《饰面人造板VVOC释放研究》从降低人造板中极易挥发性有机化合物（VVOC）及气味特征化合物释放的角度出发，利用气相色谱-质谱-嗅闻（GC-MS-O）技术对不同厚度饰面人造板及漆饰人造板进行试验分析，揭示人造板家居制作材料中低分子量化合物产生异味的根源，同时探索环境因素对其释放的影响，并对板材释放的VVOC毒性进行评价，为健康无污染、无毒害及无异味家具制作材料的生产提供科学指导。

第1章 绪论
　　随着电子信息技术的迅猛发展，人类进入了互联网时代，这使得人类在室内生活的时间远超于室外。据相关资料报道，人们每天有将近90%的时间生活在室内，老人和儿童在室内生活的时间则更长。人们长期在室内生活、工作、学习和休息，室内空气质量（indoor air quality，IAQ）与人类生活品质密切相关。室内空气质量的好坏直接影响着人们的精神状态和身心健康。拥有一个良好的室内环境可以显著提高人们的工作和学习效率，使人们精神愉悦、心情舒畅；相反，一个不良的室内生活环境将会导致人们的工作和学习效率低，使人情绪不安，精神萎靡，甚至危害人体健康。家具产品是继建筑材料和装修装饰材料之后的又一大室内空气污染源。因此，为保障人类高质量居住环境，必须确定科学合理的室内空气质量评价依据。
　　目前家居建材市场上的实木家具多因价格昂贵而被部分消费群体放弃使用。人造板因具有良好力学性能、优良的可加工性及可装饰性能已逐渐成为家具制作的理想替代材料，目前已应用在生活中的诸多领域。在家具领域，人造板可用于中高档家具的制作；在室内装饰装修领域，可用作天花板和地板等；在乐器领域，可用于制作音响壳体等；另外，人造板还可以应用在车船内装修及建筑等领域，应用范围正在进一步扩大。但是，人造板成型时使用的胶黏剂及在后续喷涂装饰过程中使用的涂料和油漆等，都会释放出挥发性有机污染物，直接影响室内空气质量，进而影响人类的生活品质和身心健康。此外，人造板异味问题也成为影响室内人居环境的主要因素之一。室内装饰装修完工一段时间后，很多居住者在污染物达标的情况下仍能察觉到室内的“装修异味”，且此异味会严重影响人类的生产生活。长期处在一个有异味的室内环境中，人体健康可能会受到损害。异味通常被认为是人类健康潜在风险的“警告”标志，而不是影响健康的直接触发因素，某些产生异味的挥发性有机化合物具有潜在的危害，会刺激皮肤、眼睛和呼吸道，造成中枢神经系统异常以及心、肝、肾、脾和造血功能障碍等。此外，这类物质也会损害人类的精神状态，使人心情烦躁，注意力难以集中，严重时无法入睡等。因此，对人造板释放的挥发性有机化合物进行科学监测和合理减排调控是十分必要的。
　　为全面掌握人造板对室内空气质量造成的影响，通常需要从挥发性有机污染物的浓度含量和感官气味评价两方面入手。一方面利用气相色谱-质谱联用技术确定合理规范的人造板污染物释放，使其浓度含量低于危险阈值指标，科学指导室内装饰装修施工工程；另一方面将人类敏锐的嗅觉与气相色谱的高分离能力相结合，鉴别出重要的气味特征化合物，追溯其异味的可能释放来源，科学有效地评价异味物质产生的毒害。最后，通过有效的物理吸附技术或化学催化手段消除挥发性污染物对室内空气质量的影响，确保室内空气环境安全，保障人民群众健康。
　　由于欧洲各国对室内空气质量和人类健康现行法规的严格要求，挥发性有机化合物（volatile organic compound，VOC）和极易挥发性有机化合物（very volatile organic compound，VVOC）已经成为室内空气质量的重点研究指标，在室内空气质量评价和室内空气分析化学领域发挥着越来越重要的作用。“欧洲室内空气质量及其对人体的影响合作行动（ECA-IAQ）第19号报告”中提到，在评定多组分化合物共存的空气质量时，除C6～C16之外的其他化合物也需要同时被考虑。世界卫生组织（World Health Organization，WHO）根据室内挥发性有机化合物沸点的不同，将有机化合物划分为极易挥发性有机化合物（VVOC）、挥发性有机化合物（VOC）、半挥发性有机化合物（SVOC）和颗粒状有机化合物（POM）四类，并引入了VVOC的概念。