Studie toxicity MDF, dřevotřísky a nábytkových sestav ve velkoobjemové klimatické komoře.

Při provádění výzkumu nebo vývoji nové technologie v dílně na výrobu dřevěných panelů, například pro optimalizaci složení a spotřeby akceptoru formaldehydu, je nutné otestovat velké množství vzorků panelů. V souladu se zaměřením výzkumu jsou zvláště důležitá data o obsahu formaldehydu v deskách, která je žádoucí získat v krátké době, aby bylo možné rychle upravit výzkum nebo technologický postup.

Stanovení obsahu formaldehydu v deskách nebo jeho uvolňování z desek se provádí v přírodních, simulovaných nebo laboratorních podmínkách. Ruská norma pro dřevotřískové desky (WCB) [1] upravuje analýzu obsahu formaldehydu metodou perforátoru a jeho uvolňování z desek do ovzduší metodou testování v klimatické komoře. GOST pro středně husté monostrukturní dřevovláknité desky (MDF) [2] stanoví stanovení obsahu formaldehydu pomocí perforátorové metody.

Perforační analýza zahrnuje extrakci formaldehydu z desky vroucím toluenem, následnou jeho absorpci vodou a stanovení koncentrace extrahovaného formaldehydu ve vodě [3]. Probíhá v poměrně krátkém čase – asi 5 hodin, ale pro testování značného počtu vzorků je nutné mít několik složitých perforačních instalací, což v reálných podmínkách není zvykem. Kromě toho vznikají problémy s likvidací odpadního toxického toluenu.

Metoda komorové zkoušky zahrnuje stanovení emise formaldehydu jako ustálené koncentrace látky ve vzduchu zkušební komory, ve které jsou umístěny vzorky dřevěných panelů za podmínek simulujících provozní podmínky [4]. Analýza se provádí, dokud není dosaženo ustálené koncentrace formaldehydu ve vzduchu v komoře po dobu 4 až 29 dnů.

Perforační a komorové metody jsou tedy určeny pro jednorázové testování hotových bramových výrobků vyrobených optimální technologií. Jsou však nepohodlné při vyhodnocování velkých polí zkušebních vzorků v krátkém časovém období, stejně jako v podmínkách, kdy je nutné stanovit pouze závislost změny analyzovaného indikátoru obsahu formaldehydu v deskách.

Odborníci z Wood Institute (WKI) v Braunschweigu (Německo) navrhli metodu plechovky pro stanovení emisí formaldehydu z desek, pojmenovanou podle institutu „WKI Method“ [5]. Pro testování pomocí této metody se z desky vyříznou vzorky o rozměrech 25 x 25 mm x tloušťka desky. Stanoví se vlhkost vzorků. Poté se vzorky o hmotnosti asi 15 g suspendují v 500 ml nádobě, na dno nádoby se nalije 50 ml destilované vody a nádoba se hermeticky uzavře víčkem. Připravené sklenice se vzorky se uchovávají v sušicí skříni při teplotě 40 °C po dobu 24 hodin. Po stanovené době se sklenice se vzorky vyjmou ze skříně, ochladí se na pokojovou teplotu a vzorky se z nich vyjmou. Voda ze sklenic obsahujících absorbovaný formaldehyd se nalije do odměrky, sklenice se vypláchnou destilovanou vodou, která se přidá k výchozí vodě a objem roztoku se uvede na konstantní hodnotu (po značku). V takto připraveném roztoku je stanovena koncentrace formaldehydu a vztažena k hmotnosti vzorku vzorku.

Metoda WKI má nepochybné výhody: je jednoduchá z hlediska konstrukce zařízení, dobře koreluje s metodou perforátoru [5] a umožňuje současné testování velkého množství vzorků. Omezením pro jeho použití v laboratorních podmínkách vzdělávací instituce nebo výzkumné organizace je však značná doba trvání testu – 24 hodin, která vyžaduje přijetí dalších protipožárních opatření v noci, kdy jsou sušicí komory zapnuté.

Ke zkrácení doby testování lze použít Van’t Hoffovo pravidlo, které říká, že se zvýšením reakční teploty o každých 10 °C se rychlost homogenní elementární chemické reakce zvyšuje 2–4krát [6]. Toto pravidlo platí v teplotním rozsahu reakcí včetně desorpčních reakcí od 0 do 100 oC.

