Flexural properties, bonding perfor

Flexural properties, bonding performance and splitting strength of LVL reinforced with woven glass fiber


Formaldehyde Emissions from ULEF- and NAF-Bonded
Commercial Hardwood Plywood as Influenced by
Temperature and Relative Humidity
Charles R. Frihart
USDA Forest Products Laboratory
Madison, Wisconsin, USA
James M. Wescott
Heartland Resource Technologies
Waunakee, Wisconsin, USA
Michael J. Birkeland
Heartland Resource Technologies
Edgerton, Wisconsin, USA
Kyle M. Gonner
Heartland Resource Technologies
Madison, Wisconsin, USA
Abstract
It is well documented in the literature that temperature and humidity can influence formaldehyde
emissions from composite panels that are produced using urea-formaldehyde (UF) adhesives.
This work investigates the effect of temperature and humidity on newer, ultra-low emitting
formaldehyde urea formaldehyde (ULEF-UF) and no-added formaldehyde (NAF) adhesives. A
modified version of the EN 717-3 method to collect formaldehyde coupled with the acetylacetone
method to quantify formaldehyde emissions was used. Formaldehyde emissions from a
commercial CARB phase II compliant hardwood-plywood panel bonded with a ULEF-UF resin
increased greatly when panels were exposed to higher heat and humidity. Furthermore, the rate of
emission for ULEF-UF panels increased with longer exposure at 100% humidity. In contrast,
formaldehyde emissions from CARB phase II compliant hardwood-plywood bonded with a NAF
resin were relatively stable at different temperature and relative humidity conditions and
decreased over time. This work highlights the potential for long-term formaldehyde emissions
from the new ULEF-UF, CARB phase II compliant resin systems.
Keywords soy, urea formaldehyde, formaldehyde emissions, heat, humidity, ULEF
Proceedings of the International Convention of Society of Wood Science and Technology and
United Nations Economic Commission for Europe – Timber Committee
October 11-14, 2010, Geneva, Switzerland
Paper WS-23 2 of 13
Introduction
Increasing concerns over the quality of indoor air has led to recent changes in legislation and a
general preference for more stringent limits on the quantity of formaldehyde that can be emitted
from consumer products intended for indoor use. Wood composites bonded with ureaformaldehyde
(UF) adhesive have been identified as an important source of indoor formaldehyde
emissions (Battelle 1996). Formaldehyde release from interior wood composites has been a
longstanding issue, leading in the 1980s to the adoption of voluntary standards in the United
States and Europe that placed limits on formaldehyde emissions (ANSI 2009a,b, 2004; European
Standard 2002). These voluntary standards led to lower formaldehyde-emitting wood composites,
but in subsequent years, U.S. emissions from standard products stayed constant while products in
Europe and Japan moved to lower emission levels.
Recent standards adopted by the California Air Resources Board (CARB) are intended to
significantly reduce and regulate formaldehyde emissions in composite wood products (ATCM
2009). The CARB standard is also the basis for national legislation recently passed concerning
the emission of formaldehyde in interior wood composites (TSCA 2010). The new standards
have led to new UF adhesives with ultra-low formaldehyde emissions (ULEF-UF) (Dunkey
2005), and opened the door for no-added-formaldehyde (NAF) adhesives, such as soy-based
adhesives (Allen et al. 2010, Wescott et al. 2010), polymeric diphenylmethane diisocyanate, and
certain types of poly(vinyl acetate). Although both classes of adhesives, ULEF-UF and NAF, are
capable of passing the CARB phase II formaldehyde emissions limits, there is a concern about
the long-term emission potential of ULEF-UF adhesives when exposed to potentially higher
temperature or humidity levels than specified in the current testing methodology for measuring
formaldehyde emissions.
Although substantial progress has been made on ULEF-UF adhesives, the fundamental chemistry
of urea formaldehyde is relatively unchanged and may remain susceptible to hydrolysis. The
reaction of urea with formaldehyde first produces hydroxylmethyolated urea that then condenses
to yield methylene and dimethylene ether bridged urea polymers (Pizzi 2003, Meyer 1979).
Although these reactions are not unlike the steps to produce the other formaldehyde-containing
wood adhesives, the UF polymers are distinct in that they are susceptible to hydrolysis under
some normal use conditions (Myers 1986a). The reaction shown in Figure 1 for urea and
formaldehyde illustrates the problem with depolymerization in that it can yield additional free
formaldehyde, especially when free water is present.
Figure 1. The reaction of urea with formaldehyde to form the urea-formaldehyde polymer.
O
H H
O
H2N NH2
+
O
N
H
N n + H2O
Formaldehyde Urea Urea-Formaldehyde Water
∆ H+ +
Proceedings of the International Convention of Society of Wood Science and Technology and
United Nations Economic Commission for Europe – Timber Committee
October 11-14, 2010, Geneva, Switzerland
Paper WS-23 3 of 13
The presence of free water in the composite panel, as in the case of higher humidity, tends to
drive the reverse reaction, yielding more free formaldehyde. Myers showed that formaldehyde
adsorbed onto wood reaches an emission plateau in about 7 days at 80% relative humidity (RH)
and 27°C, as does phenol-formaldehyde-bonded particleboard. In contrast, UF-bonded
particleboard emitted formaldehyde for over 30 days without reaching a plateau (Myers 1986b).
