Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Hodnocení metod pro stanovení úniku formaldehydu z kompozitních materiálů na bázi dřeva Uchazeč: Mohamed Zidan Mohamed Salem Česká zemědělská univerzita.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Hodnocení metod pro stanovení úniku formaldehydu z kompozitních materiálů na bázi dřeva Uchazeč: Mohamed Zidan Mohamed Salem Česká zemědělská univerzita."— Transkript prezentace:

1 Hodnocení metod pro stanovení úniku formaldehydu z kompozitních materiálů na bázi dřeva Uchazeč: Mohamed Zidan Mohamed Salem Česká zemědělská univerzita v Praze Katedra zpracování dřeva Fakulta lesnická a dřevařská Školitel: Doc. Ing. Štefan Barcík, CSc. “Disertační práce” Konzultant: Ing. Martin Böhm, Ph.D. Oponenti:Prof. Ing. Juraj Mahút, CSc. Doc. Ing. Daniela Tesařová, Ph.D. Ing. Jitka Beránková, Ph.D. Předseda:Doc. Ing. František Friess, CSc.

2 1. Nejdůležitějším parametrem při hodnocení vlivu na životní prostředí a lidské zdraví je u materiálů na bázi dřeva únik formaldehydu. 2. Formaldehyd (HCOH) je bezbarvý plyn, který se může uvolňovat z mnoha druhů materiálů používaných ve stavebnictví. 3. Prakticky všechny plošné materiály na bázi dřeva se vyrábějí s použitím formaldehydových pryskyřic (močovino- fenol- anebo melamin-formaldehydové).

3 4. Ve vzduchu v koncentracích nad 0.1 ppm může dráždit oči a sliznice. Po vdechnutí může způsobit bolesti hlavy, pálení v krku a vést k potížím s dýcháním s příznaky astmatu. 5. Formaldehyd byl již dříve klasifikován Světovou zdravotnickou organizací (WHO) “jako látka s prokázaným karcinogenním účinkem na zvířata” a nejnovější reklasifikace formaldehydu Mezinárodní agenturou pro výzkum rakoviny (IARC, 2004) formaldehyd dokonce hodnotí jako látku “karcinogenní pro lidi”.

4 1. Příprava a měření shodného zkušebního materiálu, pro porovnání výsledků emisí formaldehydu zjištěných pomocí tří zcela odlišných zkušebních postupů: podle komorové metody (EN 717-1, 2004), metody plynové analýzy (EN 717-2, 1994) a perforátorové metody (EN 120, 1993). 2. Předmětem výzkumu je porovnání výsledků emisí HCOH dosažených podle jednotlivých zkušebních metod a nalezení korelační závislosti mezi metodami. 3. Posouzení vybraných průmyslových faktorů, které ovlivňují emise formaldehydu z materiálů na bázi dřeva, s použitím analýzy rozptylu (ANOVA). 4. Vyhodnocení mezilaboratorního porovnání emisí formaldehydu z dřevotřískových desek s použitím americké malé komory (ASTM D , 2008).

5 A.Vzhledem k odlišným metodám stanovení úniku formaldehydu byly použity desky bez povrchové úpravy i desky povrchově upravené. 1.Dřevotřískové desky (DTD) 2.Dřevovláknité desky se střední a vysokou hustotou (MDF, HDF) 3.Překližované desky (PLW) 4.Laminátová podlahová krytina B. Metody stanovení HCHO: komorová metoda, metoda plynové analýzy a perforátorová metoda. A dále podle kalifornských metod ASTM D (komory a 1 m 3 ).

6 E1: Emise formaldehydu musí být nižší než 0.1 ppm = mg/m 3 Výsledky se stanovily po 2-4 týdnech Vzorky v základním formátu 1 m x 2 m Stanovení úniku formaldehydu komorovou metodou EN 717-1, 2004 Koeficient zaplnění: 1 m 2 /m 3

7 E1: Emise formaldehydu musí být nižší než 3.5 mg HCHO/(m 2 h) Stanovení úniku formaldehydu metodou plynové analýzy EN 717-2, 1994 V ýsledky se stanovily po čtyřech hodinách měření Vzorky v základním formátu 0.4 m x 0.05 m Edge sealing

