中密度纤维板 甲醛释放量的测定

Medium density fiberboard-Determination

of formaldehyde released

1　主题内容与适用范围

　　本标准规定了中密度纤维中甲醛释放量的测定方法。

　　本标准适用于室内用中密度纤维板。

2　引用标准

　　GB 11718.3 中密度纤维板 试件的制备

3　方法原理

　　穿孔法测定中密度纤维板释出甲醛基于下面二个步骤：

　　第一步穿孔萃取 把游离甲醛从板材中全部分离出来，亦分为两个过程。首先将溶剂甲苯与试件共热，通过液一固萃取使甲醛从板材中溶解出来，然后将溶有甲醛的甲苯再通过穿孔器与另一溶剂水进行液一液萃取，把甲醛转溶于水中。

　　第二步将溶有甲醛的水溶液用碘量法加以定量。

　　在氢氧化钠溶液中，甲醛能和碘氧化成甲酸，进一步再生成甲酸钠，而过量的碘生成碘酸钠和碘化钠，在酸性溶液中又还原成碘，这过量的碘则用硫代硫酸钠回滴，反应如下：

I₂+2NaOHNaIO+NaI+H₂O

CH₂O+NaIO+NaOHHCOONa+NaI+H₂O

NaIO+NaI+H₂SO₄Na₂SO₄+I₂+H₂O

I₂+2NS₂S₂O₃2NaI+NaI+Na₂S₄O₆

4　设备仪器

4.1 穿孔萃取仪,包括四个部分,见图.

1. 1000mL具标准磨口的圆底烧瓶用以加热试件与溶剂进行一固萃取。
2. 萃取管,具有边管(包括石棉绳)与小虹吸管,中间放置穿孔器进行液-液穿孔萃取。
3. 泠凝管，通过一个大小接头与萃取管联接，可促成甲醛-甲苯气体冷却液化与回流。
4. 液封装置是防止甲醛气体逸出的及虹吸装置，包括90弯头，小直管防虹吸球与三角烧瓶。

4.2 套式恒温器，宜于加热1 000mL圆底烧瓶，功率300W，可调温度范围为50～200℃。

4.3 电热鼓风箱，控温器灵敏度±1℃，最高温度为300℃。

4.4 玻璃器皿

4.4.1 碘价瓶，500L，4～10只。

4.4.2 单标线移液管，25，50，100mL各4支。

4.4.3 棕色酸式滴定管，50mL，各2支。

测定甲醛释放量的穿礼萃取仪部件图

4.4.4 棕色碱式滴定管,50mL,各2支。

4.4.5 量筒,10,20,100,250,1 000mL各4支。

4.4.6 干燥器,直径为20～24cm,2只。

4.4.7 表面皿,直径为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 烧杯,100,200,500,1 000mL各6只。

4.4.11 棕色细口瓶,1 000mL,4只。

4.4.12 滴瓶,125mL,4只。

4.4.13 玻璃研钵,直径10～12cm,1只。

4.5 小口塑料瓶,500,1 000mL各4只。

5　取样和试样

5.1 试样的取样和切割按GB 11718.3的规定进行。

5.2 试件准备,必须谨防游离甲醛的散失.板材中的游离甲醛逸出从切割过的侧面要比压实的两个平面容易,所以二个试样中试件的制取均须将每个试样沿周边割去50mm后,再分别切割20mm×20mm的试件330g,并立刻放在密封的容器中,其放置的时间一般不超过两小时,否则应重新制取,此外切割时要防止焦边,避免导致甲酸的挥发。在330g左右的试件中220g作测定甲醛的萃取和定量的平行试验,余下的110g供测定含水率用。

6 方法

6.1仪器校验

　　先将仪器如图1所示安装,并固定在铁座上,烧瓶加热可用套式恒温器加热。将500mL甲苯加入1 000mL具标准磨口的圆底烧瓶中，另将100mL甲笨及1 000mL蒸馏水加入萃取管内，然后开始蒸馏。调节加热器使回流速度保持为每分钟30mL，回流时萃取管中液体温度不得超过40℃，若温度超过40℃，必须采取降温措施以保证甲醛在水中的溶解。