In addition, Myers’s own data and his analysis of the literature data showed that formaldehyde
emissions increase from UF-bonded wood composites at higher humidity and temperature
conditions (Myers 1985, Myers and Nagaoka 1981). This work was done with composites
bonded with more traditional UF-based adhesives; it is unclear if the new ULEF-UF systems
suffer from the same level of hydrolytic instability and subsequent high formaldehyde emissions.
Wood itself generates significant formaldehyde when exposed to certain conditions common to
the composite panel manufacturing process (Schäfer and Roffael 2000, Roffael 2006). This socalled
“native” formaldehyde has been shown to be transient and rapidly decreases to levels
below those set by the standards (Birkeland et al. 2010). Production of formaldehyde from wood
has been shown to occur at conditions of very high heat and would not be expected to be a
significant source of formaldehyde in composite wood products during service.
Currently, the primary standard test method in the United States for measuring and regulating
formaldehyde emissions in composite wood panels is the ASTM E 1333 (ASTM 2002) large
chamber test. Secondary methods can be also used; however, all methods must prove equivalence
to the primary method. In E 1333, samples are conditioned at 25°C and 50% RH for 7 days and
then tested at the same temperature and RH conditions. Based upon the available literature, some
questions arise regarding formaldehyde emissions from composite wood panels:
• Given that the standard test method, ASTM E 1333, uses 25°C (77°F) and 50% relative
humidity, do these conditions represent all the exposure that interior composite wood products
will experience in service?
• How do the formaldehyde emissions in CARB phase II certified composite wood products
bonded with ULEF-UF adhesives compare to those bonded with NAF adhesives over a range
of temperatures and relative humidity that they may reasonably experience in service?
This study focused on answering these questions, using a modified version of EN 717-3 to test
the effects of temperature and relative humidity on commercial CARB phase II compliant
plywood bonded with either ULEF-UF or NAF.
Methods
Samples
Plywood samples used for testing were 3/4-in.- (19-mm-) thick, seven-ply, hardwood plywood
with maple face and back and mixed softwood cores obtained from a commercial collaborator.
One plywood specimen was bonded with a ULEF-UF and one was bonded with a soy-based NAF
adhesive. Samples from both plywood specimens were tested in a small chamber by the
manufacturer and shown to be CARB phase II compliant (

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

