壳聚糖金属配合物处理后竹材的防白腐性能

以4年生新伐毛竹为试材,以白腐菌彩绒革盖菌为试菌,对壳聚糖铜配合物(CCC)、壳聚糖锌配合物(CZC)及相应的金属盐(氯化锌)和铜铬硼(CCB)处理材的抗流失性和耐腐性能进行试验.结果表明: 壳聚糖金属配合物在竹材中固着率略高于CCB,明显高于相应的金属盐,具有较强的抗流失性能;CCC处理的竹材对彩绒革盖菌的耐腐性能高于CCB处理材, 当CCC处理材中金属离子保持量达到6.35 kg·m-3时,腐朽后质量损失为0;CZC处理毛竹试材的耐腐效果和CCC效果相当,明显高于氯化锌处理材,当防腐剂中金属离子保持量高于2.41 kg·m-3时,CZC处理的竹材都达到最耐腐等级,且随着防腐剂中金属离子保持量的提高,处理材的质量损失率接近于0.     

漆酶催化碘化竹材的防腐性能

【目的】利用漆酶催化氧化碘化物产生碘自由基的特性,将具有杀菌或抑菌作用的活性成分固着于竹材上,提高竹材的防腐性能和抑菌成分的固着性,为木竹材保护和改性提供一种环保、高效的新方法。【方法】以2,2'-联氮双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二铵盐(ABTS)为促进剂,采用不同酶活的漆酶催化碘化竹材,通过14天流失试验和室内耐腐性试验测试流失前后竹材的防腐性能,运用扫描电镜(SEM)和X射线光电子能谱(XPS)对防腐竹材的形貌和成分进行表征。【结果】单独碘化钾处理竹材具有一定的防腐效果,但质量损失率均在10%以上。采用不同酶活的漆酶催化碘化竹材可进一步提高竹材防腐性能,酶活0.60 U·mL~(-1)的漆酶催化碘化竹材防腐效果最佳。经白腐菌腐朽3个月后,漆酶催化碘化竹材质量损失率为7.92%,流失试验后防腐竹材质量损失率增至9.85%,仍属于Ⅰ级耐腐。与白腐菌相比,褐腐菌对竹材的降解更严重,未处理竹材质量损失率高达24.95%,酶活0.60 U·mL~(-1)的漆酶催化碘化竹材质量损失率为9.44%,流失试验后防腐竹材质量损失率变化幅度小,增加0.91%,而单独碘化钾处理竹材质量损失率从流失前的14.30%增至15.34%,漆酶催化碘化竹材具有较好的防腐性能和抗流失性能。从SEM可见,未处理竹材腐朽试验后细胞壁出现明显穿孔现象,特别是褐腐菌,部分穿孔连成一片,细胞完整性已严重破坏,而酶活0.60 U·mL~(-1)的漆酶催化碘化竹材菌丝较少,细胞壁结构较完整。XPS分析表明,处理竹材经14天流失试验和3个月耐腐性测试,白腐菌和褐腐菌对其氧化降解程度均不高,漆酶催化碘化竹材不仅能抑制竹材细胞壁遭受白腐菌和褐腐菌降解,而且具有较好的抗流失性。【结论】漆酶催化碘化竹材可提高碘在竹材中的固着性,对白腐菌和褐腐菌具有较好的抵抗力,漆酶催化碘化竹材的耐腐性能高于单独碘化钾处理,是一种抗流失性强、高效且环保的新型竹材防腐技术。     

3种阻燃剂浸渍处理竹片的性能研究

选用聚磷酸氢铵(APP)、磷酸二氢氨盐(MAP)及硼酸与硼砂合剂(SBX)3种阻燃剂,采用常压浸渍法处理竹片,通过氧指数、锥形量热法考察了3种阻燃剂对竹片阻燃性能的影响,并研究了阻燃竹片的涂饰性能及阻燃剂的流失行为。结果表明,3种阻燃剂均可提高竹片的极限氧指数,MAP处理竹片的极限氧指数最高;正交试验得出优选浸渍工艺为:20%阻燃剂浓度、40℃浸渍温度和0.5 h浸渍时间。锥形量热测试结果表明,3种阻燃剂均能有效降低热释放速率、热释放总量,并抑制发烟,SBX处理竹材的综合性能最佳。涂饰性测试表明,SBX阻燃剂不影响竹片表面的漆膜附着力,而APP和MAP阻燃处理使竹片表面漆膜附着力显著下降。流失性测试表明3种阻燃剂抗流失性较差,SBX处理竹片相对较好,14 d流失率为53%。     

