ETC-ATD-GC/MS法测试木家具中的挥发性有机物
尔 景 U Io 上卜 0 傍 昂 。 制 Fu rniture 2O18 VOI 39 No 3 ETC．ATD．GC／MS法测试木家具 中的 挥发性有机物 张晓波，吴静霞，许 俊 ，汪 进 (上海 市品质监督检测科技研究院 ，上海 201114) 摘 要 ：借助环境 测试舱 (ETC)、自动热脱附仪(ATD)和 气相 色谱／质谱(GC／MS)联 用技 术 ，笔者对涂料类 家具和覆 膜类涂料中挥发性有机物(VOCs)进行检测。通过对25组木家具样品的数据的预测 ，笔者得 出木地板中主要挥发 性有机物有环保分子的苯系物、酯类、酮类以及木材天然带有的萜类、蒎烯类，其中以苯系物占比最大；通过对木家 具散发的VOCs进行定量分析，笔者得 出油漆涂料VOCs释放量明居众于覆膜家具 关键词：木家具；挥发性有机物(VOCs)；测试舱；热脱附；质谱法 中图分类号：TS664 文献标识码：A 文章编号：1000—4629(20l8)03—0098—06 Determination of Volatile Organic Compounds in W ood Furniture by Environmental Test Cham ber--Auto Thermal Desorption- ·Gas Chrom atography／M ass Spectrum M ethod ZHANG Xiaobo，W U Jingxia，XU Jun，WANG Jin (Shanghai Institute ofQuality Inspection and Technieal Research，Shanghai 201 1 14．China) Abstract：With the help of environmental test chamber(ETC)。
automatic thermal desorption(ATD)and gas chromatography—mass spectrometry(GC／MS)technology，the volatile organic compounds(VOCs)in coating furniture and overlaying furniture were tested．Based on the analysis of of 25 groups of wood furni— ture samples，the authors concluded that the volatile organic compounds in the main wood furniture were composed mainly by low carbon molecule benzene+esters，ketones，terpenes and pinene contained in nat— ural wood，in which the largest proportion was benzene。
The quantitative analysis of the VOCs emitted by wood furniture was conducted装修哪家公司好，and the release of VOCs in the coating furniture was obviously higher than that of the overlaying furniture． Key words：wood furniture；volatile organic compounds(VOCs)；test chamber；thermal desorption；mass spectrometry 基 金 项 目 ：国 家 质 量 基 础 的 共 性 技 术 研 究 与 应 用 《家 具 产 品 中挥 发 性 有 机 物 (VOCs)综 合 释 放 机 理 、承 载 模 型 、限 量 值 研 究 》 (2016YFF02o4503)。 作者简介 ：张晓波(1980一)，女 ，工程师 ，主要从事室 内空气 、建材 家具 中VOCs检测方面的研究。E-mail：1812512214@qq．cor n。