คุณสมบัติ flexural ยึดประสิทธิภาพการทำงาน และแบ่งความแรงของระดับที่เสริมแรง ด้วยใยแก้วทอปล่อยก๊าซฟอร์มาลดีไฮด์จาก ULEF - และ NAF-ถูกผูกมัดค้าไม้ไม้อัดเป็นผลมาจากอุณหภูมิและความชื้นสัมพัทธ์ชาร์ลส์อาร์ Frihartห้องปฏิบัติการผลิตภัณฑ์จากป่าเมดิสัน วิสคอนซิน สหรัฐอเมริกาJames M. Wescottฮาร์ทแลนด์ทรัพยากรเทคโนโลยีWaunakee วิสคอนซิน สหรัฐอเมริกาMichael J. Birkelandฮาร์ทแลนด์ทรัพยากรเทคโนโลยีEdgerton วิสคอนซิน สหรัฐอเมริกาKyle Gonner ม.ฮาร์ทแลนด์ทรัพยากรเทคโนโลยีเมดิสัน วิสคอนซิน สหรัฐอเมริกาบทคัดย่อมันเป็นทั้งเอกสารในวรรณคดีที่อุณหภูมิและความชื้นสามารถมีอิทธิพลต่อฟอร์มาลดีไฮด์ปล่อยจากแผงคอมโพสิตที่ผลิตโดยใช้กาวยูเรียฟอร์มาลดีไฮด์ (UF)งานนี้ตรวจสอบผลของอุณหภูมิและความชื้นต่ำพิเศษ ใหม่เปล่งฟอร์มาลดีไฮด์ยูเรียฟอร์มาลดีไฮด์ (ULEF UF) และเพิ่มไม่มีฟอร์มาลดีไฮด์ (NAF) Aปรับเปลี่ยนรุ่นของวิธีการรวบรวมกับ acetylacetone ฟอร์มาลดีไฮด์ EN 717-3ใช้วิธีการวัดปริมาณการปล่อยก๊าซฟอร์มาลดีไฮด์ ปล่อยก๊าซฟอร์มาลดีไฮด์จากการเชิงพาณิชย์คาร์โบไฮเดรตระยะ II แผงไม้อัดตามถูกผูกมัด ด้วยยาง ULEF UFเพิ่มขึ้นมากเมื่อติดตั้งได้สัมผัสกับความร้อนและความชื้นสูง นอกจากนี้ อัตราเพิ่มมลพิษสำหรับแผง ULEF UF มีแสงอีกต่อไปที่ความชื้น 100% ในความคมชัดปล่อยก๊าซฟอร์มาลดีไฮด์จากคาร์โบไฮเดรตระยะ II มาตรฐานไม้อัดถูกผูกมัดกับ NAFยางค่อนข้างมีเสถียรภาพในสภาพอุณหภูมิและความชื้นสัมพัทธ์ที่แตกต่างกัน และลดลงช่วงเวลา งานนี้เน้นศักยภาพในระยะยาวปล่อยฟอร์มาลดีไฮด์จากใหม่ ULEF-UF คาร์โบไฮเดรตระยะ II ยางตามระบบถั่วเหลืองสำคัญ ยูเรียฟอร์มาลดีไฮด์ ปล่อยฟอร์มาลดีไฮด์ ความร้อน ความ ชื้น ULEFรายงานการประชุมนานาชาติของสมาคมไม้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี และสหประชาชาติคณะกรรมการเศรษฐกิจยุโรป – คณะกรรมการยางพารา11-14 ตุลาคม 2553 เจนีวา สวิตเซอร์แลนด์กระดาษ WS-23 2 ของ 13แนะนำเพิ่มความกังวลผ่านคุณภาพของอากาศภายในอาคารได้นำการเปลี่ยนแปลงล่าสุดในการบังคับใช้กฎหมายและตั้งค่าทั่วไปสำหรับข้อจำกัดที่เข้มงวดมากขึ้นปริมาณของฟอร์มาลดีไฮด์ที่สามารถออกจากสินค้าอุปโภคบริโภคสำหรับใช้ในร่ม ไม้คอมโพสิตที่ถูกผูกมัด ด้วย ureaformaldehydeกาว (UF) ได้รับการระบุเป็นแหล่งสำคัญของฟอร์มาลดีไฮด์ในร่มปล่อย (Battelle 1996) ฟอร์มาลดีไฮด์ออกจากวัสดุผสมไม้ภายในได้รับการปัญหาว่า นำไปสู่การยอมรับมาตรฐานสมัครใจในสหรัฐในทศวรรษ 1980อเมริกาและยุโรปที่จำกัดไว้ปล่อยฟอร์มาลดีไฮด์ (ANSI 2009a บี 2004 ยุโรปมาตรฐาน 2002) มาตรฐานเหล่านี้สมัครใจที่นำไปสู่ลดเปล่งฟอร์มาลดีไฮด์ไม้คอมโพสิตแต่ในปีต่อมา สหรัฐอเมริกาปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากผลิตภัณฑ์มาตรฐานอยู่คงในขณะที่ผลิตภัณฑ์ในยุโรปและญี่ปุ่นย้ายลดระดับการปล่อยก๊าซมาตรฐานล่าสุดที่นำมาใช้โดยแคลิฟอร์เนียอากาศทรัพยากรบอร์ด (คาร์โบไฮเดรต) มีวัตถุประสงค์เพื่ออย่างมีนัยสำคัญช่วยลด และควบคุมการปล่อยก๊าซฟอร์มาลดีไฮด์ในผลิตภัณฑ์ไม้คอมโพสิต (ATCM2009) มาตรฐานคาร์โบไฮเดรตเป็นพื้นฐานของกฎหมายแห่งชาติที่เพิ่ง ผ่านเรื่องมลพิษของฟอร์มาลดีไฮด์ในไม้ภายในวัสดุผสม (TSCA 2010) มาตรฐานใหม่ได้นำไปสู่กาว UF ใหม่พร้อมปล่อยฟอร์มาลดีไฮด์ที่ต่ำเป็นพิเศษ (ULEF-UF) (Dunkey2005), และเปิดประตูไม่มีเพิ่มฟอร์มาลดีไฮด์ (NAF) กาว เช่นจากถั่วเหลืองกาว (al. et อัลเลน 2010, Wescott et al. 2010) diisocyanate ชนิด diphenylmethane และบางชนิดโพลี (ไวนิล acetate) แม้ว่าทั้งสองชั้นของกาว ULEF UF และ NAFสามารถส่งผ่านระยะสเปรย์ทูฟอร์มาลดีไฮด์จำกัดปล่อย ไม่มีความกังวลเกี่ยวกับเป็นมลพิษระยะยาวของกาว ULEF UF เมื่อสัมผัสอาจสูงระดับอุณหภูมิหรือความชื้นจากที่ระบุในวิธีทดสอบปัจจุบันวัดปล่อยฟอร์มาลดีไฮด์แม้ว่าความคืบหน้าพบได้ใน ULEF UF กาว เคมีพื้นฐานของยูเรีย ฟอร์มาลดีไฮด์จะค่อนข้างไม่เปลี่ยนแปลง และอาจยังคงไวต่อการไฮโตรไลซ์ ที่ปฏิกิริยาของ urea กับฟอร์มาลดีไฮด์ก่อนสร้างยูเรีย hydroxylmethyolated ที่มีการควบแน่นแล้วให้อีเทอร์เมทิลีนไดและ dimethylene ระหว่างกาลยูเรียโพลิเมอร์ (Pizzi 2003, Meyer 1979)ถึงแม้ว่าปฏิกิริยาเหล่านี้จะไม่แตกต่างจากขั้นตอนการผลิตอื่น ๆ ฟอร์มาลดีไฮด์-ประกอบด้วยwood adhesives, the UF