8 Stanovení úniku formaldehydu perforátorovou metodou EN 120, 1993 E1: Emise formaldehydu musí být nižší než 8 mg/100 g a.s. desky Výsledky se stanovily po 2.5 hodiny Vzorky v základním formátu 25 mm x 25 mm (110 g)

9 Stanovení emisí formaldehydu Obsah formaldehydu ve vodném roztoku se u všech metod stanoví fotometricky acetylacetonou metodou 10 ml z absorpčních roztoků + 10 ml roztoku acetylacetonou + 10 ml roztoku actanu amonného 10 ml destilované vody + 10 ml roztoku acetylacetonou + 10 ml roztoku actanu amonného Diacetyldihydrolutidin (DDL), žlutý má absorpční maximum při 412 nm (Hantschova reakce) Tato reakce je specifická na formaldehyd. DDL

10 Hodnoty emisí formaldehydu z kompozitních materiálů na bázi dřeva. které byly měřeny: Komorovou metodou Komorovou metodou Metodou plynové analýzy Metodou plynové analýzy Perforátorovou metodou Perforátorovou metodou Výsledky

11 E1≤ 8 mg/100 g suché desky E1≤ 3.5 mg/m 2.h E1≤ 8 mg/100 g suché desky E1≤ 3.5 mg/m 2.h DTDMDF E1≤ 3.5 mg/m 2.h PLW

12 Typ desky Tloušťka (mm) DTD P PV PL MDF MDFL PLW PLY PLYs Hodnoty emisí formaldehydu z kompozitních materiálů na bázi dřeva (12, 16 a 18 mm), měřeno komorovou metodou (mg/m 3 ) E1 ≤ 0.1 ppm = mg/m 3

13 perforátorovou metodoua metodou plynové analýzy u DTD Korelační závislosti mezi perforátorovou metodou a metodou plynové analýzy u DTD tloušťky 18 mm perforátorovou metodou a metodou plynové analýzy u DTD Korelační závislosti mezi perforátorovou metodou a metodou plynové analýzy u DTD tloušťek mm Korelační závislosti mezi perforátorovou metodou a metodou plynové analýzy Příklady výsledků po stanovení úniku formaldehydu z dřevotřískových desek

14 Korelační závislosti mezi perforátorovou metodou a metodou plynové analýzy u MDF tloušťek mm

15 Korelační závislosti mezi metodou plynové analýzy a komorovou metodou pro tloušťky materiálů mm DTDMDF PLW

16 Vliv typu a tloušťky na emise formaldehydu z dřevotřískových desek

17 MetodaS.O.V.SSDFMSFÚroveň významnosti EN DTD typ *** Tloušťka *** DTD typ*Tloušťka *** Chyba DTD typ ns EN 120 Tloušťka *** DTD typ*Tloušťka ns Chyba ANOVA pro emise formaldehydu dřevotřískových desek měřených podle norem EN a EN 120 v závislosti na typu desky, tloušťce desky a interakce těchto faktorů (S.O.V.) Zdroj odchylek. (***) velice významné (P 0.05)

18 A B C velice významné (P < 0.001)

19 D E F velice významné (P < 0.001) P = 0.22 P = 0.09

20 Typ desek Tloušťka Střední hodnoty 8 mm16 mm18 mm P ± 0.25 e (5.21 ± 0.31) c ± 0.08 e (7.53 ± 1.31) b ± 0.02 b (9.93 ± 0.64) a 0.92 ± 0.47 B (6.76 ± 1.83) A PV0.960 ± 0.02 d 1.190± 0.02 c 2.520± 0.02 a 1.55 ± 0.72 A PL ± 0.01 f (5.75 ± 0.03) c 0.506± 0.10 e (7.41± 0.52) b ± 0.03 d (8.08 ± 0.03) b 0.52 ± 0.26 C (7.19 ± 0.94) A Střední hodnoty 0.55 ± 0.30 C (5.31 ± 0.35) C 0.77 ± 0.28 B (7.48 ± 1.05) B 1.68 ± 0.72 A (9.00 ± 1.13) A Různá písmena reprezentují statisticky významné rozdíly mezi průměry hodnot, (Mean±SD) (u hodnot se stejnými písmeny nejsou významné rozdíly (P ˂ 0.05) v souladu s Duncanovým vícenásobným srovnávacím testem). Hodnoty dle normy EN 120 jsou uvedeny v závorkách. Hodnoty koncentrace formaldehydu pro různé typy a tloušťky dřevotřísky (8, 16 a 19 mm) měřené podle norem EN a EN 120

21 Vyhodnocení mezilaboratorního porovnání emisí formaldehydu z dřevotřískových desek s použitím americké malé komory (ASTM D , 2008).