利用热脱附-气相色谱-质谱/嗅觉测量技术（thermal desorption-gas chromatography-mass spectrometry/olfactometry，TD-GC-MS/O）对人造板VVOC及气味释放进行研究可以打破以往仅对VOC研究的局限性，补充了低分子量挥发性有机化合物数据库，从而更加全面清晰地掌握人造板释放的挥发性有机污染物。VVOC作为一种低碳数、低沸点的极易挥发性有机化合物，它在释放过程中产生的气味活性物质必然会对人们的生产和生活产生不良影响。因此，应该准确鉴定人造板释放的VVOC组分，科学准确地评价人造板中释放的主要极易挥发性有害物质，从而对其进行合理控制，保证室内空气质量，保障人类身心健康，同时也为板材的环保化生产制作提供理论依据和参考价值。
　　1.1 VVOC概述
　　1.1.1 VVOC的定义
　　1989年，WHO在对室内挥发性有机化合物进行分类时引入了VVOC的概念，且VVOC已被WHO认为是对室内空气品质影响较大的一类重要污染物，涵盖了广泛的化学物质，其中有些VVOC是室内常用产品的组分，有些VVOC是化学反应的产物，还有些VVOC是二次产品的反应前驱体。目前对VVOC较为全面的定义方法主要是基于沸点、饱和蒸气压或参考分析程序等。WHO认为沸点小于0℃（HCHO，-19.5℃）和沸点在50～100℃之间的挥发性有机化合物属于VVOC。国际标准ISO 16000-6：2011将VVOC的定义描述为“气相色谱法中非极性色谱柱分离，在正己烷（RI＜600）之前洗脱的有机物质”。然而，很多研究并未采纳ISO 16000-6：2011中有关VVOC的定义，而是将其定义为“沸点＜69℃或者碳原子数小于6的挥发性有机化合物”。在ISO 16000-6：2011原定义的基础上，EN 16516提出了一个更为准确的定义：VVOC是在正己烷（n-hexane）成分之前，采用5%苯基/95%甲基聚硅氧烷色谱柱洗脱的有机组分，ISO 16000-6的修订草案也采用了该定义。此外，也有诸多学者提出了VVOC的定义，Wang等（2016）认为，无论物质是否在正己烷之前洗脱，碳原子数小于6的挥发性有机化合物均应被划分到VVOC的范畴内。Salthammer在2016年指出，色谱定义中的VVOC物质蒸气压力通常大于100 Pa，甚至大于1000 Pa。德国建筑产品健康评价委员会（AgBB）在评估与健康相关的室内应用建筑产品VOC的排放方案中指出，保留范围＜C6的所有单体化合物均认为是VVOC。
　　到目前为止，VVOC仍然没有明确的，被国内外统一认可的定义。为研究饰面人造板释放的极易挥发性有机化合物（VVOC），填补在人造板VOC范畴之外的研究空白，补充挥发性有机化合物数据库，本书将采用AgBB标准程序中有关VVOC的定义。
　　1.1.2 VVOC的来源及危害
　　VVOC种类繁多，来源广泛。室外来源主要包括汽车尾气和以煤、石油、天然气为燃料或原料的工业以及其他相关的化学工业废气等；室内来源主要包括燃煤和天然气等燃烧产物，吸烟、采暖和烹调等烟雾，建筑和装饰材料、家具、家用电器、清洁剂以及人体本身的排放等。在上述诸多类别污染源中，建筑和装饰材料、家具是室内主要污染源。在室内装饰过程中，VVOC大部分来自木材提取物、人造板、油漆、涂料和胶黏剂等，按照随时间衰减的范围可将污染源分为一次源和二次源。一次源多指溶剂残留物、各种添加剂、增塑剂、抗氧化剂，例如，人造板在制造和饰面过程中使用的胶黏剂，包括脲醛树脂、酚醛树脂等，它们在使用过程中会随着时间的推移发生老化和分解，释放出VVOC和游离甲醛等。二次源则需要在特定的条件下发生物理化学反应而产生相应的有机污染物，影响室内空气品质。