polymers are distinct in that they are susceptible to hydrolysis undersome normal use conditions (Myers 1986a). The reaction shown in Figure 1 for urea andformaldehyde illustrates the problem with depolymerization in that it can yield additional freeformaldehyde, especially when free water is present.Figure 1. The reaction of urea with formaldehyde to form the urea-formaldehyde polymer.OH HOH2N NH2+ONHN n + H2OFormaldehyde Urea Urea-Formaldehyde Water∆ H+ +Proceedings of the International Convention of Society of Wood Science and Technology andUnited Nations Economic Commission for Europe – Timber CommitteeOctober 11-14, 2010, Geneva, SwitzerlandPaper WS-23 3 of 13The presence of free water in the composite panel, as in the case of higher humidity, tends todrive the reverse reaction, yielding more free formaldehyde. Myers showed that formaldehydeadsorbed onto wood reaches an emission plateau in about 7 days at 80% relative humidity (RH)and 27°C, as does phenol-formaldehyde-bonded particleboard. In contrast, UF-bondedparticleboard emitted formaldehyde for over 30 days without reaching a plateau (Myers 1986b).In addition, Myers’s own data and his analysis of the literature data showed that formaldehydeemissions increase from UF-bonded wood composites at higher humidity and temperatureconditions (Myers 1985, Myers and Nagaoka 1981). This work was done with compositesbonded with more traditional UF-based adhesives; it is unclear if the new ULEF-UF systemssuffer from the same level of hydrolytic instability and subsequent high formaldehyde emissions.Wood itself generates significant formaldehyde when exposed to certain conditions common tothe composite panel manufacturing process (Schäfer and Roffael 2000, Roffael 2006). This socalled“native” formaldehyde has been shown to be transient and rapidly decreases to levelsbelow those set by the standards (Birkeland et al. 2010). Production of formaldehyde from woodhas been shown to occur at conditions of very high heat and would not be expected to be asignificant source of formaldehyde in composite wood products during service.Currently, the primary standard test method in the United States for measuring and regulatingformaldehyde emissions in composite wood panels is the ASTM E 1333 (ASTM 2002) largechamber test. Secondary methods can be also used; however, all methods must prove equivalenceto the primary method. In E 1333, samples are conditioned at 25°C and 50% RH for 7 days andthen tested at the same temperature and RH conditions. Based upon the available literature, somequestions arise regarding formaldehyde emissions from composite wood panels:• Given that the standard test method, ASTM E 1333, uses 25°C (77°F) and 50% relativehumidity, do these conditions represent all the exposure that interior composite wood productswill experience in service?• How do the formaldehyde emissions in CARB phase II certified composite wood productsbonded with ULEF-UF adhesives compare to those bonded with NAF adhesives over a rangeof temperatures and relative humidity that they may reasonably experience in service?This study focused on answering these questions, using a modified version of EN 717-3 to testthe effects of temperature and relative humidity on commercial CARB phase II compliantplywood bonded with either ULEF-UF or NAF.MethodsSamplesPlywood samples used for testing were 3/4-in.