引文格式 ：张晓波，吴静霞 ，许俊 ，等 ．ETC—ATD—GC／MS法测试木家具中的挥发性 有机物『J1．家具 ，2018，39(3)：98—103． 098 I Furni ture ■ 蓄豳 ；F —u rn ／ - 。 U。 2O 18～V o。 乏。5~ №O, W。 1 1 引 言 按照世界卫生组织 的定义 ，挥发性有机化合物 (Volatile Organic Compounds，VOCs)是指在常压下 ， 沸点范 在50～260 oC之间的各类有机化合物 。 家具是室外挥发性 污染 物的首要 来源之 一， 特别是木家具 ，由于是这些原材料如人造板 、术材 、 胶黏剂 、油漆等制作而成的终端品牌，会释放 苯 、 甲苯 、乙苯 、乙酸乙酯 、乙酸丁酯 、二 甲苯 、苯乙烯等 挥发性有机物I2I。毒理学研究结果证实 ，大分 子脂 肪烃对身体有必须的刺激性和麻痹性 ，芳香烃会影 响神经 系统和造血功能 ，卤代烃会损伤肺 、肾功能 ， 苯 、甲苯和苯乙烯等均被说明具有致癌性I I。 造成即便是测试合格的新服装通常味道也更 重的首要原 } 大I有两个方 面 ：一方面 ，虽然我 同对家 具制造 巾所选用的原材料制定 了特定 的有害物质 限挝标准 ，但对于总体家具的有害物质检验项 目仪 有 甲醛和重金属 ，而对涂料异味的最大贡献者—— 挥 发性有机物 (VOCs)还未 明确控制 限量 要求 ；另 一方 面 ，南于天然 木材 本身带有一些 挥 发性 萜烯 类 、醛类物质 ，虽然这种成分几乎对身体不构成伤 害 ，但这种成分本身能有显著的异味 ，I更]此光靠感 官 嗅觉 无法分辨 其是 否对人体有害 。
由于木材 自 身的 VOCs也被统计在TVOC内 ，因此单单以 TVOC 的密度大小能够真正体现家具质量优劣。 现阶段滞后 的监测标准 、检测方式能够迎合人 们对高品质产品的消费意愿 ，笔者通过研究木家具 巾VOCs的检测要点 ，梳理木家具中显现的VOCs的 种类与分布状况 ，进一步对其 中高频发生的 、对人 体影响较大的 VOCs进行判定定量分析 ，以期 为家 具领域整体效率提高提供参考 。 2 试验部分 2．1 检测没备与试剂 2．1．1 检测 没备 VOCs环 境 试 验舱 ：l 11 3 环 境 试验舱 (VWH— l000)；5 in 环 境 试 验 舱 ；安 捷 伦 气 质 联 朋 仪 ： (7890A+5975C)；二 次热解析仪 ：(Gestel FDS3)；恒 流采样器 ：(IAQ—pro II)。 2．1．2 色谱 条件 色谱 柱 ：DB—lMS，60 m X 0．32 mm；柱温 ：初 始 温度 50 ，保持 10 r ain，以5~C／r ain的速度程序升温 至250 oC，保持到全部 目标组分流f{{。 2．1．3 质谱条件 质谱扫捕范同：50～550 ai nu；溶剂延迟 ：3 r ain； 离子源温度 ：230 oC；MS四极杆温度 150 cI C。
2．1．4 热脱附条件 解 析温 度 ：280 oC；解析 时问 ：10 Illill；气 体流 速 ：50 mL／min；冷阱温度 ：一50 ；冷阱中的吸附剂 ： Tenax TA，100 r ag；传输线电压 ：280℃。 2．1．5 VOCs标准碘酊 使用 乙酸甲酯 、苯 、甲苯 、乙酸 丁酯 、乙苯 、对 (间)二 甲苯 、苯乙烯 、邻二甲苯 、十一烷 、丁酮 、环 已 酮 、环己烷 、乙二醇 、氯 苯 、1，4一二氯苯 、1，2一甲基 苯 、l，2，4一 氯苯 、1，2，4一三 甲苯 、一 氯 甲烷 、四碘 化硫 、四碘 乙烯 、苯酚 、间苯酚标 准样品 ，外标法绘 制 VOCs标准f }fI线 ，以含量为横坐标 ，峰 面积为纵坐 标 ，对 VOC进行定量分析 。 2．2 i武验方法 试验条件参 考 GB18居众4．2《家具安全 有害物 质 限量第二部 分 木 家具》标准解 渎 I和GB／T31 106— 2014< <家具中挥发性有机化合物的检测》 I 进行 将木地板样品放人环境舱 ，使其全部活动部件 表 面尽 可能掩盖在气候舱 内。为保证 空气存 试样 表面的光滑流通 ，样 品放到气候箱 的巾心位置并顺 着气流方 向放置 ，气候箱 内维持上述条件 ：温度 为 23±0．5 cc；相对湿度为 45％ ±3％；试样表面空气 流速 为 1．O0±0．05 rn／s。