　　作为家具制作、室内装饰常用的人造板，在长期使用过程中会释放出VVOC，而VVOC会和人体接触产生潜在的危害。VVOC被吸入人体后，由于其具有可溶性和沉淀性而在体内留存，长时间接触高浓度VVOC（如甲醛、乙醛等）会引起急性中毒，一般会有头晕、恶心、食欲不振的症状。而对于免疫力低的特殊人群，如孕妇、儿童、老人以及慢性病患者等，将会带来群体内部存在的特殊病症，如阻碍胚胎发育，影响儿童智力成长，诱发中老年慢性疾病，引起呼吸道疾病、慢性肺病、气管炎、支气管炎、肺癌，严重者甚至出现生命危险。针对不同的人群，VVOC表现出的危害也存在明显的差异。对于孕妇，由于女性的生理结构特殊，VVOC对女性身体的伤害更大，对胚胎及胎儿的发育也有很大的危害，严重时可能会导致胎儿畸形；未成年儿童的身体正处于发育时期，自身免疫系统较弱，更容易受到室内空气污染的危害，诱发白血病、哮喘等，还会影响身高和智力发育；对于办公室白领，在高浓度VVOC的办公环境中容易产生头晕、胸闷、无力、情绪不稳定等不适症状，不仅影响工作效率，也易引发各种疾病，严重时还可能会致癌；对于老年人，其各项身体机能均处于下降阶段，高浓度VVOC不仅会引起老年人气管炎、咽喉炎、肺炎等呼吸道疾病，还会诱发高血压、心血管、脑溢血等病症，严重时将危及生命。此外，VVOC组分中的部分化合物具有强刺激性气味，且部分化合物具有基因毒性。除直接接触带来的皮肤问题外，一般认为，人类长期处于高浓度的VVOC环境中会导致机体消化系统受损，免疫水平失调，影响中枢神经系统功能等。
　　目前人造板中较为常见的VVOC组分主要有甲醛、乙醛、丙醛、丙烯醛、戊醛、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、四氢呋喃、二氯甲烷、三氯甲烷、1-丁醇和1， 4-二烷等。
　　1.2 VVOC检测分析
　　对VVOC进行试验研究的必要条件是VVOC的采集与检测分析。与VOC的采集方法相类似，目前常用的VVOC采集方法主要包括气候箱法和实验室小空间释放法（FLEC）。气候箱法作为挥发性气体VOC的常用采集方法同样也适用于VVOC的采集，但采集气体样品时所使用的吸附管会存在一定的差别。Tenax-TA吸附管适用于VOC的采集与分析，但在VVOC采集方面具有一定的局限性。相关研究已经报道了利用多填料吸附管（内含Carbopack C、Carbopack B和Carboxen 1000三种填料）对VVOC进行采集分析。虽然气候箱法是挥发性气体检测的常用采集方法，但其存在检测时间过长、设备维护费用高等问题。而FLEC法是一种较为新颖的挥发性气体采集方法，它可以通过控制释放时需要的条件来达到采集气体样品的目的，进而得到气体样品的成分信息和浓度含量。在欧洲标准草案中，FLEC法是VOC或游离甲醛采集分析的**方法。
　　同样，VVOC的常用分析方法主要是气相色谱-质谱（GC-MS）法。GC-MS法是将具有高分离能力的气相色谱与高精度的质谱进行联用的测量技术，这一技术被广泛应用到化学物质的分析中。ISO 16000-6标准中描述了通过吸附剂取样、热脱附和气相色谱结合质谱（TD-GC-MS）测定室内和实验室空气中挥发性有机化合物（VOC）的方法。该方法也为VVOC的测定分析提供了新的方向，但吸附剂的组合和色谱柱的适用性在VVOC测定时应该予以重点考虑。Even等（2023）通过试验解决了VVOC分析程序标准化方面的主要差距，同时在气体标准、色谱柱和吸附剂的选择方面取得了决定性进展。此外，还从商业和自制气体标准中成功生成了包含47种VVOC和13种VOC的一种标准气体混合物。Schieweck等（2018）使用装有Carbograph 5TD的吸附管，结合热脱附仪和气相色谱-质谱法进行小体积气体采样分析时发现，C3和C6之间的VVOC甚至可以在非常低的定量限下被检测到，然而对于低分子量醛酮物质（≤C3）的检测却存在一定的局限性。Schieweck等通过热解吸和耦合气相色谱/质谱（TDS-GC/MS）技术研究了固体吸附剂对室内空气中VVOC的*大吸附量，并探索了现有吸附剂性能，优化了GC-MS分析参数。H. Takanobu等利用顶空进样法和GC-MS测量技术测定各种水体环境中VVOC的释放特性时发现，二氯二氟甲烷、氯甲烷、氯乙烯、溴甲烷、氯乙烷和三氯氟甲烷等是主要的VVOC组分，此方法实现了水体环境中VVOC的检测分析。I. Uet

目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 VVOC概述 2