- (19-mm-) thick, seven-ply, hardwood plywoodwith maple face and back and mixed softwood cores obtained from a commercial collaborator.One plywood specimen was bonded with a ULEF-UF and one was bonded with a soy-based NAFadhesive. Samples from both plywood specimens were tested in a small chamber by themanufacturer and shown to be CARB phase II compliant (<0.05 ppm). Samples were wrapped Proceedings of the International Convention of Society of Wood Science and Technology andUnited Nations Economic Commission for Europe – Timber CommitteeOctober 11-14, 2010, Geneva, SwitzerlandPaper WS-23 4 of 13and sealed in plastic within 24 h after hot-pressing and remained in plastic until testing by themodified EN 717-3 method.Modified EN 717-3 (WKI Bottle Method)A modified version of the EN-717-3 was conducted in this study; Table 1 defines the specificmodifications used in this study. From other studies, the repeatability of this method gave a 4%coefficient of variation.Relative humidity was controlled as follows: 30% RH (with saturated MgCl2), 75% RH (withsaturated NaCl), and 100% RH (RO H2O) (Wexler 1961).Table 1: Summary of modifications to EN-717-3EN-717-3 Our methodTemperature 40°C 25°C and 35°CTest duration 3 h 1–4 daysRelative humidity(%) 100 30–100Detailed Test ProcedureUsing a Nalgene® 500-mL wide-mouth polypropylene bottle (Sigma Aldrich, Milwaukee,Wiscsonsin), with cap modified with epoxy and a paper clip, 50 mL (via burette) of either H2O(100% RH), saturated MgCl2 (30% RH), or saturated NaCl (75% RH) solution is placed in thebottom. Three 1- by -in. samples are weighed to 0.1 g, stacked on top of each other (facestogether), and bound with a rubber band. The bound samples are then suspended above thesolution in the bottle by attaching the rubber band to the paper clip. The bottle is then kept in atemperature/humidity controlled room (25°C) or in a water bath (35°C) for the allotted time (24,48, or 96 h). The test bottles are then cooled in an ice water bath for 30 min, the samples removedcarefully, and the solution collected for analysis. The samples are analyzed for formaldehyde onthe same day us

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

คุณสมบัติดัดพันธะประสิทธิภาพและความแรงของการแยก LVL เสริมด้วยใยแก้วทอปล่อยฟอร์มาลดีไฮด์จากULEF- และ NAF-คลังสินค้าทัณฑ์บนไม้อัดไม้เนื้อแข็งเป็นเชิงพาณิชย์ได้รับอิทธิพลจากอุณหภูมิและความชื้นสัมพัทธ์ชาร์ลส์อาร์Frihart USDA ป่าห้องปฏิบัติการผลิตภัณฑ์เมดิสันวิสคอนซินสหรัฐอเมริกาเจมส์เมตรWescott Heartland ทรัพยากรเทคโนโลยีWaunakee วิสคอนซินสหรัฐอเมริกาไมเคิลเจ Birkeland Heartland ทรัพยากรเทคโนโลยีEdgerton วิสคอนซินสหรัฐอเมริกาไคล์เอ็มGonner Heartland ทรัพยากรเทคโนโลยีเมดิสันวิสคอนซินสหรัฐอเมริกาบทคัดย่อมันเป็นเอกสารที่ดีในวรรณคดีที่อุณหภูมิและความชื้นที่สามารถมีอิทธิพลต่อฟอร์มาลดีไฮด์ปล่อยก๊าซจากแผงคอมโพสิตที่มีการผลิตโดยใช้ยูเรียฟอร์มาลดีไฮด์ (UF) กาว. งานนี้สำรวจผลกระทบของอุณหภูมิและความชื้นในใหม่เปล่งต่ำพิเศษไฮด์ยูเรียฟอร์มาลดีไฮด์ (ULEF-UF) และฟอร์มาลดีไฮด์ไม่มีเพิ่ม (NAF) กาว รุ่นล่าสุดของ EN 717-3 วิธีการในการเก็บรวบรวมไฮด์ควบคู่ไปกับการ acetylacetone วิธีการที่จะหาจำนวนการปล่อยก๊าซฟอร์มาลดีไฮด์ถูกนำมาใช้ การปล่อยก๊าซฟอร์มาลดีไฮด์จากเฟส CARB เชิงพาณิชย์ครั้งที่สองแผงไม้เนื้อแข็งไม้อัดตามผูกมัดกับเรซิน ULEF-UF เพิ่มขึ้นอย่างมากเมื่อแผงได้สัมผัสกับความร้อนและความชื้นสูง นอกจากนี้อัตราการปล่อยก๊าซเรือนกระจกสำหรับการติดตั้ง ULEF-UF เพิ่มขึ้นกับการเปิดรับอีกต่อไปที่ 100% ความชื้น ในทางตรงกันข้ามการปล่อยก๊าซฟอร์มาลดีไฮด์จาก CARB ระยะที่สองตามไม้เนื้อแข็งไม้อัดถูกผูกมัดกับ NAF เรซินค่อนข้างคงที่ที่อุณหภูมิที่แตกต่างกันและสภาพความชื้นและลดลงเมื่อเวลาผ่านไป งานนี้ไฮไลท์ที่มีศักยภาพสำหรับในระยะยาวการปล่อยก๊าซฟอร์มาลดีไฮด์จากใหม่ ULEF-UF, CARB ระยะที่สองระบบเรซินตาม. คำถั่วเหลืองไฮด์ยูเรีย, การปล่อยก๊าซฟอร์มาลดีไฮด์ความร้อนความชื้น ULEF การดำเนินการของการประชุมนานาชาติของสมาคมวิทยาศาสตร์ไม้และ เทคโนโลยีและสหประชาชาติคณะกรรมาธิการเศรษฐกิจยุโรป- คณะกรรมการไม้11-14 ตุลาคม 2010, เจนีวา, สวิตเซอร์กระดาษWS-23 2 13 บทนำการเพิ่มความกังวลเกี่ยวกับคุณภาพของอากาศภายในอาคารได้นำไปสู่การเปลี่ยนแปลงล่าสุดในการบังคับใช้กฎหมายและการตั้งค่าทั่วไปมากขึ้นข้อ จำกัด ที่เข้มงวดกับปริมาณของดีไฮด์ที่สามารถปล่อยออกมาจากผลิตภัณฑ์ของผู้บริโภคที่มีไว้สำหรับการใช้งานในร่ม คอมโพสิตไม้ผูกพันกับ ureaformaldehyde (UF) กาวติดได้รับการระบุว่าเป็นแหล่งสำคัญของฟอร์มาลดีไฮด์ในร่มปล่อยก๊าซเรือนกระจก(แบทเทิล 1996) ปล่อยฟอร์มาลดีไฮด์จากคอมโพสิตไม้ตกแต่งภายในที่ได้รับปัญหายาวนานชั้นนำในปี 1980 เพื่อนำไปใช้มาตรฐานสมัครใจในสหรัฐสหรัฐอเมริกาและยุโรปที่วางข้อจำกัด เกี่ยวกับการปล่อยก๊าซฟอร์มาลดีไฮด์ (ANSI 2009a b, 2004; ยุโรปมาตรฐาน2002) มาตรฐานสมัครใจเหล่านี้นำไปสู่การลดวัสดุผสมไม้ไฮด์เปล่งแต่ในปีต่อ ๆ มาการปล่อยสหรัฐจากสินค้าที่ได้มาตรฐานอยู่อย่างต่อเนื่องในขณะที่ผลิตภัณฑ์ในยุโรปและญี่ปุ่นย้ายไปลดระดับการปล่อยก๊าซ. มาตรฐานล่าสุดที่นำมาใช้โดยแคลิฟอร์เนียคณะกรรมการทรัพยากรน้ำอากาศ (CARB) มีวัตถุประสงค์ เพื่อลดและควบคุมการปล่อยก๊าซฟอร์มาลดีไฮด์ในผลิตภัณฑ์ไม้คอมโพสิต(ATCM ปี 2009) มาตรฐาน CARB ยังเป็นพื้นฐานสำหรับกฎหมายแห่งชาติเพิ่งผ่านที่เกี่ยวข้องกับการปล่อยฟอร์มาลดีไฮด์ในคอมโพสิตไม้ตกแต่งภายใน(TSCA 2010) มาตรฐานใหม่ได้นำไปสู่กาว UF ใหม่ที่มีการปล่อยก๊าซฟอร์มาลดีไฮด์ต่ำพิเศษ (ULEF-UF) (Dunkey 2005) และเปิดประตูให้ไม่มีการเพิ่มไฮด์ (NAF) กาวเช่นถั่วเหลืองกาว(อัลเลนและอัล . 2010 Wescott et al. 2010), diisocyanate diphenylmethane พอลิเมอและบางชนิดของโพลี(ไวนิลอะซิเตท) แม้ว่าทั้งสองชั้นของกาว ULEF-UF และ NAF มีความสามารถในการผ่านขั้นตอนการCARB สองข้อ จำกัด การปล่อยก๊าซฟอร์มาลดีไฮด์มีความกังวลเกี่ยวกับศักยภาพในการปล่อยก๊าซเรือนกระจกในระยะยาวของกาวULEF-UF เมื่อสัมผัสกับอาจสูงกว่าอุณหภูมิหรือระดับความชื้นกว่าที่ระบุไว้ในวิธีการทดสอบในปัจจุบันสำหรับการวัดการปล่อยก๊าซฟอร์มาลดีไฮด์. แม้ว่าจะมีความคืบหน้าอย่างมีนัยสำคัญได้รับการทำในกาว ULEF-UF, เคมีพื้นฐานของยูเรียฟอร์มาลดีไฮด์เป็นค่อนข้างคงที่และอาจจะยังคงอ่อนแอต่อการย่อยสลาย ปฏิกิริยาของยูเรียกับฟอร์มาลดีไฮด์แรกผลิตปุ๋ยยูเรีย hydroxylmethyolated ที่แล้วควบแน่นให้ผลผลิตเมทิลีนและอีเธอร์dimethylene bridged โพลีเมอยูเรีย (Pizzi 2003 เมเยอร์ 1979). แม้ว่าปฏิกิริยาเหล่านี้ไม่ได้แตกต่างจากขั้นตอนในการผลิตดีไฮด์ที่มีส่วนผสมอื่น ๆกาวไม้ UF โพลิเมอร์มีความแตกต่างในการที่พวกเขามีความอ่อนไหวต่อการย่อยสลายภายใต้เงื่อนไขการใช้งานปกติ(ไมเออร์ 1986a) ปฏิกิริยาที่แสดงในรูปที่ 