22 Objem komory: 1 a m 3 Teplota: 24 ± 1 °C Relativní vlhkost: 50 ± 4 % Koeficient zaplnění: 0.43 m 2 /m 3 Vzduchová výměna: 2 a 0.5 h -1 CARB Phase 1: ≤ 0.18 ppm (2009) CARB Phase 2: ≤ 0.09 ppm ( ) Stanovení emise formaldehydu z dřevotřískových desek podle americké metody (malá komora) 3 vzorky 220 mm x 220 mm 3 vzorky 200 mm x 80 mm PLATNÉ PŘEDPISY

23 Reakce kyseliny chromotropové (1,8-dihydroxynaphthalene-3,6- disulfonová kyselina) s formaldehydem tvoří aktivní chromogen. Metoda kyseliny chromotropové Stanovení emise formaldehydu červeno-fialově derivovaný hydroxydiphenylmethan maximální absorpce při 580 nm

24 Vyhodnocení mezilaboratorního porovnání emisí formaldehydu z dřevotřískových desek s použitím americké malé komory (ASTM D ) Parametr Emise formaldehydu (ppm) Skupina 1 (PL) Skupina 2 (P2) Lab. 1Lab. 2Lab. 1Lab Medián SD CV % n1415 min max SEM Dolní kvartil Horní kvartil Odchylka3.51x10 –4 6.7x10 –5 1.71x10 –3 9.3x10 –5

25 Hodnoty 1. laboratoře měly větší číselnou vzdálenost od zbytku dat než 2. laboratoř.

26 Dobrá pozitivní korelace mezi hodnotami formaldehydu od obou skupin desek (16 mm)

27 Hodnocení emisí formaldehydu u různých typů materiálů na bázi dřeva (v závislosti na typu použitého lepidla a tloušce desky)

28 a b MDF, MDFL a PLYMUF DTD (PL,P2,PV)UF PLYs PF T1= 12 mm T2= 16 mm T3= 18 mm

29 Typ desekLepidlo Tloušťka (mm) P2UF PVUF PLUF MDFMUF MDFLMUF PLYMUF PLYsPF Hodnoty emisí formaldehydu měřené komorovou metodou (mg/m 3 )

30 ZÁVĚR 4. Emise formaldehydu se snižuje při povrchové úpravě desek (v případě laminování) a nebo když se zmenšuje tloušťka desky. 1. Výsledky zaznamenané v této studii se vztahují na čerstvě vyrobené materiály. 2. U jednotlivých druhů materiálů na bázi dřeva byly pozorovány velké rozdíly úniku formaldehydu. 3. Bylo prokázáno, že rozdíly mezi jednotlivými hodnotami úniku formaldehydu, zjištěné různými metodami, byly ovlivněny typem a tloušťkou desky a stejně tak použitým druhem lepidla.

31 1. V t éto disertační práci byla hodnocena problematika uvolňování formaldehydu z materiálů na bázi dřeva (u překližek, dřevotřískových a dřevovláknitých desek) vyráběných v ČR. 2. Výběr zkušebních vzorků celkově obsahoval odběr z materiálů zahrnujících více než 70% podíl tuzemské produkce. 3. Podstatná část měření byla realizována v laboratoři Výzkumného a vývojového ústavu dřevařského (VVÚD) v Praze, dílčí měření proběhlo v laboratoři ČZU a některá data byla získána i z laboratoří v zahraničí. 4. Takto rozsáhlé výsledky z měření úniku formaldehydu zatím nebyly v ČR publikovány, uvedená data budou cenným zdrojem informací. 1. V t éto disertační práci byla hodnocena problematika uvolňování formaldehydu z materiálů na bázi dřeva (u překližek, dřevotřískových a dřevovláknitých desek) vyráběných v ČR. 2. Výběr zkušebních vzorků celkově obsahoval odběr z materiálů zahrnujících více než 70% podíl tuzemské produkce. 3. Podstatná část měření byla realizována v laboratoři Výzkumného a vývojového ústavu dřevařského (VVÚD) v Praze, dílčí měření proběhlo v laboratoři ČZU a některá data byla získána i z laboratoří v zahraničí. 4. Takto rozsáhlé výsledky z měření úniku formaldehydu zatím nebyly v ČR publikovány, uvedená data budou cenným zdrojem informací. PŘÍNOS PRO PRAXI