硅凝胶固着铜防霉剂处理竹材的固着性能分析

以溶胶凝胶法制备硅凝胶固着铜防霉剂,研究了该防霉剂处理毛竹竹材的抗流失性能,并采用扫描电镜能谱仪(SEM-EDS)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)以及X射线衍射仪(XRD)分析测定了防霉剂在竹材中的固着性能。结果表明,硅凝胶固着铜防霉剂处理竹材的流失率为9.68%,约为氨溶烷基胺铜(ACQ)、铜铬砷(CCA)处理材的1/5、1/3,硅凝胶提高了铜的抗流失性;硅凝胶固着铜防霉剂进入竹材后主要沉积在导管中,主要元素也通过与纤维素羟基形成了氢键结合、与木质素和纤维素之间的范德华力发生物理吸附等方式进行固着;另外,硅凝胶固着铜与竹材纤维素上活性较强的伯醇羟基发生反应生成羧酸铜,形成Si-O、Si-O-Cu键,硅凝胶改善了铜在竹材中的固着性。这将为毛竹竹材及其制品的防护提供更多选择。     

漆酶催化碘处理竹材防霉性能

【目的】利用生物酶催化氧化特性,使无毒杀菌剂碘与竹材形成稳定化学键提高碘的抗流失性,增强竹材防霉性能,为天然无毒防霉剂的开发提供新思路。【方法】以2,2'-联氮双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二铵盐(ABTS)为促进剂,采用漆酶催化碘化钾并与竹材反应,将碘固着于竹材中,赋予竹材抗流失性和防霉性能,借助傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)分析竹材处理前后的主要基团和元素变化。以4年生毛竹为试验材料,以木霉、黑曲霉和桔青霉为试验菌种,研究不同浓度漆酶催化碘化钾对3种霉菌的防霉性能。为得到有效成分在竹材中的固着性,采用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定碘含量,计算竹材中碘固着率。以木霉、黑曲霉和桔青霉3种混合菌环境感染流失和未流失处理材,测试竹材流失前后的综合防霉效果。【结果】漆酶催化碘处理竹材可有效提高竹材防霉性能,不同浓度(以质量百分数wt.%表示)漆酶的参与均优于碘化钾单独处理组的防霉效果,其中浓度为4. 8×10~(-3)wt.‰的漆酶/碘化钾处理材对木霉抵抗力最强,对黑曲霉和桔青霉效果次之,21天后几乎完全被霉菌覆盖。流失试验表明,碘化钾处理竹块碘固着率为37. 47%,质量百分数为4. 8×10~(-3)wt.‰的漆酶催化碘处理竹块后碘固着率提高到86. 13%。3种混合菌环境下碘化钾只拥有有限的防霉效果,加入漆酶后防霉效果明显提高。FTIR和XPS分析表明,漆酶催化碘处理能使竹材木质素发生变化,并在木质素上形成C—I键,而纤维素和半纤维素变化较小。【结论】利用漆酶催化碘处理竹材可在一定程度上提高竹材防霉性能,漆酶浓度越大,防治效力越高。漆酶催化碘处理竹材能有效提升碘在竹材中的固着率。无论是否经过流失试验,漆酶催化碘处理竹块防霉效果均明显高于碘化钾处理竹块。该研究结果不仅可拓宽漆酶等生物酶的应用领域,而且也能为食品或人体接触的竹材提供安全可靠的防霉剂。     

