[发明专利]一种同时测定多温度下建材甲醛散发特性参数的阶跃温升密闭散发法

说明书

一种同时测定多温度下建材甲醛散发特性参数的阶跃温升密闭散发法。基于吸附势理论及亨利定律，建立了分离系数K和初始可散发浓度C₀之间的函数关系式，并推导得到了密闭环境中甲醛平衡浓度C_equ关于K的解析式。利用密闭环境舱维持一个温湿度恒定的空间，对建材样品进行甲醛散发测试，测量初始温度下的甲醛逐时浓度和平衡浓度。随后升高温度，测量其对应的新平衡浓度。依次重复上述操作，将得到多个温度下的甲醛平衡浓度值。对初始温度下的甲醛逐时浓度进行非线性拟合，可确定该温度下的K。当获知建材在其他温度下的C_equ，即可通过平衡浓度的比值快速求得其对应温度下的K，进而计算得到其对应的C₀。极大地提高了甲醛散发特性参数的测量效率。

技术领域

本发明属于室内环境质量检测领域，特别涉及一种同时测定多温度下建材甲醛散发特性参数的阶跃温升密闭散发法。

背景技术

现代建筑对室内装修要求日益攀升，装饰装修材料和人造板家具的大量使用导致室内有害物散发量过高；另一方面，为了降低建筑能耗，建筑物增强密闭性并减少新风量的措施会促使污染物在室内空气中积聚，导致其浓度严重超标。室内装修大量使用密度板、刨花板等人造板材，而这些板材的生产过程中大量使用脲醛树脂及酚醛树脂，以维持其结构及加工性能。甲醛，作为脲醛树脂及酚醛树脂中的主要成分，是室内空气污染的罪魁祸首，已被国际癌症研究署(IARC)确定为Ⅰ类致癌物。长期生活和工作在这些化学污染物环境中会增加患呼吸系统和心血管疾病的风险，此外，还会引发“病态建筑综合症”、“建筑物关联疾病”及“多种化合物过敏症”等一系列医学症状。

建材甲醛的散发过程可由三个关键参数进行描述，分别为扩散系数(D)、分离系数(K)、初始可散发浓度(C₀)。扩散系数已经形成了较为准确的理论预测模型，可根据材料的结构参数、VOC属性及环境参数来计算扩散系数的值。但是关于分离系数及初始可散发浓度的理论模型仍较少，且现有模型中存在较多的未知参数需要通过环境舱实验进行拟合方可获知。因此，设计快速准确测定K与C₀的实验方法是掌握建材VOC散发特性的关键。研究者们提出了大量巧妙的实验方法来对这两个参数进行测定，如多气固比法、多次散发回归法、密闭直流间歇散发法等，但是这些方法需要进行多个散发周期的测定方可确定散发特性参数的值，实验时间较长。C-history法可通过测量一个散发周期的VOC浓度即可同时得到三个散发特性参数的值，但是该方法涉及的中间参数较多，计算过程较为复杂；且在拟合实验数据时，需查证实验数据取值范围的有效性，不同时间范围内实验数据得到的结果迥异。

建材甲醛散发易受温度波动的影响，准确预测甲醛在室内空气中的浓度需掌握其在不同环境温度下的散发特性参数。根据现有的大量实验研究发现，随着室内环境温度的升高，建材甲醛散发的K随之减小，而C₀则随之递增，这两个参数均是随时间呈单方向的变化趋势。综上所述，如何针对建材甲醛在不同温度下的散发特性，设计一种操作简单、结果可靠、耗时短的建材甲醛散发特性参数测定方法，是本领域研究人员所共同关注的热点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种同时测定多温度下建材甲醛散发特性参数的阶跃温升密闭散发法。

为实现上述目的，本发明中待测建材需置于密闭环境测试舱中，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)基于吸附势理论及亨利定律，建立K和C₀之间的函数关系式；

将环境舱内气体视为理想气体，则建材的吸附势ε为：

式中，R为通用气体常数，8.314J/(mol·K)；T为环境舱内的空气温度，K；p₀为实验温度下的饱和蒸汽压，Pa；p为气体的平衡压力，Pa；