Pokud se teplota v sušicí peci zvýší ze 40 na 50 °C, lze v souladu s Van’t Hoffovým pravidlem zkrátit dobu uchování sklenic se vzorky 2-4krát, tj. na 6-12 hodin, při zvýšení teploty na 60 °C může být doba testování 1,5-6,0 hodin, což je z hlediska organizace analýzy výhodné. Další zvýšení teploty může vést k dalšímu zkrácení doby testu.

Byl studován vliv teploty a doby expozice vzorků dřevotřískových desek v nádobě s vodou na uvolňování formaldehydu z desek. Testy byly prováděny při 40, 60 a 80 °C. Přesnost regulace teploty ± 2 o C.

Pro testování byly odebrány vzorky vyříznuté ze stejné průmyslové dřevotřískové desky. Jako pojivo na dřevotřísku byla použita močovinoformaldehydová pryskyřice, deska je třívrstvá, tloušťka 16 mm, hustota 670 kg/m3, vlhkost 7,7 %, s obsahem formaldehydu stanoveným perforátorovou metodou 6,8 mg/100 g Před testováním byla deska stárnuta více než jeden rok v pokojových podmínkách. Koncentrace formaldehydu v roztocích z nádob byla analyzována pomocí acetylacetonu [3]. Výsledky studie jsou uvedeny na obrázku.

Získaná data ukazují, že zvýšení teploty a doby držení vzorků ve sklenicích vede ke zvýšení množství formaldehydu uvolňovaného z desek. Její nejvýznamnější uvolňování je pozorováno při teplotě 80 o C. Pravděpodobně paralelně s desorpčním procesem uvolňování formaldehydu z desky dochází k termohydrolytické destrukci močovinoformaldehydové pryskyřice doprovázené uvolňováním významného množství dalšího formaldehydu. Superpozice dvou chemických procesů má za následek neustálý nárůst analyzovaného indikátoru pozorovaný po celou dobu testování.

Křivky změny uvolňování formaldehydu při 40 a 60 o C jsou umístěny blízko sebe, což ukazuje na podobnost probíhajících desorpčních reakcí. Po 4–6 hodinách testování při 60°C dosáhne uvolňování formaldehydu úrovně indikátoru získaného při 40°C po 24 hodinách.

záběry připravili studenti výzkumu Katedry technologie dřeva a celulózových kompozitních materiálů Technické univerzity St. Petersburg State Forest pojmenované po CM. Kirova v rámci současné výzkumné práce pod vedením Ph.D. D.V. Ivanova

Pro urychlení stanovení obsahu formaldehydu v dřevěných deskách lze tedy použít metodu WKI nikoli při 40 °C, ale při 60 °C se sklenicemi se vzorky uloženými v ohřívací skříni po dobu 4 hodin Naznačené režimy analýzy používáme v laboratorní praxi již více než 30 let [7]. Rychlá metoda stanovení formaldehydu umožňuje testovat velké množství vzorků v krátkém čase.

Victor Vasiliev

Saint Petersburg State Forest Engineering University pojmenovaná po S.M. Kirov

Zdroj publikace – Vasiliev V.V. Rychlá metoda pro stanovení obsahu formaldehydu v dřevěných deskách. Dřevěné materiály: požadavky a certifikace v Evropě, Rusku, USA/Sbírka vědeckých. pracuje na výsledcích mezinár. symposium. – Balabanovo: WKI – OOO CSL „Lessertic“, 2016. – S. 85–87.

Problémy standardizace a kontroly emisí formaldehydu z dřevotřísky, MDF a nábytku v zahraničí a v Rusku byly podrobně prozkoumány na 14. mezinárodní vědecko-praktické konferenci v březnu 2011.

Potřeba pokračovat v informování specialistů z podniků a vědeckých organizací o tomto problému je způsobena následujícími okolnostmi:

1. Vstup Ruska do WTO a zvýšené požadavky na konkurenceschopnost výrobků vyráběných v ruských podnicích.

2. Od 01. ledna 2012 vytvoření jednotné celní oblasti Běloruské republiky, Republiky Kazachstán a Ruské federace.

3. Zavedení požadavků na snížení emisí formaldehydu z kompozitních dřevěných materiálů od 01. ledna 2012 ve Spojených státech amerických.