交联壳聚糖/聚乙烯醇的制备及其在竹材中的构建

以戊二醛为交联剂制备壳聚糖/聚乙烯醇互穿聚合物,并对其溶胀性进行表征。采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)研究聚合物的微观形貌和化学结构特征。将戊二醛、壳聚糖及聚乙烯醇混合后通过真空浸渍的方式注入竹材中并发生交联反应,测试处理材的干缩湿胀和防霉防腐性能。结果表明:壳聚糖可均匀分散在聚乙烯醇中,成膜均匀,两者相容性较好;处理材在浸水-干燥3次循环下干缩率为6.9%~7.4%,在吸湿-干燥3次循环下的干缩率为1.4%~1.5%,吸水和吸湿抗胀率最高达34.5%;壳聚糖/聚乙烯醇互穿聚合物在竹材中的构建提高了竹材的防霉和防腐效果。未处理材在试验开始后霉菌便迅速长满,处理材霉菌孢子萌发推迟,生长缓慢,处理后竹材经褐腐菌密粘褶菌和白腐菌彩绒革盖菌侵染后的质量损失率为10.0%和5.4%,与未处理材相比分别减少了8.0%和8.1%。竹材内原位构建壳聚糖/聚乙烯醇聚合物网络,既能够提高竹材的尺寸稳定性,又增加了竹材的防霉和防腐性能,同时为解决竹材尺寸稳定性差和易霉变腐朽问题提供新途径。     

超声-抗菌石蜡处理对竹材防霉性能的影响

为增强竹材的防霉性能,以毛竹作为研究材料,先对竹材进行超声预处理,制备了抗菌石蜡乳液对竹材进行浸渍改性处理,并对改性后竹材的含水率、吸水率、防水效率和防霉性能进行了测试。选用天然植物中的2-羟基-1,4萘醌作为防霉剂,选用司班80(Span80)和吐温80(Tween80)作为58号食品级石蜡的复配乳化剂,考虑了亲水亲油平衡(HLB)值对石蜡乳化的影响,制得稳定的抗菌石蜡乳液。利用抗菌石蜡乳液对超声处理后的竹片进行浸渍处理,采用L₉(3³)正交试验设计,以石蜡乳液固含量、干燥温度和干燥时间为因子,以含水率和浸泡768 h后的防水效率为测试指标。结果表明,当Span80和Tween80的质量比为2∶3、HLB值为10.72时,石蜡乳液的稳定性最好。对改性后竹材含水率的影响从大到小依次是石蜡乳液固含量、干燥温度、干燥时间。当石蜡乳液固含量为5%、干燥温度为70℃、干燥时间为1.5 h时,试件含水率最低为4.11%。浸泡768 h后对竹材防水效率影响从大到小依次是干燥温度、石蜡乳液固含量、干燥时间;当石蜡乳液固含量为15%、干燥温度为40℃、干燥时间为1.5 h时,试件防水效率最高为32.15%。超声处理并不能有效阻止竹材的霉变,超声联合抗菌石蜡乳液改性后的竹材防霉性能有明显提高,改性竹材在28 d霉变试验后表面无菌丝、霉点。     

铜唑与石蜡防水剂复配处理南方松的耐褐腐性能

为了明确石蜡对铜唑(CA)浸渍木材及处理材耐褐腐性能的影响,配制了不同质量分数的CA处理液和石蜡处理液,以及不同质量分数比例的CA/石蜡复配处理液,然后分别处理南方松试材,并考察浸渍效果和抗流失性,同时基于褐腐质量损失率以及扫描电镜、傅里叶变换红外光谱和X射线衍射方法,对试材的耐褐腐性能进行分析。结果表明:石蜡不会对CA的浸渍效果产生明显影响,并可有效增强CA的抗流失性,而随着石蜡质量分数提高,CA抗流失性提升更明显,且0.3%C/2.0%W处理组的抗流失性相对最优。对于不同CA质量分数的复配处理材,随着石蜡质量分数增加,质量损失率均逐渐降低,且整体处于2%～10%之间,耐腐等级达Ⅰ级(强耐腐)。微观上,经一定质量分数复配溶液处理的木材体现出优异的耐褐腐性能,细胞保持完整,纤维素及半纤维素降解不明显。该研究将为防腐剂与防水剂复配处理木材提供科学参考,同时推动二者在木材改性中发挥更高效的协同作用。     

季铵铜防腐木中有效成分的流失性试验

以季铵铜防腐剂处理南方松为原材料,参照美国AWPA E11-06标准,分析不同pH值、不同温度的水环境对季铵铜防腐木中有效成分流失率的影响。结果表明:铜和DDAC的总流失率在pH 9时的碱性环境明显小于其在酸性环境下的流失率,在pH 3时,分别达到最大值40.80%和44.43%;随着温度从室温(10℃)升高到30、50℃,铜和DDAC的流失率均明显增大;在14 d的流失时间里,铜和DDAC的流失率呈现出随时间递减的规律,并且DDAC比铜更容易流失到环境中。     