6.2　试剂

6.2.1 甲苯(C₇H₈),分析纯。

6.2.2 碘化钾(KI),分析纯。

6.2.3 重铬酸钾(K₂Cr₂O₇),优级纯。

6.2.4 硫代硫酸钠(Na₂S₂O₃·5H₂O),分析纯。

6.2.5 碘化汞(HgI₂),分析纯。

6.2.6 无水碳酸钠(Na₂CO₃),分析纯。

6.2.7 硫酸(H₂SO₄),分析纯。

6.2.8 盐酸(HCI),ρ=1.89g/mL分析纯。

6.2.9 氢氧化钠(NaOH),分析纯。

6.2.10 碘(I₂),分析纯。

6.2.11 可溶解性淀粉,分析纯。

6.3 溶液配制

6.3.1 硫酸(1:1),量取1体积硫酸在搅拌下缓缓倒入1体积蒸馏水中,搅匀,泠却后放置在细口瓶中。

6.3.2 氢氧化钠(1mo/L),称取40g氢5氧化钠溶于600mL新煮沸而冷却的蒸馏水中,待全部溶解后转至1000mL量筒中,用上述蒸馏水稀释至刻度,储于小口塑料瓶中。

6.3.3 淀粉指示剂(0.5%),称取1g可溶性淀粉,加10mL蒸馏水中,搅拌下注入200mL沸水中,再微沸2分钟,放置待用(此试剂使用前配制)。

6.3.4 硫代硫酸钠标准溶液。

6.3.4.1 配制,在感0.1g的天平上称取26g硫代硫酸钠于500mL烧杯中,加入新煮沸并已冷却的蒸馏水至完全溶解后,加入0.05g碳酸钠(防止分解)及0.01g碘化汞(防止发霉),然后再用新煮沸过并已冷却的蒸馏水稀释成1L,盛于棕色细口瓶中,摇匀,静置8～10天再进行标定。

6.3.4.2 标定，精确称取120℃下烘至恒重的铬酸钾（K₂Cr₂O₇）置于500mL碘价瓶中，加25mL蒸馏水，摇动使之溶解，再加2g碘化钾及5mL盐酸（ρ=1.19g/mL），立即塞上瓶塞，液封瓶口，摇匀于暗处放置10分钟，加蒸馏水150mL，用待标定的硫代硫酸钠滴定到呈草绿色，加入淀粉指示剂3mL，继续滴定至突变为亮绿色为止，记下硫代硫酸钠的用量为V。

6.3.4.3 硫代硫酸钠标准溶液的浓度(m01/L),由下列公式计算:

CNa₂S₂O_{3=G/V/1000×49.04=G/V×0.04904}

式中：CNa₂S₂O_3——硫代硫酸钠之物质的量浓度，即ＭＯＬ／Ｌ浓度；

　　　Ｖ——硫代硫酸钠滴定耗用量，ＭＬ计；

　　　Ｇ——重铬酸钾重量，Ｇ计；

　　　49.04——重铬酸钾（(１／６)Ｋ_２Ｃr₂Ｏ_７)摩尔质量。

6.3.5　硫代硫酸钠 标准溶液。

6.3.5.1　配制,用已知moI/L摩尔质量的硫代硫酸钠标准溶液按公式计算出需用多少体积的0.1moI/L硫代硫酸钠标准溶液去稀释(保留小数点后二位),然后即从滴定管中精确放出计算所需的体积0.1moI/L硫代硫酸钠标准溶液(精确至0.01mL),于1L容量瓶中,加水稀释到刻度,摇匀。

6.3.5.2　标定,由于0.1moI/L硫代硫酸钠标准溶液是经标定的而且精确稀释的,所以可达到0.01moI/L的要求浓度毋须再加标定。

6.3.6碘C¹/I_2，0.1mol/L标准溶液。

6.3.6.1配制，在感量0.1g的天平上称取碘13g及碘化钾30g，同置于洗净的玻璃研钵内，加少量蒸馏水磨至碘完全溶解，也可以将碘化钾溶于少量蒸馏水中，然后在不断搅拌下加入碘，使其完全溶解后转移入1L的棕色容量瓶中，用蒸馏水稀释到刻度，摇匀，储存于暗处。