Tento požadavek musí dodržovat ruské podniky vyrábějící MDF, dřevotřískové desky, překližky a dodávající dřevěné desky do zahraničí, včetně: v USA

4. Schválení podvýboru pro technický předpis Komise vlády (RF) pro hospodářský rozvoj integrace návrhu technického předpisu (TR) Celní unie (CU) „O bezpečnosti nábytkářských výrobků“, protokol byl schválen 22. místopředsedou vlády Ruské federace I. I. Šuvalovem. 2011. prosince XNUMX.

Technický předpis „O bezpečnosti nábytkářských výrobků“ poprvé spolu s požadavky na mechanickou bezpečnost reguluje emise formaldehydu a dalších chemikálií.

5. Zavedení federálního zákona ze dne 2012. července 18 č. 2011-FZ v roce 237, který zejména v článku III. 14.47 a čl. 14.48 stanoví uložení správní pokuty od čtyř set do pěti set tisíc rublů za porušení pravidel pro provádění certifikačních (deklaračních) prací a za poskytování nepravdivých výsledků testů (a to je společná odpovědnost akreditovaných zkušebních laboratoří, certifikačních orgánů a podniků, které deklarují vyrobené výrobky). Za akce, které vedou k uvolnění produktů, které nesplňují požadavky technických předpisů nebo závazné požadavky norem, do oběhu, se poskytuje správní pokuta ve výši šest set tisíc až jeden milion rublů.

Praxe provádění prací na povinném potvrzení shody (povinná certifikace nebo prohlášení) dřevěných panelů, překližky, nábytku, shromážděných centrem Lessertika od roku 1992, odhalila porušení požadavků regulačních dokumentů ze strany výrobních podniků (GOST, GOST R. GN. Jednotné požadavky CU) v následujících bodech:

GOST R15.201-2000 „Systém pro vývoj a zavádění produktů do výroby. Výrobky pro průmyslové a technické účely. Postup pro vývoj a uvedení produktů do výroby”

P. 6.5.1. Aby bylo možné hodnotit a kontrolovat kvalitu výsledků získaných ve fázi vytváření nových produktů nebo produktů zpracování dřeva se zlepšenými vlastnostmi, musí podniky přímo provádět předběžné nebo přejímací testy produktů na shodu se schválenými specifikacemi (TU) pro produkty. Takové testy mohou být prováděny v akreditovaných laboratořích.

Ve fázi prohlášení o produktu jsou takové protokoly o zkouškách pro shodu s požadavky GOST 10632-2007. GOST R 52078-2003. GOST 3916.1-93, GOST 16371-93 se změnami. č. 1,2 dle odstavců. 2.2.29, 2.2.30, včetně shody s MAC škodlivých těkavých chemických látek, podnik obecně nepředkládá. Otázka: na jakém základě byly výrobky uvedeny do výroby?

Podniky zpravidla nepředkládají protokoly o přejímacích zkouškách pro každou šarži výrobků nebo pro nový program (sérii) výrobků.

GOST 16371-93 se změnami. №1,2 “Nábytek. Všeobecné technické podmínky” -P. 3.4.1. Výrobky, které prošly přejímacími zkouškami, jsou podrobeny zkouškám za účelem potvrzení shody, jakož i kvalifikačním a periodickým zkouškám.

Podniky ve fázi prohlášení zpravidla nepředkládají své vlastní protokoly o přejímacích zkouškách potvrzující mechanickou a chemickou bezpečnost výrobků.

GOST R 53603-2009 „Posuzování shody. Systémy certifikace výrobků v Ruské federaci”-

P. 5.1. Z celkového počtu (14) certifikačních schémat se pro certifikaci (c) (prohlášení (d)) dřevozpracujících výrobků a nábytku používají tato schémata:

— č. Зс (д), která zajišťuje zkoušení vzorků výrobků v akreditované laboratoři a provádění inspekční kontroly certifikačním orgánem, rovněž s přezkoušením vzorků výrobků, alespoň jednou ročně pro zachování platnosti vydaného certifikátu nebo registrovaného prohlášení o shodě;

č. 5c (d), který zajišťuje zkoušení vzorků výrobků v akreditované laboratoři, posuzování (certifikaci) systému managementu jakosti dle ISO 9001:2008 (GOST R ISO 9001-2008) a provádění akreditovanými certifikačními orgány provádějí každoroční inspekční kontrolu systému managementu jakosti (QMS), testování platnosti vzorků produktů jako certifikátu vydaných na zakázku produkty registrované certifikačním orgánem.