1.1.1 VVOC的定义 2
1.1.2 VVOC的来源及危害 3
1.2 VVOC检测分析 4
1.3 人造板VVOC及气味释放研究现状 5
1.3.1 国外相关研究现状 5
1.3.2 国内相关研究现状 7
参考文献 10
第2章 不同饰面人造板VVOC释放基本情况 15
2.1 试验材料与研究方法 15
2.1.1 试验材料与采样方法 15
2.1.2 VVOC分析方法 18
2.2 饰面中密度纤维板VVOC释放特性分析 21
2.2.1 8/18mm中密度纤维板素板VVOC释放特性分析 21
2.2.2 8/18mm三聚氰胺浸渍胶膜纸饰面中密度纤维板VVOC释放特性分析 24
2.2.3 8/18mm PVC饰面中密度纤维板VVOC释放特性分析 26
2.3 饰面刨花板VVOC释放特性分析 28
2.3.1 8/18mm刨花板素板VVOC释放特性分析 28
2.3.2 8/18mm三聚氰胺浸渍胶膜纸饰面刨花板VVOC释放特性分析 31
2.3.3 8/18mm PVC饰面刨花板VVOC释放特性分析 33
2.4 漆饰中密度纤维板VVOC释放特性分析 35
2.4.1 8/18mm聚氨酯漆涂饰中密度纤维板VVOC释放特性分析 35
2.4.2 8/18mm水性漆涂饰中密度纤维板VVOC释放特性分析 38
2.4.3 8/18mm硝基漆涂饰中密度纤维板VVOC释放特性分析 40
2.5 本章小结 42
参考文献 43
第3章 不同饰面人造板VVOC气味释放研究 45
3.1 不同饰面人造板VVOC气味分析方法 45
3.1.1 试验材料与采样方法 45
3.1.2 VVOC分析方法 46
3.1.3 气味识别方法 46
3.1.4 GC-O分析方法 48
3.2 不同饰面中密度纤维板VVOC气味释放分析 49
3.2.1 8/18mm中密度纤维板素板VVOC气味释放分析 49
3.2.2 8/18mm三聚氰胺浸渍胶膜纸饰面中密度纤维板VVOC气味释放分析 52
3.2.3 8/18mm PVC饰面中密度纤维板VVOC气味释放分析 55
3.3 不同饰面刨花板VVOC气味释放分析 57
3.3.1 8/18mm刨花板素板VVOC气味释放分析 57
3.3.2 8/18mm三聚氰胺浸渍胶膜纸饰面刨花板VVOC气味释放分析 59
3.3.3 8/18mm PVC饰面刨花板VVOC气味释放分析 61
3.4 不同漆饰中密度纤维板VVOC气味释放分析 63
3.4.1 8/18mm聚氨酯漆涂饰中密度纤维板VVOC气味释放分析 63
3.4.2 8/18mm水性漆涂饰中密度纤维板VVOC气味释放分析 65
3.4.3 8/18mm硝基漆涂饰中密度纤维板VVOC气味释放分析 67
3.5 本章小结 69
参考文献 71
第4章 不同饰面人造板VVOC及气味释放影响因素 73
4.1 饰面中密度纤维板VVOC及气味释放的影响因素分析 73
4.1.1 板材厚度和贴面材料对饰面中密度纤维板VVOC及气味释放的影响分析 73
4.1.2 板材厚度和贴面材料对饰面刨花板VVOC及气味释放的影响分析 81
4.1.3 板材厚度和涂饰处理对漆饰中密度纤维板VVOC及气味释放的影响分析 88
4.2 不同饰面人造板VVOC释放健康风险评价 95
4.3 本章小结 101
参考文献 103
第5章 环境因素对漆饰中密度纤维板VVOC及气味释放的影响 105
5.1 试验材料与研究方法 105
5.1.1 试验材料的选择 105
5.1.2 气体采样及分析方法 105
5.2 环境条件对聚氨酯漆涂饰中密度纤维板VVOC和气味释放的影响 107
5.2.1 环境温度对聚氨酯漆涂饰中密度纤维板VVOC和气味释放的影响 107
5.2.2 相对湿度对聚氨酯漆涂饰中密度纤维板VVOC和气味释放的影响 116
5.3 环境条件对水性漆涂饰中密度纤维板VVOC和气味释放的影响 126
5.3.1 环境温度对水性漆涂饰中密度纤维板VVOC和气味释放的影响 126
5.3.2 相对湿度对水性漆涂饰中密度纤维板VVOC和气味释放的影响 135
5.4 本章小结 143
参考文献 145
结语 146