1 และยูเรียฟอร์มาลดีไฮด์แสดงให้เห็นถึงปัญหาที่เกิดขึ้นกับdepolymerization ในการที่จะสามารถให้ผลผลิตเพิ่มฟรีไฮด์โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อน้ำฟรีเป็นปัจจุบัน. รูปที่ 1 ปฏิกิริยาของยูเรียฟอร์มาลดีไฮด์กับรูปแบบพอลิเมอยูเรียฟอร์มาลดีไฮด์. โอเอชเอชO H2N NH2 + O เอ็นเอชเอ็นH2O + n ฟอร์มาลดีไฮด์ยูเรียยูเรียฟอร์มาลดีไฮด์น้ำΔ H + + การดำเนินการของการประชุมนานาชาติของสมาคมไม้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งสหประชาชาติคณะกรรมาธิการเศรษฐกิจยุโรป - คณะกรรมการไม้ 11-14 ตุลาคม 2010 เจนีวา วิตเซอร์แลนด์กระดาษWS-23 3 13 ปรากฏตัวของน้ำดื่มฟรีในแผงคอมโพสิตเช่นในกรณีของความชื้นที่สูงขึ้นมีแนวโน้มที่จะผลักดันให้เกิดปฏิกิริยาย้อนกลับให้ผลผลิตดีไฮด์อิสระมากขึ้น ไมเออร์แสดงให้เห็นว่าไฮด์ดูดซับลงบนไม้ถึงที่ราบสูงปล่อยก๊าซเรือนกระจกในเวลาประมาณ 7 วันที่ 80% ความชื้นสัมพัทธ์ (RH) และ 27 องศาเซลเซียสเช่นเดียวกับฟีนอลดีไฮด์ถูกผูกมัดไม้อัด ในทางตรงกันข้าม UF-ผูกมัดไม้อัดที่ปล่อยออกมาดีไฮด์นานกว่า30 วันโดยไม่ต้องถึงที่ราบสูง (ไมเออร์ 1986b). นอกจากนี้ข้อมูลไมเออร์ของตัวเองและการวิเคราะห์ของเขาของข้อมูลวรรณกรรมแสดงให้เห็นว่าไฮด์ปล่อยก๊าซเรือนกระจกเพิ่มขึ้นจากคอมโพสิตไม้ UF-ผูกมัดที่มีความชื้นสูงขึ้นและ อุณหภูมิเงื่อนไข(1985 ไมเออร์ไมเออร์และ Nagaoka 1981) งานนี้ทำด้วยวัสดุผสมผูกพันกับกาวแบบดั้งเดิมมากขึ้น UF ตาม; มันไม่มีความชัดเจนว่าใหม่ระบบ ULEF-UF ทนทุกข์ทรมานจากระดับเดียวกันของความไม่แน่นอนย่อยสลายและต่อมาการปล่อยก๊าซฟอร์มาลดีไฮด์สูง. ไม้ที่ตัวเองสร้างไฮด์อย่างมีนัยสำคัญเมื่อสัมผัสกับเงื่อนไขบางอย่างร่วมกันในการกระบวนการผลิตแผงคอมโพสิต (Schäferและ Roffael 2000 Roffael 2006) . นี้ socalled ลดีไฮด์ "แม่" ได้รับการแสดงที่จะเป็นชั่วคราวและลดลงอย่างรวดเร็วให้อยู่ในระดับต่ำกว่าที่กำหนดโดยมาตรฐาน(Birkeland et al. 2010) การผลิตไฮด์จากไม้ได้รับการแสดงที่จะเกิดขึ้นในเงื่อนไขของความร้อนที่สูงมากและจะไม่ได้คาดว่าจะเป็นแหล่งสำคัญของดีไฮด์ในผลิตภัณฑ์ไม้คอมโพสิตระหว่างผู้ให้บริการ. ปัจจุบันวิธีการทดสอบมาตรฐานหลักในประเทศสหรัฐอเมริกาสำหรับการวัดและการควบคุมการปล่อยก๊าซฟอร์มาลดีไฮด์ในแผงไม้คอมโพสิตเป็นมาตรฐาน ASTM E 1333 (ASTM 2002) ที่มีขนาดใหญ่การทดสอบในห้อง วิธีการรองสามารถใช้; แต่วิธีการทั้งหมดจะต้องพิสูจน์ความเท่าเทียมกันกับวิธีการหลัก E 1333 ในตัวอย่างที่มีการปรับอากาศที่ 25 ° C และ 50% RH เป็นเวลา 7 วันและได้รับการทดสอบแล้วที่อุณหภูมิเดียวกันและเงื่อนไขRH ขึ้นอยู่กับเอกสารอ้างอิงที่มีบางคำถามที่เกิดขึ้นเกี่ยวกับการปล่อยก๊าซฟอร์มาลดีไฮด์จากแผงไม้คอมโพสิต: •ระบุว่าวิธีการทดสอบมาตรฐาน ASTM E 1333 ใช้ 25 ° C (77 ° F) และ 50% เมื่อเทียบความชื้นไม่เงื่อนไขเหล่านี้เป็นตัวแทนทั้งหมดการสัมผัสที่ผลิตภัณฑ์ไม้คอมโพสิตตกแต่งภายในจะได้รับประสบการณ์ในการให้บริการ? •วิธีการไม่ปล่อยก๊าซฟอร์มาลดีไฮด์ในขั้นตอนการ CARB ครั้งที่สองได้รับการรับรองผลิตภัณฑ์ไม้คอมโพสิตผูกพันกับกาวULEF-UF เปรียบเทียบกับผู้ที่ผูกพันกับกาว NAF มากกว่าช่วงอุณหภูมิและความชื้นสัมพัทธ์ที่พวกเขาอาจจะมีเหตุผลประสบการณ์ในการให้บริการ? การศึกษาครั้งนี้มุ่งเน้นไปที่การตอบคำถามเหล่านี้โดยใช้รุ่นที่ปรับเปลี่ยน EN 717-3 เพื่อทดสอบผลกระทบของอุณหภูมิและความชื้นสัมพัทธ์ในเฟสCARB เชิงพาณิชย์ครั้งที่สองผ่านข้อกำหนดไม้อัดถูกผูกมัดกับทั้งULEF-UF หรือ NAF. วิธีตัวอย่างตัวอย่างไม้อัดใช้สำหรับการทดสอบถูก 3/4-in.