Mnoho podniků zpravidla ignoruje požadavky GOST R 53603-2009 na provádění inspekční kontroly certifikovaných výrobků a/nebo QMS, tzn. porušují pravidla pro výkon certifikační práce – čl. 14.47 federálního zákona ze dne 18. července 2011 č. 237-F3.

6. Výsledky diskuse zainteresovaných podniků a vědeckých organizací o „Koncepci standardizace emisí formaldehydu z dřevěných desek, překližky a nábytku“, vyvinuté na základě iniciativy Centrem LESSERTIKA.

Hlavním cílem Koncepce je orientovat výrobce MDF, dřevotřískových desek, laminovaných dřevotřískových desek, překližek a nábytku na plnění přípustných úrovní migrace formaldehydu stanovených v Jednotných požadavcích celní unie, v Hygienických normách, v regionálních normách zahraničních společností (IKEA, CARB atd.)

Vzhledem k tomu, že nejspolehlivější údaje o migraci škodlivých těkavých chemikálií z dřevěných panelů a překližky lze získat pouze studiem vzorků v plné velikosti a u nábytku pouze za podmínek simulujících použití nábytkových sestav v obytných nebo kancelářských prostorách, společnost Lessertika LLC vyvinula, vyrobila a certifikovala orgány státní normy klimatickou komoru o objemu 30 m3.

Aby se potvrdily skutečné schopnosti podniků vyrábět dřevěné panely, překližky a nábytek, které splňují moderní požadavky, provedla Lessertika LLC v letech 2010-2011 studie emisí z uvedených typů výrobků ve velké klimatické komoře.

Iniciativně byly prezentovány vzorky těchto celorozměrových desek: dřevotřískové desky, dřevotřískové desky odolné proti vlhkosti, laminované dřevotřískové desky, dřevovláknité desky vyrobené suchým procesem nebo HDF, překližky a vrstvené překližky. Materiály byly prezentovány podle našeho názoru nejprogresivnějšími podniky: závod Kronospan z Jegorjevska, OOO Plywooder, OOO Syktyvkar Plywood Plant. Provedli jsme úpravu a testování vzorků ve velké klimatické komoře plně v souladu s normou GOST 30255-95 „Nábytek, dřevo a polymerní materiály. Metoda stanovení formaldehydu a jiných škodlivých těkavých chemických emisí v klimatických komorách”

Na základě výsledků testování výrobků uvedených podniků bylo zjištěno, že dřevotřískové desky, včetně těch odolných proti vlhkosti, nevypouštějí formaldehyd více než 0,124 mg/m3, což je norma EN 312:2010. Zkouška dřevotřískové desky 10 mm metodou perforace potvrdila splnění emisní třídy E 0.5, tzn. ne více než 4 mg/100 g A6C. suchá deska;

— laminovaná dřevotříska emituje formaldehyd méně než 0,02 mg/m52078, což odpovídá požadavkům GOST 2003-2, ale je 0,01krát vyšší než norma (XNUMX mg/mXNUMX) stanovená v jednotných normách celní unie;

— Dřevovláknité desky vyrobené suchým procesem nebo HDF emitují méně než 0,01 mg/m3 formaldehydu, s hodnotou perforace nejvýše 4 mg/100 g abs. suchá deska, tzn. emisní třída E 0,5;

— překližka, včetně vrstvené překližky, uvolňuje formaldehyd nejvýše 0,02 mg/m3, což odpovídá GOST 3916.1-93, ale je dvojnásobkem normy (0,01 mg/m3) stanovené v Jednotných normách celní unie.

Poněkud jiný obrázek byl objeven při testování sestav skříňového nábytku ve velké klimatické komoře. Zde z deseti zkoumaných podniků poskytlo pět nábytkové sestavy z vlastní iniciativy a u zbývajících výrobních podniků bylo provedeno testování na žádost Rozhodčího soudu.

