气味强度也均弱于素板。癸醛和2-乙基-1-己醇的气味强度级别分别由3降为1、2,邻苯二甲酸二丁酯和苯的气味强度级别也分别均由2降为1。说明同一特征化合物的气味强度会在一定程度上随质量浓度的降低而有所减弱,过低的质量浓度值则会导致嗅闻员觉察不到。故贴面处理仅会在一定程度上抑制素板自身气味特征化合物的释放,降低板材整体气味强度。

      图  3  三聚氰胺浸渍纸贴面中纤板和MDF素板中相同气味特征化合物的气味强度比较

      Figure 3.  Comparison of odor intensity of the same odor-characteristic compounds of melamine faced MDF and MDF

    • 根据贴面处理对VOCs组分和气味特征化合物成分分析,以及气味特征化合物对板材整体气味影响分析,得出以下结论:

      (1) 三聚氰胺浸渍纸贴面中纤板的TVOC质量浓度和气味总质量浓度均低于素板;与素板相比, 三聚氰胺浸渍纸贴面中纤板的无气味化合物质量浓度降低, 酯类、醇类和烯烃类物质质量浓度也有所下降,而芳香族化合物和醛酮类化合物质量浓度增加。

      (2) 贴面处理后的中纤板气味特征化合物种类增多,主要为芳香烃化合物和醛类化合物;三聚氰胺浸渍纸贴面中纤板及其素板的主要气味来源为芳香烃、醛类、醇类化合物;邻苯二甲酸二丁酯、癸醛、2-乙基-1-己醇、苯在两种板材中均被检测到,这4种化合物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。

      (3) 气味特征化合物的气味分为苦味、焦味糊味、清香、烤甜味、芳香、青草味这6种类型;中纤板素板用三聚氰胺浸渍纸贴面后气味类型增加,但气味均属于稍可察觉,对板材整体气味强度贡献不大;三聚氰胺浸渍纸贴面中纤板检测出来的物质气味强度均要弱于素板检测出来的同种物质的气味强度。

参考文献 (14)

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