32 1.Salem, M.Z.M., Böhm M., Beránková J. and Srba J. (2011). Effect of some manufacturing variables on formaldehyde release from particleboard: Relationship between different test methods. Building and Environment, 46(10): (IF: 1.797). 2.Salem, M.Z.M., Böhm M., Barcík Š. and Beránková J. (2011). Formaldehyde emission from wood–based panels bonded with different formaldehyde–based resins. In press. "Wood Industry” (Drvna Industrija). (IF: 0.233). Seznam publikací Články zaslané k publikaci ve vědeckých časopisech 3. Salem M.Z.M., Böhm M., Barcík Š. and Srba J. (2011). Inter–laboratory comparison of formaldehyde emission from particleboard using ASTM D 6007–02 method. Under review, Holz als Roh- und Werkstoff (European Journal of Wood and Wood Products). (IF: 0.838). 4. Salem M.Z.M., Böhm M., Srba J. and Beránková J. (2011). Evaluation of formaldehyde emission from different types of wood-based composites and flooring panels using different standard test methods. Under review, Indoor Air. (IF: 2.891). Články publikované ve vědeckých časopisech

33

34 5. Salem, M.Z.M. and Böhm M. (2010). Determination of formaldehyde release from plywood panels with European chamber method: research study. 1 st University Conference in Life Sciences (UCOLIS 2010) Prague, 25 November 2010, Prague, Czech Republic. ISBN: Salem, M.Z.M., Böhm M., Srba J. and Barcík Š. (2010). Evaluation of Test Methods for Determination of Formaldehyde Emission from Composite Wood Products. Innovative Wood Products are the Future. Proceedings of the 53 rd International Convention of Society of Wood Science and Technology (SWST) and United Nations Economic Commission for Europe (UNECE)–Timber Committee (TC) October 11–14, 2010, Geneva, Switzerland. ISBN: Salem, M.Z.M. and Böhm M. (2010). Methods for Determination of Formaldehyde Release from Wood–Based Panels–Regulations. 3 rd annual international conference of young scientists. Faculty of Forestry and Wood Technology (COYOUS‘2010), 24 th March 2010 Pages 291–301. Prague, Czech Republic.ISBN: Salem, M.Z.M., Böhm M. and Barcík Š. (2009). Determination of formaldehyde emission from composite wood products with different European standard test methods. International conference of Forest, Wildlife and Wood Sciences for Society Development Prague, 16–18, April Pages 475– 488. Czech Republic. ISBN: Články na konferencích

35 Všem členům katedry zpracování dřeva. Interní grantové agentuře FLD za financování projektů: 1. Hodnocení zkušebních metod pro stanovení emisí formaldehydu z materiálů na bázi dřeva. 2. Faktory ovlivňující únik formaldehydu z dřevotřískových desek. Pracovníkům Výzkumného a vývojového ústavu dřevařského v Praze (VVÚD) za spolupráci Pracovníkům Výzkumného a vývojového ústavu dřevařského v Praze (VVÚD) za spolupráci. Firmě dřevozpracující družstvo Lukavec (DDL)za poskytnutí zkušebních vzorků a spolupráci. Firmě dřevozpracující družstvo Lukavec (DDL) za poskytnutí zkušebních vzorků a spolupráci.

36


Stáhnout ppt "Hodnocení metod pro stanovení úniku formaldehydu z kompozitních materiálů na bázi dřeva Uchazeč: Mohamed Zidan Mohamed Salem Česká zemědělská univerzita."

Podobné prezentace


Reklamy Google