Testy nábytkových sestav na migraci formaldehydu ve velké klimatické komoře byly také provedeny po kondicionování a plně v souladu s požadavky předpisů. Testy ukázaly dle našeho názoru neočekávané výsledky emisí formaldehydu v mg/m3 vzduchu, tzn. 0,2; 0,15; 0,08; 0,08; 0,07; 0,07; 0,06; 0,01; 0,045; 0,03 s přijatelnou úrovní migrace 0,01 mg/m16371, stanovenou v GOST 93-XNUMX, v jednotných normách celní unie a v technických předpisech „O bezpečnosti nábytkářských výrobků“.

Výsledky byly neočekávané, protože všechny nábytkové sestavy byly opatřeny hygienickými a epidemiologickými certifikáty shody s normami GN 2.1.6,1338-03. Stanovená norma 0,01 mg/m3 byla překročena 20 až 3krát. Hodnota 0,01 mg/m3 byla získána z jedné sestavy nábytku z 16mm dřevotřískové desky s emisemi formaldehydu maximálně 0,01 mg/m3 a 100% obložením všech hran a uzavřením (těsněním) všech technologických otvorů. Zbývající nábytkové sestavy byly vyrobeny z laminované dřevotřísky s emisemi formaldehydu maximálně 0,124 mg/m3, jak požaduje GOST 52078-2003 s dodatky. №1. Nutno podotknout, že testy sestavy nábytku z masivu ukázaly výsledek emisí formaldehydu 0,009 mg/m3, což odpovídá stanoveným normám. Všechny testy nábytkových sestav, jak bylo stanoveno Rozhodčím soudem, prokázaly 3-5násobný přebytek migrace formaldehydu. Je pozoruhodné, že nábytkové sestavy vybrané pro testování byly v rukou spotřebitelů jeden až jeden a půl roku, ale stále potvrdily nadměrné emise formaldehydu.

Na základě výše uvedeného lze formulovat následující závěry:

— Navrhnout technickým komisím pro normalizaci dřevěných desek a nábytku, aby byly v blízké budoucnosti uvedeny GOST pro dřevotřískové desky, laminované dřevotřískové desky, MDF desky, nábytek z hlediska přípustných úrovní migrace formaldehydu s jednotnými požadavky celní unie a skutečnými možnostmi ruských podniků. Protože pouze z dřevotřískové desky s emisemi formaldehydu nejvýše 0.124 mg/m0,5 (a to je emisní třída E 312), jak je uvedeno v EN 2010:0,01, lze získat laminovanou dřevotřískovou desku s emisemi nejvýše 16371 mg/m93 a z takové laminované dřevotřískové desky je možné získat nábytek dle požadavků XNUMX a technologických povrchů neviditelných a neviditelných TP; XNUMX otvíráníXNUMX

— Podniky musí zajistit stabilitu výroby dřevotřískových desek a MDF s průměrným obsahem formaldehydu nejvýše 6,5 mg/100 g absolutně suché desky po dobu šesti měsíců a emisí formaldehydu z dřevotřískových desek nejvýše 0,01 mg/m3;

— Vybavit podniky vyrábějící laminované MDF a dřevotřískové desky malými klimatickými komorami o objemu 225 litrů pro řízení procesu výroby desek šetrných k životnímu prostředí;

— Zorganizovat vstupní kontrolu laminovaných dřevotřískových desek a laminovaných MDF v továrnách na výrobu nábytku na emise formaldehydu pomocí malých klimatických komor. Náklady na pořízení a provoz se vrátí snížením plateb za morální újmu spotřebitelům a snížením objemu vrácených produktů z důvodu uvolňování nepříjemného zápachu nebo toxicity;

— Vybavit akreditované zkušebny klimatickými komorami pro testování dřevěných desek, překližek, nábytkových sestav na emise formaldehydu a dalších chemikálií;

— LESSERTIKA LLC přijme opatření k vybavení zkušební laboratoře zařízeními pro plynovou chromatografii (například g/h Crystal 2000M, Tsvet-800) ke stanovení migrace čpavku, fenolu, metanolu z dřevěných desek, překližky, nábytku, aby poskytla technickou pomoc podnikům při organizování ekologických konkurenčních produktů v souladu s TP pro nábytek;

Navrhněte, aby podniky zajistily pravidelné testování dřevěných panelů v plné velikosti, překližky, nábytkových sestav ke stanovení uvolňování formaldehydu a dalších chemikálií, stejně jako radionuklidů cesia-137, stroncia-90, například v Úřadu Rospotrebnadzor v regionu Kaluga za účasti odborníků z LESSERTIKA LLC.