空气交换率根据密度承载率(小家具造型轮廓 体积与地形舱舱容的比例 )进行渊节。气候舱 的体 积承载率 范围要在 0。075～0．3家具的油漆和装修材料中的有机物，并按长度承载率最 接近 0．15的方法选取恰当的气候舱。 没定样品浓度承载率等于 0．15时 ，空气交换率 为 l(即 1 h内处于气候舱的清洁空气髓与气候舱容 积相等 )；当样品体积承载率不等于 0．15时 ，按以下 公式推导空气交换率 ： n=a／0．15 (1) 式 中：n一 空气交换率 ，精确到 0．0l；a一样 n i - 1 fl体积乐 载率。 木家具样 品在实验 舱 内放 置 24 h后 ，将 禽有 Tenax TA吸附剂的吸收管连通到舱 口气流中采 样 ，恒流采样器 以200 mL／min的速率采样 30 r ain。 立即对吸附管进行ATD—GC／MS测试。 F u rn．tu fe 。2十0 8币V。 O． 39 N。o 3 _l正重 蚕蓄 l 1 l l■■■■ ■■ _ 对木家具样品挥发出的有机物进行判定分析， 首先对样品分析图谱 中峰面积最大的 l0个色谱峰 进行 NIST库检索 ，以匹配度小于 80％作为判定初 步认定 ，采用外标法对全部涉及到的挥发性有机物 进行定量分析。
3 结果与探讨 为了知道木家具 中常用挥发性 有机物 的大致 组成与分布 ，试验共选取 25批 次木家具样品进行检 测。其中油漆类家具 l7批次，覆面类家具 8批次。 3．1 油漆类家具 对油墨家具样品(三个月内制造 )进行测试 ，共 检测 17批次样品。 表 l和图 1分别列 出了油漆涂料中 VOCs(每个 样品中TIC图谱中峰面积最大的 10个组分 )检出物 和频次分布图 ，图2为典型油漆涂料 中VOCs的TIC 谱图，表 2为个别挥发性有机物释放量统计表。 在油漆类家具中，检出频次(以峰面积最大的 l0 个峰为统计根据 )最高的是丙酮 、乙苯 、二 甲苯 、三甲 苯 、二氯苯等苯系物 ，其次是可溶化合物 ，如硝酸 乙 酯 、乙酸乙酯 ，还有少量的胺类 、烷类挥发性有机物。 笔者认 为必然是在涂料油漆过程 中，漆膜在同化 的 过程中缓慢不断地散发苯系物 、酯类 、酮类等挥发性 有机物。 此外 ，萜类 、蒎烯类物质检出率也不小 ，说明其 也是个别实木类家具散发气味的因素。 在定量分析 中哪个家装公司好，在油漆类家具 中乙醇 、乙酸 乙 酯 、乙酸丁酯 、二 甲苯的检出浓度较高 ，平均密度在 70～102 t xg／m ，有 的 样 品 甲苯 浓 度 甚 至 超 过 200 I~g／m 。
表 1 油漆涂料 中中主要挥发性有机物检 出物种类 Tab．1 The species of main volatile organic compounds in the coating furniture 1OOIFurni ture -l 譬互 I F u rn． 。。2 牛 O 8 ． 9崭N。 o驯 ．3 图 1 油漆涂料 中主要挥发·眭有机物检 出物频 次分 布图 图2 典型油漆涂料 TIC示例谱 图 Fig．1 The frequency distribution map of the m ain volatile Fig．2 Typical TIC spectra of coating furniture organic com pounds in the coating furniture 表 2 油漆 类家具部 分挥 发性 有机物释放量／(ptg·m ) Tab．2 Partial emissions of volatile organic compounds in coating furniture／(ptg-Ul ) I 样 l7批次 1 L--—--——--· ---·—-·—·--·-—-——--———．-_ l 平均值 L----·--——----—-—----·-—----—··-—·------_．_ l 样品 l7批次 — - - — — — — — — — — — — — — ___ I 平均值 ●●_●■●。