纳米有机蒙脱土在实木地板上的应用试验

采用纳米有机蒙脱土,以水溶性酚醛树脂为复合介质,在真空加压条件下对软银叶树(Heritiera borneensis)和红山樟(Dryobanops aromatica)2种实木地板坯料进行纳米复合处理.结果表明,纳米材料用于实木地板提高其性能可行,2种地板处理增重率约为7％,阻湿率提高37％以上,吸水率改善幅度达26.2％以上,阻燃效果也得到了提高,氧指数提高了15％,耐磨性得到改善,固化定型后的抗流失性较好,20℃水时的抗流失性在0.6％以下,80℃水时的抗流失性在2％以下,纳米复合处理对地板的环保性能基本无影响.     

竹材阻燃处理及对其材性的影响

竹材阻燃处理除了利用阻燃剂处理外,还可以对其进行化学改性、纳米改性、炭化、机械添加、表面涂覆等处理。阻燃处理会对竹材物理力学性能、吸湿性及吸水性、胶合强度、涂饰性、阻燃剂成分的流失性等产生重要影响。文章综述了国内外竹材阻燃处理技术,分析了阻燃处理对竹材性能的影响,以期为推动竹质材料的安全、广泛应用提供参考及借鉴。     

建筑材用防腐剂配方及其化学性能的试验

我国CCA系列配方与英国CCA(Tanalith C,Celcure K33)的对比试验表明:我国CCA_3、CCA_6配方抗流失和对金属腐蚀效果接近英国产品;砷含量范围低于美国CCA—C型;国产原料配制的CCA_(S)抗流失和对金属腐蚀性较好。浸渍处理试验显示,CCA类防腐剂宜采用加压法。PPA油性防腐剂中的五氯酚溶解度、抗“霜”、油漆性能良好;CCB宜于处理门窗及室内木结构。表层化学浸渍处理可使硼在木材中的保留率提高到60—70%。     

塑化改性竹材的物理力学性能及防霉性能

为了改善竹材及竹制品防霉和防蓝变性能,同时提高竹材尺寸稳定性,以低分子量不饱和酸、脂溶液为塑化改性剂,通过真空加压浸渍处理工艺进行竹材改性处理,并对竹材的物理、力学及防霉性能进行测试。结果显示,改性后竹材的一次增重率达25.6%:尺寸稳定性和顺纹抗压强度大幅提高:对霉菌及蓝变菌的防治效力达100%。     

几种防霉剂对丛生竹防霉效果研究

采用4种不同防霉剂(CCA/SMR、DDAC/IPBC、NCM/IPBC和NCM)对丛生竹梁山慈竹进行防霉处理,研究了防霉剂种类、防霉处理工艺对竹材防霉效果的影响,同时对3种防霉效果检测方法包括实验室培养皿法、野外遮荫法和野外暴露法进行了对比。研究结果表明,本试验条件下CCA/SMR和NCM防霉剂的防霉效果约为2个月,使用浓度分别为1.5%/0.3%和5.0%,可用于竹材贮存、运输、加工过程中的防霉;混合防霉剂DDAC/IPBC和NCM/IPBC的防霉效果更好,可考虑用于竹制品使用过程中的防霉;采用加压处理工艺的竹材,其防霉效果明显优于浸泡处理工艺;3种防霉效果测试方法得出的处理竹材的防霉结果基本一致,但测试的侧重点、针对的霉菌种类和环境影响因素有所不同。对于户外用竹制品防霉效果的测试,以野外暴露测试为主;室内用竹制品或竹材贮运过程中的防霉效果的测试,以实验室培养皿和野外遮荫法测试为主。     

竹醋液制剂的抑菌性及其竹材防霉性评价

为拓宽竹醋液的用途以及开发高效低毒型竹材保护剂,进行了竹醋原液以及竹醋液制剂时木材霉菌的抑菌性研究.结果表明:竹醋原液对三种木材霉菌的抑菌率为99%,但不具有抑菌性.针对于此,自行研制开发了PW1、PW2、PW3三种竹醋液制剂,其抑菌性能显著增强;竹醋液制剂处理竹材后,其防霉性能明显提高.     

