[发明专利]一种用于测定建材表面阻隔层传质特性参数的实验方法

说明书

技术领域

本发明属于室内环境检验领域，特别涉及一种用于测定建材表面阻隔层传质特性参数包括扩散系数和分离系数在内的实验方法。

背景技术

很多室内建材诸如地毯、人造板等会大量释放有机挥发物(VOC)。有机挥发物已被认为是恶化室内空气品质的主要原因，其严重负面影响人们的舒适、健康和工作效率。因此，如何有效控制建材的有机挥发物散发受到越来越多的关注。通常来讲，源头控制是改善室内空气品质最有效和经济的方法。其中，在建材表面覆盖阻隔层(如浸渍纸、PVC膜、油漆等)被认为是一种比较有潜力的途径。一些研究者在此方面开展了研究。有研究者通过比较环境舱的浓度水平评估了几种表面阻隔层的有效性。还有研究者基于模拟结果发现，阻隔层可以有效降低甚至消除建材的有机挥发物散发。但是，鲜有工作对常见阻隔层的传质特性参数(包括扩散系数和分离系数)进行测定。这就使覆有阻隔层的建材的有机挥发物散发状况难以进行预测，同时难以选择合适的阻隔层来设计低散发建材。文献中常用于测定材料传质特性参数的方法有杯法、双舱法等。杯法是将材料覆盖在盛有液体有机挥发物的杯子的口部，通过称量杯子一段时间内的质量变化来计算有机挥发物在材料中的扩散系数。它的缺点是由于杯中的有机挥发物接近饱和浓度，得到的结果会高估材料在室内有机挥发物浓度水平下的扩散系数，并且一次实验只能测定一种有机挥发物。双舱法是将材料放在上下两个静态环境舱的开口之间，在其中一个静态环境舱内注入有机挥发物，然后同时检测两个环境舱中的有机挥发物浓度变化，最后通过耦合求解出阻隔层的传质特性参数(扩散系数和分离系数)。它的不足是存在多解的风险，使结果具有不确定性。因此，需要发展一种新的简单可靠的实验方法对阻隔层的传质特性参数进行测定。

发明内容

本发明的目的是为了克服已有的测定方法的不足，提出一种适用于测定建材表面阻隔层的传质特性参数的实验方法，该方法操作过程简便，实验结果的可靠性高。

为实现上述目的，本发明提出一种用于测定建材表面阻隔层传质特性参数包括扩散系数和分离系数在内的实验方法，该方法包括一个通过载气的动态环境舱，一个静态环境舱以及一台有机挥发物测试仪器(如气相色谱仪GC、质子传递反应质谱仪PTRMS等)，同时涉及建立阻隔层中有机挥发物传输的传质模型。

采用所述的实验方法测定建材表面阻隔层的传质特性参数，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)将待测阻隔层夹固在动态环境舱和静态环境舱的两开口之间，形成一个整体；

2)将确定流量的载气通过动态环境舱。载气流量可利用流量控制器进行控制和计量；

3)在静态环境舱中注入有机挥发物，并使有机挥发物浓度分布均匀。可在静态环境舱内设置搅拌风扇搅拌有机挥发物使其均匀分布。注入有机挥发物的量可以人为控制，使静态环境舱中的有机挥发物浓度处于室内环境水平(～mg/m³量级)。

4)利用有机挥发物测试仪器实时检测动态环境舱出气口的有机挥发物浓度C_out，当动态环境舱出气口的有机挥发物浓度达到平衡浓度后，将此时测出的有机挥发物浓度称为有机挥发物的平衡浓度C_out，e，再检测静态环境舱内的有机挥发物浓度C_h；

5)建立有机挥发物在所述阻隔层中传输的传质模型：

∂C∂t=D∂2C∂x2---(7)]]>

初始和边界条件：

C＝0|_t＝0 0≤x≤L    (8)

C|_x＝0＝KC_h          (9)