■●__ -_______●_■●___■■●_-__ _--一 f 样晶 17批次 I ■。。_‘。。‘。_。’’’。‘。’’’’。。_●’‘●。_●。。‘_。 『 平均值 j t氯 甲烷 l8．9 乏氯 甲烷 84．5 l，2．4一i甲苯 22 6 乙酸甲酯 55．3 乙酸丁酯 9．2 四氯化碳 1．8 笨 甲苯 l0．1 lO2-2 苯 甲苯 17．8 l8．4 四碘 乙烯 苯酚 2．2 9．0 3．2 覆面家具 埘覆面家具样品( 个月 内制造 )进行测试 ，共 检测 8批次样 品。 表3和图3分别列 出了覆 面家具中VOCs(每个 样品巾峰面积最大的 l0个组分 )检H{物和频次分布 图，表 4为个别挥发性有机物释放量统计表 ， 4为 典型的覆面家具 中VOCs的TIC谱冈。 在覆 面类家具 中，检 出频次(以峰面积最大 的 10个峰为统计根据 )大于 50％的组分有 甲苯 、乙酸 乙酸 1一酯 乙苯 对(闯)二 苯 环己酮 笨 乙烯 69．7 22．8 69．9 50．4 38．9 乙酸甲酯 乙苯 对(阃 )二 q1笨 环己酮 苯乙烯 9．7 lo．o 14．4 9．2 8．1 间苯酚 O．7 丁酯、对(间)二甲苯、苯乙烯、邻二}千}苯、B一蒎烯；木 材天然带有 的醛类 、萜类物质在 25个主要硷 物内 占了9个 。
由此笔者认 为覆面家具 VOCs的主要挥发来源 是覆面材料的自粘 、人造板 巾的胶黏剂以及小材天 然 含有的一些脂肪挥发成份。 在定量分析 中，覆 面家具 释放 的 VOCs浓度较 油漆涂料明显减少 ，检 含量较高的苯系物平均浓 度在 16～38 n 酯类在20 g／m 以下。 表 3 覆面家具 中中主要挥发性有机物检 出物种类 Tab．3 The main detected volatile organic com pounds in the overlaying furniture =i氯 甲烷 正已烷 乙酸丁酯 正 丁醇 环已烷 E{_ l苯 已醛 乙酸甲酯 7．424 8．774 8．849 9．736 10．079 l3．569 】4．565 15．389 一 舢 ㈣舢 ～ ， ， - 2 3 8 2 5 ● 2 3 4 5 6 7 8 孙 丹 u IO 上卜 昂 、) 付 昂 、) 剐 Furniture 2018 V0I 39 No 3 (续 表3) 图3 覆面家具中主要挥发性有 机物检 出物频次分布 图 图4 典型覆面家具 TIC示例谱 图 Fig．3 The frequency distribution diagram of main Fig．4 Typical TIC spectra of overlaying furniture volatile organic com pounds in overlaying furniture 表4 覆面家具部分挥发性有机物释放量，(I xg·m ) Tab．4 Partial VOCs emissions of overlaying furniture／(p-g·m ) 1O2lFurniture -l 毒 』 ． ‘ ，8币 9 4 结 语 家具异味问题复杂多样 ，可能来 自天然木材本 身 ，也必然来 自家具制造过程中选用 的胶黏剂 、人 造板 、涂料等 。