酚醛树脂改性竹材的物理力学性能及其微观形貌的荧光表征

为考察低分子量酚醛树脂改性工艺对竹材性能及其微观形貌的影响,采用常压浸渍法,以低分子量酚醛树脂的固含量和浸渍时间作为变量,分析这2个因素对改性前后竹材的增重率、密度、尺寸稳定性等性能的影响;采用荧光跟踪技术表征酚醛树脂在竹材微观结构上的分布。结果表明,随着固含量和浸渍时间增加,改性后竹材增重率和密度增大,在浸渍24 h后趋于平缓;抗弯强度上升趋势与增重率相似。同未处理竹材相比,抗弯强度明显增大;抗湿胀率明显提高。微观形貌的荧光分析表明酚醛树脂在竹材上主要分布在外表面,在竹材表面形成一层连续的酚醛树脂膜。随着固含量和浸渍时间的增加,酚醛树脂在竹材界面上的平均渗透深度越大,形成的酚醛树脂膜越厚。     

竹材防腐防霉处理研究

本文论述了三种处理方法和七种防腐剂配方处理毛竹(片材)和浙江淡竹(竹竿)。气干材用热冷槽法和常压浸渍法,生材采用竹液置换法。这些方法很适合我国的国情。热冷槽法采用1.5小时热煮,48小时冷浸;常压浸渍20天左右;竹液置换法约8天,均能达到预期的药剂吸收量和透入度。此外,还进行了防腐处理竹材的室内抗霉试验和力学强度试验。野外抗腐试验正在进行中。     

淀粉酶处理对竹材防霉性能的影响

毛竹竹材由于富含淀粉和糖,在适宜的条件下极易受到以此为食的各种霉菌的侵害,给竹材加工业造成重大的损失,因此必须进行竹材的防霉保护。传统的化学药剂浸渍竹材,虽然防霉效果优异,但因其含有对人体有害的化学物质或重金属成分,长期使用会影响人类的身体健康。而利用生物酶进行竹材的防霉处理,不但简便高效,而且绿色无毒。在研究过程中采用7种不同酶量的淀粉酶溶液来处理竹材样品,同时对比了最适加酶量下3种不同处理时间和3种不同处理温度对竹材样品防霉的效果。试验结果表明:随着淀粉酶处理液中酶量的增加,竹材样品的淀粉和还原糖含量下降明显;淀粉酶处理液的处理时间对降低竹材淀粉和还原糖含量起到关键作用,适当延长竹材的酶处理时间有益于降低竹材的淀粉和还原糖含量;适合的淀粉酶处理温度能提高淀粉酶水解效率,降低竹材淀粉和还原糖含量。在竹材的防霉试验中,经淀粉酶溶液处理过的竹材,对3种霉菌(黑曲霉、桔青霉和绿色木霉)均有很好的抗霉效果;随着淀粉酶处理液酶量和处理时间的增加,竹材的防霉性能有了明显的提高。结果表明,最佳淀粉酶处理工艺为:酶量120 U/mL,酶处理时间36 h,酶处理温度95℃。研究结果可为竹材的防霉研究提供参考。     

ACQ防腐剂处理竹材的防腐性能和抗流失性能

比较了5种ACQ防腐剂处理竹材的防腐性能和抗流失性.结果表明, ACQ-B的综合抗菌性能最好,ACFQ-稍差,ACQ-C对白腐菌的毒性最差,失质量率达6%,远高于ACQ-B和ACQ-D.加入磷酸盐可提高药剂对白腐菌的毒性,但对褐腐菌的毒性影响较小;ACQ-B和ACQ-B-P在竹材中的固着率较好,ACQ-C和ACQ-C-P次之,ACQ-D最低.     

竹材糠醇树脂改性研究初探

采用两种不同溶剂的糠醇溶液对竹材进行浸渍改性,并对改性后的竹材的力学性能、尺寸稳定性、平衡含水率及防霉性能进行测试。研究结果显示:以乙醇为溶剂的糠醇溶液改性竹材平均增重率(WPG)为5.21%,顺纹抗压强度增加37.26%,抗弯强度和模量增加不显著;平衡含水率降低25.97%;75%湿度状态到绝干状态的抗干缩系数为8.72%,物理力学性能均优于以水做溶剂的配方。经糠醇树脂改性后竹材的防霉性能改善显著,能有效减缓霉菌生长速度,经表面擦拭后,改性后的竹材表面霉变现象不显著,而对照样有明显的霉斑,糠醇树脂改性至少能有效改善竹材的防霉性能。