摘要分别采用水萃取法和蒸汽吸收法来检测汽车内饰纺织品中甲醛的含量,并根据检验过程和结果进行比较,分析两种检测方法的优劣。
关键词:水萃取法;蒸汽吸收法;汽车内饰纺织品;甲醛含量
我国是一个纺织生产和出口大国,随着汽车工业支柱产业地位的逐步确立,汽车工业逐渐成为产业用纺织品的最大用户。与皮革材料相比,纺织材料以其透气、环保、成本低等特点受到消费者和生产商的广泛关注。据统计,每辆汽车耗用纺织品材料平均为42 m2,用于内装饰(坐席、车顶篷、侧面板、地毯、行李箱等)、增强材料、里衬、垫底织物、轮胎、皮带、气囊、消声器和隔热器材等。
汽车内饰纺织品面料有仿皮、平纹、立绒等品种,有纯纺织品也有复合材料,以满足人们的各种需求。汽车内饰产品在加工过程中使用了大量的含有害物质的化学助剂,如与泡沫塑料的粘合过程中使用的粘合剂
以及在阻燃整理加工过程中使用的阻燃剂等,这些产品在高温条件下挥发出的甲醛、苯等有害物质超标后会对人体健康产生很大危害。因此,为了人们的健康、安全和环保,检测汽车内饰纺织品中有毒气体并限定其在一定的范围,是检测人员所面临的重要工作。
对于汽车内饰材料中的甲醛测试,国内外有关部门十分重视,先后制定了多种检测方法:如PV3925、GME60271、GB/T 2912.2(蒸汽吸收法)、AATCC112[1]。GB/T 17591—2006(阻燃织物)中规定:阻燃织物应符合GB 18401—2003及国家有关纺织品强制性标准的要求[2],因此,水萃取法也可用来检测汽车内饰纺织品中的甲醛含量。本文因此探讨水萃取法和蒸汽吸收法在汽车内饰纺织品甲醛含量测试中的优缺点,以期取长补短,获得更好的测试结果。
1测试原理
“水萃取法”和“蒸汽吸收法”都是建立在吸光光度法的基础上的,即水萃取或吸收后的甲醛用乙酰丙酮显,再用分光光度计测定显液的吸光度值,根据已知的标准溶液的吸光度校正曲线和试样质量,计算出最
终纺织品上的甲醛含量[3]。甲醛含量测定使用的主要仪器是分光光度计,仪器的工作原理遵循溶液吸收光定律即朗伯-比耳定律[4],如公式(1)所示:
A=lgI0/I=εbc (1)
其中:A——溶液的吸光度;
I0——单光的入射光强度;
I——透射光强度;
ε——摩尔吸光系数;
b——吸收池厚度;
c——吸光物质浓度。
2试验试剂和仪器
试剂:蒸馏水;乙酰丙酮试剂;甲醛溶液。
仪器:250 mL具塞三角烧瓶;聚乙烯广口瓶(有密封盖);恒温水浴锅(40±2)℃;烘箱(49±2)℃;分光光度计(波长412 nm)。
3测试方法
3.1水萃取法(GB/T 2912.1—2009)
从样品上取两块试样剪碎,称取1 g(精确至10 mg,如果甲醛含量过低,增加试样量至2.5 g),放入250 mL的碘量瓶或具塞三角烧瓶中,加100 mL水,盖紧塞子,放入(40±2)℃水浴中振荡(60±5)min,冷却过滤。取5 mL过滤液,加5 mL配好的乙酰丙酮溶液摇匀,在恒温(40±2)℃下保温(30±5)min。取出后,在室温放置(30±5)min。用5 mL蒸馏水加等体积的乙酰丙酮作空白对照,用10 mm的吸收池在分
光光度计412 nm波长处测吸光度,计算甲醛含量[5]。
3.2蒸汽吸收法(GB/T 2912.2—2009)
从样品上取两块试样剪成小块,称取1g(精确至10mg),悬于装于50 mL水的瓶中,盖紧瓶盖,置于(49±2)℃烘箱中。20h±15 min后,取出试验瓶,冷却(30±5)min,然后与水萃取法一样,显、测吸光度,计算甲醛含量[6]。
4计算公式
水萃取法甲醛含量计算见公式(2),蒸汽吸收法甲醛含量计算见公式(3)。
F——织物样品中的甲醛含量,mg/kg;
c——读自工作曲线上的样品溶液中的甲醛浓度,μg/mL;
m——试样的质量,g。
5数据分析与讨论
5.1数据分析
本文取了10个汽车内饰用纺织品样品,分别用水萃取法和蒸汽吸收法测试甲醛含量,每个样品测两次,取平均值,测试结果见表1。
表1水萃取法和蒸汽吸收法对10个样品的测试结果
为了比较水萃取法和蒸汽吸收法测试甲醛含量的差异,从10个样品中随机选取1#、3#、7#、10#样品,
每个样品用两种方法测试10次,绘制折线图并分别求出甲醛含量数值的均方差和变异系数[7]。如图1、图2、图3、图4所示。
图汽车内饰品11#样品水萃取法和蒸汽吸收法测得甲醛含量的比较
图23#样品水萃取法和蒸汽吸收法测得甲醛含量的比较
图37#样品水萃取法和蒸汽吸收法测得甲醛含量的比较
图410#样品水萃取法和蒸汽吸收法测得甲醛含量的比较
5.2讨论
1)从表1来看,有8组样品的“水萃取法”比“蒸汽吸收法”测得甲醛含量偏高。这是因为汽车内饰纺织品在生产过程中要加入一些阻燃剂、抗静电剂、防污剂等。在萃取时,这些药剂也会溶入水中,并与显剂反应产生一种颗粒物。颗粒物的散射使得所测的吸光度值会偏离朗伯-比耳定律。5#样品中“水萃取法”的甲醛含量比“蒸汽吸收法”高了很多,是因为试样5在显时溶液有明显的浑浊,干扰物过多所致,这时测得的吸光度值是不可信的,必须进行双甲酮确认试验。
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