因此 ，迫切需要对木家具 中挥发性 有机物 的浓烈种类跟释放量进行探究评价 ，进而推 动相 关限量标 准 f}I台 ，促进 木家具 整体品质 的提 升l 6I。 本 文通过 ETC—ATD—GC／MS法 ，对木家具 释放 的首要 VOCs进行 了判定跟个别定量分析。分析数 据证实，木家具巾主要的挥发性有机物主要来源于 漆膜 、胶 黏液及 木材天然带有 的醇类物质 ；挥发性 有机 物用途以及环保 分子 的苯系物 、酯类 、酮类 以 及术材 天然带有 的萜类 、蒎烯类 ，其 中以苯系物 占 比最大 。通过 对术家具散 发的 VOCs进行 定量分 析 ，笔者发现油漆涂料 VOCs释放量 明居众于覆膜 家具。 参考文献 ： [1_梁宝生 ，f■生 ．总挥发性有机物(TVOC)室I大】 ，_(质} 评价标准的构建IJ1_重庆环境科学，2003，5(I46)：1—4． [2]徐伟，吴智慧．《家具T业术语》国家标准解漠lJ1．家 ， 2013，34(3)：83—86． [3]祁忆青 ．孙明明，黄琼涛 ．木制品挥发性有机化合物标 准的非常研究 IJ1．家具 ，2013，34(2)：89—93，97． [4]时真男 ．涂料中挥发性有机化合物对建筑拳内的环境 污染lJ1．环境监测管理与技术，2005(10)：1 1—13． [5]古呜．GB18居众4．2《家具安全 有害物质限量第二部分 小 家具》标准解渎 家具，2016，37(4)：88—93． [6]GB／T31 106—2014，家具巾挥发性有机化合物的检测 ． (责任编辑 陈英华 烈舣) (上接 第73页)间隙就易导致婴幼儿卡住脚的危险。
(3)系列化婴幼 儿床垫较少。未能按照婴幼儿 成长差异尺寸 ，也缺少亲子床垫设计。 (4)拆 洗过程简单 。婴幼儿新陈代谢旺盛 ，且 难 以调节排泄 ，但常规床垫的外包在拆换 时难 以快 速 完成 ；其次 ，婴幼 儿的经常 翻滚 活动 ，床垫易起 皱家具的油漆和装修材料中的有机物，有绊倒风险且褶皱处 易积聚细菌 ，存在卫生 隐 患I 、 参考文献 ： [I]HENDERSON J M T，FRANCE K G，BLAMP1ED N M． |rhe cons()li—dation of infants’nocturnal sleep across the fi r’ st yeal ’of lifel JJ．Sleep Medicine Reviews，2011，15(4)： 2¨ ． [2]PITEO A M，LUSHINGTON K，ROBERTS R M．et a1． Prevalence of snoring and associated factors in infancylJ 1． Sleep Medicine，201 1，12(8)：787． [3]陈永超．简述我国儿童家具工业建设经历、现状与策略 『J1．商场现代化 ，2014(13)：51—52． [4]苗艳凤 ，徐璐 ，申立乾．基于亲子互动的儿奄家 没、}‘ 【J1．林产 丁业 ，2017，44(8)：42—46． [5]吴智慧，张雪颖 ，徐伟 ．等 ．智能家居的探究现状与建设 趋势『J1．林 产_ ]：业 ，2017，44(5)：5-8，13． [6]张静，于娜．婴幼儿床垫的设计原则研究IJ1．家 ．2017 (1)：89-92． (责任编辑 陈英 杨 航) (上 接 第 88页 ) [3]于娜，赵蕊．板式家具包装作业步骤的改进IJI_林业T 程学报 ，2016，1(5)：139—145． [4]赵静，申黎明，于娜 ．基于时问研究的沙发组框作业分 析与提升【JI．家具 ．2013，34(4)：35—38． [5]晋小莉 ，林广章．基于流程程序分析法的加TT艺优化 『J1．T业设汁，2015(12)：l27—131． [6]刘永溪 ，于娜 ，申黎明，等 ．人体仿真科技在精密推台锯 作业中的运用【JJ．家具，2014，35(4)：1 l-14，19． [7]刘永溪．于娜 ，申黎明，等 ．基于人体仿真科技的家居电 子开料作业疲劳研究lJ1．家具 ，2014，35(6)：6一10． [8]王丽娜，许柏呜 ，张振华 ．基于IE理论的地板零部件雕 刻平 面加丁作业分析研究IJI．家具 ，2017，38(1)：28— 33．56． (责任编辑 周橙曼 1i晓棠) FurnitureI 1O3
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