6.3.7碘C¹/I₂^{,0.01mol/L标准溶液}_。

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释到刻度，摇匀，储存于暗处。

6.3.7.2标定，此溶液不作预先标定，使用时借助与试液同时进行的空白试验以硫代硫酸钠0.01mol/L标准溶液标定之。

6.4操作

6.4.1萃取操作

关上萃取管底部的活塞，加入1L蒸馏水，同时加100mL蒸馏水于有液封装置的三角烧瓶中。倒600ML甲苯于圆底烧瓶中，并加入105～110G的试件精确至0.01g（即M₀），安装妥当，保证每个接口紧密而不漏气，可涂上凡士林或“活塞油脂”，开好冷却水即行加热，使甲苯沸腾开始回流，记下第一滴甲苯冷却焉的准确时间，继续回2h。在此期间保持每分钟30mL恒定回流速度，这样，一可以防止液封三角烧瓶中的水，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，浮到水面之上并通过萃取管的小虹吸管而返回到烧瓶中继续其液—固萃取到2H为止。

在整个加热过程中，均须有专人看管以免发生意外事故。

在萃取结束时，移开加热器，让仪器迅速冷却，此时三角烧瓶中的液封水会通过冷凝管回到萃取管中，起到了洗涤仪器上半部的作用。

　　萃取管的水面不能超过图1所示的最高水位线，以免甲醛吸收水溶液通过小虹吸管进入烧瓶。为了防上上述现象，可将萃取管中吸收液转移一部分人2000mL容量瓶，再向锥形瓶加入200mL蒸馏水，直到此系统中压力达到平衡。

　　开启萃取管底部的活塞，将甲醛吸收液全部转到2000mL容量瓶中，再加两份200mL蒸馏水到三角烧瓶中，并让它虹吸回流到萃取管中。合并转移到2000mL容量瓶中。

　　将容量瓶用蒸馏水稀释到刻度，若有少量甲苯混入，可用漏管吸除后再定容、摇匀、待定量。在率取过程中若有漏气或停电间断，此项试验须重新进行。

　　试验用过的甲苯属易燃品应妥善处理，有条件的话亦可重蒸脱水而使用。

6.4．2　甲醛定量操作

　　从2000mL容量瓶中，准确收取100mL萃取液V2于500mL碘量瓶中，从滴定管中精确加入0.01mol/L碘标准液50mL，立刻倒人1mol／L氢氧化钠流液20ml，加塞液封摇匀，静置暗处15分钟，取出加1：1硫酸10mL，即以0．01mol／L硫代硫酸钠滴定到棕色褪尽至淡黄色，加0．5％淀粉指示剂1ml，继续滴定到溶液变成无色为止。记录0．01mol／L硫代硫酸钠标准液的用量为V1。与此同时量取100ml蒸馏水代替试液于碘价瓶中用同样方法进行空白试验，并记录0．01mol/L硫代硫酸钠标准液的用量为V0，每种吸收液须滴定二次，平行结果所用的0．01mol／L硫代硫酸钠标准液的量，相差不得超过0．25mL，否则需重新吸样滴定。

　　若板材中甲醛释放量高，则滴定时吸取的萃取样液可以减半，但须加蒸溜水补充100mL进行滴定。

6．5　含水率测定

　　在测定甲醛释放量的同时必须将余下试件进行测定其合水率。在感量0．01g的天平上称取50g试件二份。按照GB11718．5的规定放入103±2℃的恒温箱中烘至恒重。但化学检测中的恒重系指试件烘于6h取出，冷却，称重，继续烘，然后每隔2h的两次称重所得重量差数不超过0．05％，精确到0．025g，，这和物理测定中略有不同。

7结果的计算

7.1测定甲醛释放量的试件的干重按式（1）计算，精确至0.1g

M₁=100M₀/(100+m)………………………………………………（1）

式中：M₁——测定甲醛释放量的试件干重，g；

　　　M₀——测定甲醛释放量时称取的试件原重，g；

　　　m——系指20mm×20mm试件所测得的含水率测定值。

7.1甲醛释放量Ｅ_i按式（２）计算，精确至0.1mg

Ｅ_i＝[（v₀-v₁)/1000×c×15×1000×100］//M₁×(V₂/2000)=(V₀-V₁)×c×3×10⁶/(M₁×Ｖ_２）

式中：Ｅ_i——每100g试样释放甲醛的毫克数，mg/100g；

　　　M₁——测定甲醛释放量的试件干重，g；

　　　V₂——滴定时取用甲醛萃取液的体积，ml；

　　　V₁——滴定试液所耗用的硫代硫酸钠标准溶液的量,ml；

　　　C——硫代硫酸钠标准溶液的浓度mol/L；

　　　15——甲醛（1/2CH₂O）摩尔质量，g/ml。

7.3每张板的甲醛释放量（Ｅ），其平等试验的处理为二个试样测试结果的算术平均值。

7.4本试验记录，见附录Ａ。