- (19 mm-) หนาเจ็ดชั้นไม้อัดไม้เนื้อแข็งที่มีใบหน้าเมเปิ้ลและด้านหลังและแกนไม้เนื้ออ่อนผสมที่ได้จากการทำงานร่วมกันในเชิงพาณิชย์. ตัวอย่างหนึ่งไม้อัดถูกผูกมัดกับ ULEF-UF และอีกคนหนึ่งถูกผูกมัดกับถั่วเหลือง NAF กาว ตัวอย่างจากทั้งตัวอย่างไม้อัดได้รับการทดสอบในห้องเล็ก ๆ โดยผู้ผลิตและแสดงให้เห็นว่าขั้นตอนที่สองตามมาตรฐานCARB (<0.05 ppm) ตัวอย่างห่อการดำเนินการของการประชุมนานาชาติของสมาคมไม้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งสหประชาชาติคณะกรรมาธิการเศรษฐกิจยุโรป- คณะกรรมการไม้11-14 ตุลาคม 2010, เจนีวา, สวิตเซอร์กระดาษWS-23 4 13 และปิดผนึกอยู่ในถุงพลาสติกภายใน 24 ชั่วโมงหลังจาก ร้อนกดและยังคงอยู่ในถุงพลาสติกจนการทดสอบโดยการปรับเปลี่ยนวิธีการEN 717-3. แก้ไข EN 717-3 (WKI วิธีขวด) แก้ไขรุ่น EN-717-3 ได้ดำเนินการในการศึกษาครั้งนี้ ตารางที่ 1 กำหนดเฉพาะการปรับเปลี่ยนมาใช้ในการศึกษาครั้งนี้ จากการศึกษาอื่น ๆ การทำซ้ำของวิธีการนี้ให้ 4% ค่าสัมประสิทธิ์ของการเปลี่ยนแปลง. ความชื้นสัมพัทธ์ถูกควบคุมดังนี้ 30% RH (มีอิ่มตัว MgCl2) 75% RH (มีอิ่มตัวโซเดียมคลอไรด์) และ 100% RH (RO H2O) (เลอร์ 1961). ตารางที่ 1: สรุปการปรับเปลี่ยน EN-717-3 EN-717-3 วิธีการของเราอุณหภูมิ40 ° C 25 ° C และ 35 ° C การทดสอบระยะเวลา 3 ชั่วโมง 1-4 วันความชื้นสัมพัทธ์(%) 100 30 -100 รายละเอียดขั้นตอนการทดสอบการใช้Nalgene® 500 มิลลิลิตรขวดโพรพิลีนกว้างปาก (ซิกม่าดิช, มิลวอกี Wiscsonsin) ที่มีฝาแก้ไขด้วยอีพ็อกซี่และคลิปหนีบกระดาษ, 50 มล (ผ่านบิวเรต) ทั้ง H2O (100% RH) อิ่มตัว MgCl2 (30% RH) หรืออิ่มตัวโซเดียมคลอไรด์ (75% RH) วิธีการแก้ปัญหาที่ถูกวางไว้ในด้านล่าง สาม 1- โดย -in ตัวอย่างมีน้ำหนัก 0.1 กรัมซ้อนอยู่ด้านบนของแต่ละอื่น ๆ (ใบหน้าด้วยกัน) และมัดด้วยหนังยาง กลุ่มตัวอย่างที่ถูกผูกไว้ถูกระงับแล้วข้างต้นการแก้ปัญหาในขวดโดยติดแถบยางคลิปกระดาษ ขวดจะถูกเก็บไว้แล้วในอุณหภูมิ / ความชื้นห้องควบคุม (25 ° C) หรือในอ่างน้ำ (35 ° C) สำหรับเวลาที่กำหนด (24, 48 หรือ 96 ชั่วโมง) ขวดทดสอบระบายความร้อนด้วยแล้วในอ่างน้ำน้ำแข็งเป็นเวลา 30 นาทีตัวอย่างออกอย่างระมัดระวังและการแก้ปัญหาการเก็บรวบรวมสำหรับการวิเคราะห์ กลุ่มตัวอย่างที่มีการวิเคราะห์สำหรับไฮด์ในวันเดียวกันกับเรา

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ดัด เชื่อม ประสิทธิภาพ และการเสริมความแข็งแรงของ lvl ทอใยแก้ว


เกิดมลภาวะจาก ulef - และกลุ่มพาณิชย์ไม้อัดไม้เนื้อแข็งกัน

เป็นอิทธิพลจากอุณหภูมิและความชื้น
Charles R . frihart
USDA ป่าไม้ผลิตภัณฑ์ทางห้องปฏิบัติการ
Madison , Wisconsin , สหรัฐอเมริกา
เจมส์เมตร

waunakee เวสคอตต์ Heartland ทรัพยากรเทคโนโลยี , วิสคอนซิน , สหรัฐอเมริกา
ไมเคิลเจ.เบิร์กเลินด์

Heartland เทคโนโลยีทรัพยากร กเกอร์ตัน , วิสคอนซิน , สหรัฐอเมริกา gonner

ไคล์เมตร Heartland ทรัพยากรเทคโนโลยี
Madison , Wisconsin , USA

มันเป็นนามธรรมจากในวรรณคดีที่อุณหภูมิและความชื้นสามารถมีอิทธิพลต่อการปล่อยก๊าซฟอร์มาลดีไฮด์
จากติดตั้งคอมโพสิตที่ผลิตโดยใช้ยูเรียฟอร์มาลดีไฮด์ ( UF )
adhesivesงานวิจัยนี้ศึกษาผลของอุณหภูมิและความชื้นสัมพัทธ์ต่อใหม่ ตั้งแต่ปล่อยฟอร์มาลดีไฮด์ยูเรียฟอร์มาลดีไฮด์ (
ulef-uf ) และไม่เพิ่มฟอร์มาลดีไฮด์ ( กลุ่ม ) adhesives เป็นรุ่นที่แก้ไขของ 717-3

วิธีการเก็บใช้ควบคู่กับวิธีการวัดปริมาณก๊าซฟอร์มาลดีไฮด์
เทคนิคการใช้ ฟอร์มาลดีไฮด์ปล่อยจาก
พาณิชย์คาร์โบไฮเดรตระยะที่ 2 ตามแผงไม้อัดไม้เนื้อแข็งถูกผูกมัดด้วยเรซิน ulef-uf
เพิ่มขึ้นอย่างมากเมื่อแผงได้รับความร้อนสูงและความชื้น นอกจากนี้ อัตราการ ulef-uf
แผงเพิ่มขึ้น ด้วยการเปิดรับอีกที่ความชื้น 100% ในทางตรงกันข้าม
ฟอร์มาลดีไฮด์ปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากคาร์โบไฮเดรตระยะที่ 2 ตามไม้ไม้อัดผูกมัดกับนาฟ